化学与资源开发利用

1、专题12化学与技术第一单元化学与资源开发利用 考点一考点一 水的净化与污水处理水的净化与污水处理【核心知识通关】【核心知识通关】1.1.水的净化水的净化: :(1)(1)基本流程。基本流程。常用的混凝剂有常用的混凝剂有:_:_、_、_、聚合、聚合铝等。铝等。常用的消毒剂有常用的消毒剂有:_:_、_、ClOClO2 2、高铁酸盐、高铁酸盐等。等。明矾明矾AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3FeSOFeSO4 4漂白粉漂白粉液氯液氯(2)(2)明矾净水原理。明矾净水原理。明矾在水中发生电离明矾在水中发生电离: : 。AlAl3+3+发生水解发生水解: : 。氢氧化铝胶粒的作用氢氧化铝胶粒的

2、作用: :能破坏天然水中的胶体杂质的能破坏天然水中的胶体杂质的稳定性稳定性, ,吸附悬浮物而沉降。吸附悬浮物而沉降。324 24KAlSO=KAl2SO（）AlAl3+3+3H+3H2 2O Al(OH)O Al(OH)3 3( (胶体胶体)+3H)+3H+ +2.2.硬水的软化硬水的软化: :(1)(1)硬水和软水。硬水和软水。CaCa2+2+、MgMg2+2+CaCa2+2+、MgMg2+2+(2)(2)硬水的类型。硬水的类型。暂时硬度暂时硬度由钙、镁的由钙、镁的_引起的硬度引起的硬度永久硬度永久硬度由钙、镁的由钙、镁的_引起的硬度引起的硬度(3)(3)硬水的软化方法。硬水的软化方法。硬水

3、软化的常用方法有硬水软化的常用方法有_、_和和_等。等。碳酸氢盐碳酸氢盐硫酸盐或氯化物硫酸盐或氯化物加热法加热法药剂法药剂法离子交换法离子交换法3.3.污水处理污水处理: :(1)(1)污水处理的技术主要有三种污水处理的技术主要有三种, ,分别是分别是_、_和和_。(2)(2)污水处理的程度污水处理的程度: :主要分三级主要分三级, ,一级处理是除去大块一级处理是除去大块悬浮物悬浮物, ,使使_分离分离, ,泥、水分离泥、水分离; ;二级处理是使有机二级处理是使有机物降解物降解, ,并过滤除去二次沉淀物并过滤除去二次沉淀物; ;三级处理是对污水进三级处理是对污水进行深度处理和净化行深度处理和净

4、化, ,通常采用的方法有通常采用的方法有_、_、_和反渗透法等。和反渗透法等。物理法物理法生物生物法法化学法化学法沙、水沙、水化学沉淀法化学沉淀法氧氧化还原法化还原法离子交换法离子交换法【特别提醒】【特别提醒】(1)(1)水的净化是指除去水中的杂质水的净化是指除去水中的杂质, ,而水的软化是指降而水的软化是指降低水中的低水中的CaCa2+2+、MgMg2+2+浓度浓度, ,而不是把所有的而不是把所有的CaCa2+2+、MgMg2+2+除除去。用石灰法软化硬水时去。用石灰法软化硬水时, ,常和纯碱一起使用常和纯碱一起使用, ,目的是目的是用纯碱除去过量的石灰用纯碱除去过量的石灰, ,工业上称为石

5、灰纯碱法。工业上称为石灰纯碱法。(2)(2)用药剂法软化硬水时一定要注意加入试剂的先后顺用药剂法软化硬水时一定要注意加入试剂的先后顺序序, ,即即NaNa2 2COCO3 3应在应在Ca(OH)Ca(OH)2 2之后加入。之后加入。(3)(3)用阳离子交换树脂用阳离子交换树脂HRHR除去硬水中的除去硬水中的CaCa2+2+、MgMg2+2+时时, ,溶溶液中的酸性会增强液中的酸性会增强, ,应再用碱性溶液中和应再用碱性溶液中和H H+ +。(4)(4)鉴别硬水和软水可利用肥皂水鉴别硬水和软水可利用肥皂水, ,加肥皂水硬水会产加肥皂水硬水会产生较多的沉淀生较多的沉淀, ,软水会产生较多的泡沫。软

6、水会产生较多的泡沫。【高考模拟精练】【高考模拟精练】1.(20161.(2016唐山模拟唐山模拟) )水是一种重要的自然资源水是一种重要的自然资源, ,是人类是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答康。请回答: :(1)(1)含有较多含有较多_的水称为硬水的水称为硬水, ,硬水加热后产生硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为碳酸盐沉淀的离子方程式为_(_(写出生成一种沉淀物的即可写出生成一种沉淀物的即可) )。(2)(2)天然水在净化处理过程中天然水在净化处理过程中, ,加入的混凝剂可以为加入的混凝剂可以为_(_(填其中任意两

7、种填其中任意两种),),其净水作用的原理为其净水作用的原理为_。(3)(3)某城市用水中某城市用水中c(Cac(Ca2+2+)=1.0)=1.01010-3-3molLmolL-1-1,c(Mg,c(Mg2+2+)= )= 5.05.01010-4-4molLmolL-1-1,c( )=8.0,c( )=8.01010-4-4molLmolL-1-1。如。如用药剂软化该水用药剂软化该水1 000 L,1 000 L,应加入应加入Ca(OH)Ca(OH)2 2_g,Na_g,Na2 2COCO3 3_g_g。3HCO-(4)(4)某饮用水厂用天然水制备纯净水某饮用水厂用天然水制备纯净水( (去离

8、子水去离子水) )的工艺的工艺流程如图所示流程如图所示: :活性炭的作用是活性炭的作用是_;_;O O3 3消毒的优点是消毒的优点是_。A A、B B中放置的物质名称分别为中放置的物质名称分别为A_;B_A_;B_。【解析】【解析】(1)(1)含有较多含有较多CaCa2+2+、MgMg2+2+的水叫硬水的水叫硬水, ,硬水加热硬水加热时时, ,水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁等会加热分解生成碳酸水中的碳酸氢钙、碳酸氢镁等会加热分解生成碳酸钙、氢氧化镁。钙、氢氧化镁。(2)(2)铝盐、铁盐等水解生成的氢氧化铝胶体、氢氧化铁铝盐、铁盐等水解生成的氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体等能够吸附水中的悬浮物胶体等能够吸

9、附水中的悬浮物, ,因此可以达到净化水的因此可以达到净化水的目的。目的。(3)Ca(OH)(3)Ca(OH)2 2的作用有两个的作用有两个, ,一是沉淀一是沉淀MgMg2+2+、二是与、二是与 反应生成反应生成 , ,由题意知由题意知1 000 L1 000 L该用水中该用水中n(Can(Ca2+2+)=1.0 )=1.0 molmol、n(Mgn(Mg2+2+)=0.5 mol)=0.5 mol、n( )=0.8 mol,n( )=0.8 mol,所消耗所消耗Ca(OH)Ca(OH)2 2的质量为的质量为mCa(OH)mCa(OH)2 2=(0.5+0.8=(0.5+0.8 )mol )mo

10、l74 74 gmolgmol-1-1=66.6 g,=66.6 g,加入加入NaNa2 2COCO3 3的用途是沉淀的用途是沉淀CaCa2+2+, ,溶液中溶液中原有原有CaCa2+2+1 mol,1 mol,又加入了又加入了Ca(OH)Ca(OH)2 2的物质的量为的物质的量为0.9 mol,0.9 mol,总物质的量为总物质的量为1.9 mol;1.9 mol;又因为又因为0.8 mol 0.8 mol 已转化为已转化为23CO-3HCO-3HCO-123HCO-0.8 mol ,0.8 mol ,加入加入NaNa2 2COCO3 3的质量应为的质量应为m(Nam(Na2 2COCO3

11、3)=(1.9-0.8)mol)=(1.9-0.8)mol106 gmol106 gmol-1-1=116.6 g=116.6 g。(4)(4)用天然水制备纯净水需要经过过滤、除去离子和杀用天然水制备纯净水需要经过过滤、除去离子和杀菌消毒三个阶段菌消毒三个阶段, ,由此可知活性炭用来吸附水中某些有由此可知活性炭用来吸附水中某些有毒或有异味的分子毒或有异味的分子;A;A、B B装置用来除去阴、阳离子装置用来除去阴、阳离子, ,用用阴离子交换树脂除去阴离子可生成阴离子交换树脂除去阴离子可生成OHOH- -, ,很多金属阳离很多金属阳离子会与子会与OHOH- -产生沉淀破坏离子交换树脂产生沉淀破坏离

12、子交换树脂, ,因此应先除阳因此应先除阳离子再除阴离子离子再除阴离子, ,而而O O3 3则用来杀菌消毒。则用来杀菌消毒。23CO-答案答案: :(1)Ca(1)Ca2+2+、MgMg2+2+CaCa2+2+2 CaCO+2 CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O(O(或或MgMg2+2+2 +2 2Mg(OH)2Mg(OH)2 2 +2CO +2CO2 2)(2)(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁( (任选两种任选两种) )铝铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体, ,可可以吸附水中悬浮物以吸附水中

13、悬浮物, ,使其聚沉使其聚沉, ,达到净化目的达到净化目的(3)66.6(3)66.6116.6116.63HCO- =3HCO- =(4)(4)吸附水中的有机物吸附水中的有机物( (或去除水中的异味或去除水中的异味) )反应产反应产物无毒无害物无毒无害阳离子交换树脂阴离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂2.(20162.(2016沧州模拟沧州模拟) )下表列出了某冷轧厂排放的废水下表列出了某冷轧厂排放的废水中各成分的含量及国家环保标准值的有关数据中各成分的含量及国家环保标准值的有关数据: :冷轧含锌废水水质冷轧含锌废水水质经处理后的水经处理后的水国家环保标准值国家环保标准值ZnZn2+2

14、+浓度浓度/ /mgLmgL-1-18008003.93.9pHpH1 15 56 69 9 浓度浓度/ /mgLmgL-1-123 00023 00015015024SO某科研机构为该厂设计了如下废水处理系统某科研机构为该厂设计了如下废水处理系统, ,不但节约不但节约大量工业用水大量工业用水, ,而且大大降低了生产成本。而且大大降低了生产成本。请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)向中和反应池中通入压缩空气的作用是向中和反应池中通入压缩空气的作用是_。(2)(2)若废水中细菌含量较高若废水中细菌含量较高, ,往往用漂白粉代替石灰乳往往用漂白粉代替石灰乳沉淀沉淀ZnZn2+2+, ,漂

15、白粉沉淀漂白粉沉淀ZnZn2+2+的离子方程式是的离子方程式是_。(3)(3)污泥处理系统除去污泥后污泥处理系统除去污泥后, ,可得到的工业副产品有可得到的工业副产品有_(_(填化学式填化学式) )。(4)(4)薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全薄膜液体过滤器是将膨体聚四氟乙烯专利技术与全自动控制系统完美地结合在一起的固液分离设备。为自动控制系统完美地结合在一起的固液分离设备。为提高薄膜液体过滤器的过滤能力提高薄膜液体过滤器的过滤能力, ,废水处理系统工作一废水处理系统工作一段时间后段时间后, ,需要对薄膜进行化学处理需要对薄膜进行化学处理, ,薄膜定期处理的薄膜定期处理的方法是方法

16、是_。【解析】【解析】(1)(1)通入压缩空气的作用相当于化学实验中的通入压缩空气的作用相当于化学实验中的搅拌。搅拌。(2)(2)漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙, ,ClOClO- -水解使溶液呈碱性水解使溶液呈碱性, ,可以沉淀可以沉淀ZnZn2+2+,Ca,Ca2+2+沉淀沉淀 。(3)(3)冷轧厂的废水中含有大量的冷轧厂的废水中含有大量的ZnZn2+2+、H H+ +、 , ,加入氢加入氢氧化钙后氧化钙后, ,生成的生成的CaSOCaSO4 4、Zn(OH)Zn(OH)2 2与污泥一起沉淀与污泥一起沉淀, ,除除去污泥后的副产品就是去污泥后的副产品就

17、是CaSOCaSO4 4、Zn(OH)Zn(OH)2 2。(4)(4)薄膜液体薄膜液体过滤器的过滤能力是整个污水处理系统中最为关键的过滤器的过滤能力是整个污水处理系统中最为关键的24SO24SO一步一步, ,提高薄膜液体过滤器过滤能力的工艺途径很多提高薄膜液体过滤器过滤能力的工艺途径很多, ,如降低滤膜表面摩擦系数如降低滤膜表面摩擦系数; ;提高单位膜面积成孔率提高单位膜面积成孔率; ;定定期清洗滤膜上残存的期清洗滤膜上残存的Zn(OH)Zn(OH)2 2等杂质等杂质, ,以免堵塞膜孔影以免堵塞膜孔影响过滤流量等。其中化学处理的方法是定期清洗滤膜响过滤流量等。其中化学处理的方法是定期清洗滤膜上

18、残存的上残存的Zn(OH)Zn(OH)2 2等杂质。等杂质。答案答案: :(1)(1)使反应充分进行使反应充分进行(2)2ClO(2)2ClO- -+Zn+Zn2+2+2H+2H2 2O=2HClO+Zn(OH)O=2HClO+Zn(OH)2 2(3)CaSO(3)CaSO4 4、Zn(OH)Zn(OH)2 2(4)(4)将薄膜浸泡在盐酸中将薄膜浸泡在盐酸中【加固训练】【加固训练】1.1.水资源与我们的生产、生活息息相关。水资源与我们的生产、生活息息相关。(1)(1)硬水软化常用离子交换法。硬水软化常用离子交换法。NaRNaR型离子交换树脂使型离子交换树脂使用一段时间后用一段时间后, ,逐渐失

19、去交换能力逐渐失去交换能力, ,将树脂置于将树脂置于_中浸泡一段时间即可再生。当洗涤用中浸泡一段时间即可再生。当洗涤用水硬度较大时水硬度较大时, ,洗衣粉与肥皂相比洗涤效果更好洗衣粉与肥皂相比洗涤效果更好, ,其原其原因是因是_。(2)(2)生活污水常含有大量的含氮化合物生活污水常含有大量的含氮化合物, ,可用生物膜脱可用生物膜脱氮工艺进行处理。首先在硝化细菌的作用下将氮工艺进行处理。首先在硝化细菌的作用下将 氧氧化成化成 , ,其原理为其原理为a +bOa +bO2 2=cH=cH+ +d +eH+d +eH2 2O,O,反反应化学方程式中应化学方程式中b=_;b=_;该过程需要控制水温为该

20、过程需要控制水温为202036,36,其原因是其原因是_。硝化后加入甲醇与硝化后加入甲醇与N N反应生成反应生成N N2 2, ,该过程中甲醇的作用该过程中甲醇的作用是是_。4NH+3NO4NH+3NO(3)(3)镀铜废水中含有镀铜废水中含有CrCr2 2 , ,常加入常加入NaNa2 2S S2 2O O3 3进行处理后进行处理后排放排放, ,该处理过程使用的方法是该处理过程使用的方法是_。加入加入NaNa2 2S S2 2O O3 3溶液之前常将废水调整至较强的酸性环境溶液之前常将废水调整至较强的酸性环境, ,原因是原因是_。取少量处理后的水样于试管中取少量处理后的水样于试管中, ,加入加

21、入NaOHNaOH溶液产生蓝色溶液产生蓝色沉淀沉淀, ,要使该蓝色沉淀溶解要使该蓝色沉淀溶解, ,除了加入酸之外除了加入酸之外, ,还可以加还可以加入氨水生成入氨水生成Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 2+2+, ,该反应的离子方程式为该反应的离子方程式为_。27O【解析】【解析】(1)NaR(1)NaR型离子交换树脂使用一段时间后型离子交换树脂使用一段时间后,Na,Na+ +被被CaCa2+2+、MgMg2+2+等代替等代替, ,失去交换能力失去交换能力, ,可将树脂在可将树脂在5%5%8%8%的食盐水中浸泡一段时间进行再生。的食盐水中浸泡一段时间进行再生。肥皂的主要成分是硬脂酸钠肥皂

22、的主要成分是硬脂酸钠, ,电离出的硬脂酸根离子易电离出的硬脂酸根离子易与与CaCa2+2+、MgMg2+2+结合成沉淀结合成沉淀, ,降低了肥皂的去污能力降低了肥皂的去污能力, ,浪费浪费肥皂肥皂, ,影响洗涤效果。影响洗涤效果。(2)(2)根据得失电子守恒根据得失电子守恒, ,反应中反应中N N的化合价的化合价:-3+5,O:-3+5,O的的化合价化合价:0-2,:0-2,因此因此1 mol 1 mol 消耗消耗2 mol O2 mol O2 2, ,则则b=2b=2。温度过低温度过低, ,硝化细菌活动减弱硝化细菌活动减弱, ,反应速率降低反应速率降低; ;温度过高温度过高会杀死硝化细菌会杀

23、死硝化细菌, ,反应速率降低反应速率降低, ,因此应控制水温为因此应控制水温为20203636。甲醇与甲醇与 反应生成反应生成N N2 2, ,反应中反应中 中氮元素化合价降中氮元素化合价降低低, , 为氧化剂为氧化剂, ,则则CHCH3 3OHOH为还原剂。为还原剂。4NH+3NO3NO3NO(3)Cr(3)Cr2 2 具有强氧化性具有强氧化性, ,可与可与NaNa2 2S S2 2O O3 3发生氧化还原反发生氧化还原反应应, ,因此该处理方法为氧化还原法。把废水调整至较强因此该处理方法为氧化还原法。把废水调整至较强的酸性环境进行反应的酸性环境进行反应, ,是因为酸性条件下是因为酸性条件下

24、CrCr2 2 氧化性氧化性更强更强, ,更有利于反应的进行。更有利于反应的进行。蓝色沉淀为蓝色沉淀为Cu(OH)Cu(OH)2 2,Cu(OH),Cu(OH)2 2溶于氨水生成溶于氨水生成Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 2+2+, ,离子反应为离子反应为Cu(OH)Cu(OH)2 2+4NH+4NH3 3HH2 2O=Cu(NHO=Cu(NH3 3) )4 4 2+2+4H+4H2 2O O+2OH+2OH- -。27O27O答案答案: :(1)5%(1)5%8%8%的食盐水的食盐水肥皂的主要成分是硬脂酸钠肥皂的主要成分是硬脂酸钠, ,电离出的硬脂酸根离子易电离出的硬脂酸根离子易与与

25、CaCa2+2+、MgMg2+2+结合成沉淀结合成沉淀, ,而主要成分为表面活性剂的而主要成分为表面活性剂的洗衣粉可以避免这种情况洗衣粉可以避免这种情况(2)2(2)2温度过高或过低对硝化细菌均有抑制作用做温度过高或过低对硝化细菌均有抑制作用做还原剂还原剂(3)(3)氧化还原法氧化还原法酸性条件下酸性条件下CrCr2 2 氧化性更强氧化性更强, ,有利于反应的进行有利于反应的进行Cu(OH)Cu(OH)2 2+4NH+4NH3 3HH2 2O=Cu(NHO=Cu(NH3 3) )4 4 2+2+4H+4H2 2O+2OHO+2OH- -27O2.2.水是人类赖以生存不可缺少的物质水是人类赖以生

26、存不可缺少的物质, ,水质优劣直接影水质优劣直接影响人体健康响人体健康, ,为了探究水质优劣为了探究水质优劣, ,某综合实验小组来自某综合实验小组来自来水厂参观来水厂参观, ,了解到原水处理成自来水的工艺流程示意了解到原水处理成自来水的工艺流程示意图如下图所示图如下图所示: :提供的试剂提供的试剂: :饱和饱和K K2 2COCO3 3溶液、溶液、NaOHNaOH溶液、溶液、Ba(NOBa(NO3 3) )2 2溶液、溶液、75%75%的乙醇、生石灰、的乙醇、生石灰、CClCCl4 4、BaClBaCl2 2溶液。溶液。(1)(1)天然水中溶解的气体主要有天然水中溶解的气体主要有_、_。硬度为

27、硬度为1 1的水是指每升水含的水是指每升水含10 mg CaO10 mg CaO或与之相当的或与之相当的物质物质( (如如7.1 mg MgO)7.1 mg MgO)。某天然水中。某天然水中c(Cac(Ca2+2+)=1.2)=1.21010-3-3molLmolL-1-1,c(Mg,c(Mg2+2+)=6)=61010-4-4molLmolL-1-1, ,则此水的硬度则此水的硬度为为_。(2)(2)为除去原水中含有的为除去原水中含有的CaCa2+2+、MgMg2+2+、 、ClCl- -、 等离子等离子, ,选出选出a a所代表的试剂所代表的试剂, ,按加入的顺序依次为按加入的顺序依次为_(

28、_(只填化学式只填化学式) )。3HCO-24SO【解析】【解析】(1)(1)天然水中天然水中c(Cac(Ca2+2+)=1.2)=1.21010-3-3molLmolL-1-1, ,c(Mgc(Mg2+2+)=6)=61010-4-4molLmolL-1-1, ,每升水中氧化钙和氧化镁的每升水中氧化钙和氧化镁的质量分别为质量分别为m(CaO)=1.2m(CaO)=1.21010-3-3molmol56 gmol56 gmol-1-1=67.2 mg,m(MgO)=6=67.2 mg,m(MgO)=61010-4-4molmol40 gmol40 gmol-1-1=24 mg,=24 mg,硬

29、度硬度=6.72=6.72+3.38+3.38=10.1=10.1。(2)Ca(2)Ca2+2+、MgMg2+2+、 、ClCl- -、 等离子可分别加入等离子可分别加入BaClBaCl2 2和和CaO,CaO,使使MgMg2+2+、 、 转化为沉淀除去转化为沉淀除去, ,并使并使溶液呈碱性溶液呈碱性, ,后再通入二氧化碳使后再通入二氧化碳使CaCa2+2+、BaBa2+2+转化为碳转化为碳酸盐沉淀除去。酸盐沉淀除去。答案答案: :(1)(1)氧气二氧化碳氧气二氧化碳10.110.1(2)BaCl(2)BaCl2 2、CaOCaO3HCO-24SO3HCO-24SO3.3.电镀厂镀铜废水中含有

30、电镀厂镀铜废水中含有CNCN- -和和CrCr2 2 , ,需要处理达标需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理, ,回答下回答下列问题列问题: :27O(1)(1)上述处理水流程中主要使用的方法是上述处理水流程中主要使用的方法是_。(2)(2)中反应后无气体放出中反应后无气体放出, ,该反应的离子方程式为该反应的离子方程式为_。(3)(3)步骤步骤中中, ,每处理每处理0.4 mol Cr0.4 mol Cr2 2 时转移电子时转移电子2.4 mol,2.4 mol,该反应的离子方程式为该反应的离子方程式为_。27O(4)(4)取少量待测水

31、样于试管中取少量待测水样于试管中, ,加入加入NaOHNaOH溶液溶液, ,观察到有观察到有蓝色沉淀生成蓝色沉淀生成, ,再加再加NaNa2 2S S溶液溶液, ,蓝色沉淀转化成黑色沉蓝色沉淀转化成黑色沉淀淀, ,请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因: :_。(5)(5)目前处理酸性目前处理酸性CrCr2 2 废水多采用铁氧磁体法。该法废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入是向废水中加入FeSOFeSO4 47H7H2 2O O将将CrCr2 2 还原成还原成CrCr3+3+, ,调节调节pH,FepH,Fe、CrCr转化为转化为FeFe O O4

32、 4的铁氧磁体的铁氧磁体( (罗马数字罗马数字表示元素价态表示元素价态) )的沉淀。处理的沉淀。处理1 mol Cr1 mol Cr2 2 , ,需加入需加入amol amol FeSOFeSO4 47H7H2 2O,O,下列结论正确的是下列结论正确的是_。A.x=0.5,a=8A.x=0.5,a=8B.x=0.5,a=10B.x=0.5,a=10C.x=1.5,a=8C.x=1.5,a=8 D.x=1.5,a=10 D.x=1.5,a=1027O27O27Ox2 xFe Cr【解析】【解析】(1)(1)由流程图可知由流程图可知, ,将废水中的离子实现上述将废水中的离子实现上述转化时转化时,

33、,反应前后化合价有变化反应前后化合价有变化, ,利用了氧化还原反应利用了氧化还原反应, ,则主要使用的方法为氧化还原法。则主要使用的方法为氧化还原法。(2)(2)碱性条件下碱性条件下,CN,CN- -与与NaClONaClO发生氧化还原反应发生氧化还原反应, ,无气体无气体放出放出, ,则生成则生成CNOCNO- -、ClCl- -, ,根据电荷守恒直接写出离子方根据电荷守恒直接写出离子方程式。程式。(3)(3)每每0.4 mol Cr0.4 mol Cr2 2 转移转移2.4 mol2.4 mol的电子的电子, ,设还原后设还原后CrCr的化合价为的化合价为x,x,则则0.4 mol0.4

34、mol2 2(6-x)=2.4 mol,(6-x)=2.4 mol,解得解得x=+3,x=+3,即生成了即生成了CrCr3+3+, ,由此结合电子、电荷守恒不难写由此结合电子、电荷守恒不难写出方程式。出方程式。(4)(4)因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀, ,而而CuSCuS比比Cu(OH)Cu(OH)2 2更难溶更难溶, ,则加入则加入NaNa2 2S S溶液能发生沉淀的转溶液能发生沉淀的转化。化。27O(5)(5)设最终生成了设最终生成了ymolymol混合物混合物, ,根据根据CrCr质量守恒质量守恒, ,则有则有(2-x)(2-x)y=2

35、,Fey=2,Fe质量守恒质量守恒, ,则有则有(1+x)(1+x)y=a,y=a,铁失去的电铁失去的电子物质的量等于子物质的量等于CrCr得到电子的物质的量得到电子的物质的量, ,即即x=3x=3(2-x),(2-x),得得x=1.5,y=4,a=10 x=1.5,y=4,a=10。答案答案: :(1)(1)氧化还原法氧化还原法(2)CN(2)CN- -+ClO+ClO- -=CNO=CNO- -+Cl+Cl- -(3)3S(3)3S2 2 +4Cr +4Cr2 2 +26 H +26 H+ +=6 +8Cr=6 +8Cr3+3+13H+13H2 2O O(4)Cu(4)Cu2+2+2OH+

36、2OH- -=Cu(OH)=Cu(OH)2 2,Cu(OH)Cu(OH)2 2(s)+S(s)+S2-2-(aq)=CuS(s)+2OH(aq)=CuS(s)+2OH- -(aq),(aq),因为因为: :Kspsp(CuS)(CuS)pHpHB BpHpHA A。电解氯化钠溶液的反应原理为电解氯化钠溶液的反应原理为2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O 2NaOH+H2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2。电解电解=(4)(4)沉淀池中发生沉淀池中发生NHNH3 3、COCO2 2和饱和食盐水的反应和饱和食盐水的反应NHNH3 3+CO+CO2 2+NaCl+H+NaCl+H2 2O=

37、NHO=NH4 4Cl+NaHCOCl+NaHCO3 3,该工艺中该工艺中X X为为COCO2 2, ,母液为母液为NHNH4 4ClCl溶液溶液, ,均可循环利用。均可循环利用。答案答案: :(1)C(1)C(2)(2)蒸馏离子交换蒸馏离子交换(3)(3)阴阴pHpHC CpHpHB BpHpHA A2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2(4)NH(4)NH3 3+CO+CO2 2+NaCl+H+NaCl+H2 2O=NHO=NH4 4Cl+NaHCOCl+NaHCO3 3COCO2 2、NHNH4 4ClCl电解电解=【加固训练】

38、【加固训练】1.1.海洋是一个资源丰富的宝库海洋是一个资源丰富的宝库, ,通过海水的综合利用可通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。获得许多物质供人类使用。(1)(1)海水中盐的开发利用海水中盐的开发利用: :.海水制盐目前以盐田法为主海水制盐目前以盐田法为主, ,建盐田必须选在远离建盐田必须选在远离江河入海口江河入海口, ,多风少雨多风少雨, ,潮汐落差大且又平坦空旷的海潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、滩。所建盐田分为贮水池、_池和结晶池。池和结晶池。.工业上通常以工业上通常以NaClNaCl、COCO2 2和和NHNH3 3为原料制取纯碱为原料制取纯碱, ,请请写出

39、第一步制取写出第一步制取NaHCONaHCO3 3的化学方程式的化学方程式:_:_。(2)(2)用苦卤用苦卤( (含含NaNa+ +、K K+ +、MgMg2+2+、ClCl- -、BrBr- -等离子等离子) )可提取可提取溴溴, ,其生产流程如图其生产流程如图: : .写出反应写出反应的离子方程式的离子方程式:_:_。.通过通过氯化已获得含氯化已获得含BrBr2 2的溶液的溶液, ,为何还需经过吹出、为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含吸收、酸化来重新获得含BrBr2 2的溶液的溶液?_.向蒸馏塔中通入水蒸气加热向蒸馏塔中通入水蒸气加热, ,控制温度在控制温度在9090左右左右进行蒸馏

40、的原因是进行蒸馏的原因是_。【解析】【解析】(1)(1). .海水制盐利用的是蒸发结晶的原理海水制盐利用的是蒸发结晶的原理; ;. .侯氏制碱的原理侯氏制碱的原理:NH:NH3 3+CO+CO2 2+NaCl+H+NaCl+H2 2O=NHO=NH4 4Cl+Cl+NaHCONaHCO3 3。(2).(2).反应反应发生的反应是发生的反应是ClCl2 2+2Br+2Br- -=2Cl=2Cl- -+Br+Br2 2，反应反应发生的反应是发生的反应是3Br3Br2 2+3C =5Br+3C =5Br- -+Br +Br +3CO3CO2 2，反应，反应发生的反应是发生的反应是5Br5Br- -+

41、Br +6H+Br +6H+ +=3Br3Br2 2+3H+3H2 2O O；.第一步得到的第一步得到的BrBr2 2浓度太低，所以后面浓度太低，所以后面的过程主要是富集溴，提高溴的浓度；的过程主要是富集溴，提高溴的浓度；.温度过低，温度过低，难以将溴蒸出，但温度过高，又会将大量的水蒸馏出难以将溴蒸出，但温度过高，又会将大量的水蒸馏出来。来。23O3O3O答案答案: :(1).(1).蒸发蒸发.NH.NH3 3+CO+CO2 2+NaCl+H+NaCl+H2 2O=NHO=NH4 4Cl+NaHCOCl+NaHCO3 3(2).5Br(2).5Br- -+Br +6H+Br +6H+ + =3

42、Br =3Br2 2+3H+3H2 2O O.富集溴富集溴, ,提高溴的浓度提高溴的浓度( (或其他合理答案或其他合理答案) ).温度过低温度过低, ,难以将溴蒸出难以将溴蒸出, ,但温度过高但温度过高, ,又会将大量又会将大量的水蒸馏出来的水蒸馏出来3O2.2.通过海水能获得淡水、食盐、镁等通过海水能获得淡水、食盐、镁等, ,食盐可进一步用食盐可进一步用于氯碱工业。请回答下列问题。于氯碱工业。请回答下列问题。(1)(1)列举两种海水淡化的方法列举两种海水淡化的方法:_:_、_。(2)(2)氯碱工业通过电解饱和食盐水能获得烧碱和氯气等氯碱工业通过电解饱和食盐水能获得烧碱和氯气等物质物质, ,该

43、反应的化学方程式为该反应的化学方程式为_,_,如图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图如图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图, ,其中石墨接电源其中石墨接电源_极极, ,电解时铁电极的电极电解时铁电极的电极反应式为反应式为_,_,电解过程中通过离电解过程中通过离子交换膜的主要离子是子交换膜的主要离子是_。(3)(3)侯氏制碱法中侯氏制碱法中, ,首先向饱和食盐水中通入首先向饱和食盐水中通入COCO2 2和和NHNH3 3制备制备NaHCONaHCO3 3, ,其化学方程式为其化学方程式为_;_;先通入的是先通入的是_(_(填化学式填化学式),),其理由是其理由是_;_;再利用再利

44、用NaHCONaHCO3 3受热分解可制备纯碱。受热分解可制备纯碱。(4)(4)目前世界上目前世界上60%60%以上的镁都是从海水中提取的以上的镁都是从海水中提取的, ,已已知知:MgO:MgO和和MgClMgCl2 2的熔点分别为的熔点分别为2 8522 852和和714714。分析说。分析说明工业上采用电解熔融明工业上采用电解熔融MgClMgCl2 2而不是电解熔融而不是电解熔融MgOMgO的理的理由由:_:_。【解析】【解析】(1)(1)常见淡化海水的方法有蒸馏法、离子交换常见淡化海水的方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等。法、电渗析法等。(2)(2)工业电解饱和食盐水工业电解饱和食盐水

45、, ,生成氢氧化钠、氢气和氯气生成氢氧化钠、氢气和氯气, ,电解方程式为电解方程式为2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2,电解电解饱和食盐水时饱和食盐水时, ,如用铁为电极如用铁为电极, ,铁应连接电源负极铁应连接电源负极, ,否则否则铁被氧化铁被氧化, ,则石墨为阳极则石墨为阳极, ,连接电源正极连接电源正极, ,电解池工作时电解池工作时, ,阴极发生还原反应阴极发生还原反应, ,电极方程式为电极方程式为2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2,由由离子的移动方向可知图中交换膜为阳离子交换膜离子的移动方向可知图中交换膜为阳离子

46、交换膜, ,可通可通过的离子为过的离子为NaNa+ +和和H H+ +。电解电解=(3)(3)氨气极易溶于水氨气极易溶于水, ,而二氧化碳微溶于水而二氧化碳微溶于水, ,先通入氨气先通入氨气, ,溶液呈碱性溶液呈碱性, ,再通入二氧化碳气体可使之更多地转化再通入二氧化碳气体可使之更多地转化为为 , ,反应的方程式为反应的方程式为NaCl+NHNaCl+NH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=O=NaHCONaHCO3 3+NH+NH4 4ClCl。(4)MgO(4)MgO比比MgClMgCl2 2熔点高熔点高, ,电解电解MgOMgO比电解比电解MgClMgCl2 2消耗的电消耗的电能多

47、能多, ,浪费资源。浪费资源。3HCO-答案答案: :(1)(1)蒸馏法离子交换法蒸馏法离子交换法( (合理即可合理即可) )(2)2NaCl+2H(2)2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2正正2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2NaNa+ +和和H H+ +(3)NaCl+NH(3)NaCl+NH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NaHCOO=NaHCO3 3+NH+NH4 4ClClNHNH3 3NHNH3 3极易溶于极易溶于NaClNaCl溶液溶液, ,而而COCO2 2在在NaClNaCl溶液中溶解度溶液中溶解度很小很小(4

48、)(4)由于熔点由于熔点MgOMgClMgOMgCl2 2, ,电解电解MgOMgO耗电多耗电多, ,而电解而电解MgClMgCl2 2耗电较少耗电较少电解电解=考点三考点三 化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用【核心知识通关】【核心知识通关】1.1.煤的综合利用：煤的综合利用：隔绝空气隔绝空气焦炭焦炭煤焦油煤焦油液体燃料液体燃料甲醇甲醇2.2.石油的炼制：石油的炼制：炼制炼制方法方法原理原理主要主要原料原料主要产品主要产品分分馏馏常常压压利用烃的不同沸利用烃的不同沸点，将其分离成点，将其分离成沸点不同的产物沸点不同的产物原油原油石油气、汽油、煤石油气、汽油、煤油、柴油、重油等油、柴油、重油等

49、减减压压重油重油柴油、燃料油、润柴油、燃料油、润滑油等滑油等炼制炼制方法方法原理原理主要原料主要原料主要产品主要产品裂化裂化在一定条件下，在一定条件下，使长链烃断裂使长链烃断裂为短链烃为短链烃重油、重油、石蜡等石蜡等_、煤油、煤油、柴油等轻质油柴油等轻质油裂解裂解深度裂化深度裂化( (更高更高温度下的裂化温度下的裂化) )石油分馏石油分馏产物产物( (包包括石油气括石油气) )主要是主要是_、丙烯、丁烯、丙烯、丁烯、甲烷等甲烷等汽油汽油乙烯乙烯3.3.天然气的综合利用：天然气的综合利用：(1)(1)作清洁燃料。作清洁燃料。(2)(2)为合成氨提供原料气为合成氨提供原料气氢气。氢气。_，_，CO

50、+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2。高温高温裂解裂解=高温高温催化剂催化剂=催化剂催化剂=CHCH4 4 C+2H C+2H2 2CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 2(3)(3)为有机化工提供重要原料为有机化工提供重要原料甲醇。甲醇。2CH2CH4 4+O+O2 2 2CH 2CH3 3OHOH。催化剂催化剂4.4.煤化工和天然气化工的发展煤化工和天然气化工的发展一碳化学一碳化学: :【特别提醒】【特别提醒】(1)(1)汽油指含有汽油指含有5 51111个碳原子的烃个碳原子的烃, ,裂化汽油与直馏汽裂化汽油与直馏汽油不同油不同, ,裂化汽油中含不饱

51、和烃裂化汽油中含不饱和烃, ,能使溴的四氯化碳溶能使溴的四氯化碳溶液褪色液褪色, ,而直馏汽油不能。而直馏汽油不能。(2)(2)裂解气中主要含乙烯、丙烯、丁烯等短链气态烃裂解气中主要含乙烯、丙烯、丁烯等短链气态烃, ,而液化石油气是石油常压分馏的产物而液化石油气是石油常压分馏的产物, ,主要含有丙烷、主要含有丙烷、丁烷及少量戊烷、戊烯和含硫化合物。丁烷及少量戊烷、戊烯和含硫化合物。【高考模拟精练】【高考模拟精练】1.(20161.(2016漳州模拟漳州模拟) )煤是一种重要的化石燃料煤是一种重要的化石燃料, ,在化工在化工生产和日常生活中具有极其广泛的用途。生产和日常生活中具有极其广泛的用途。

52、请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)除煤外除煤外, ,还有两种化石燃料还有两种化石燃料, ,它们的名称为它们的名称为_、_,_,化石燃料燃烧的产物之一是化石燃料燃烧的产物之一是COCO2 2, ,这种气体无这种气体无毒毒, ,但也会对地球环境造成危害但也会对地球环境造成危害, ,这种危害是这种危害是_。(2)(2)从未来能源需求及安全性等方面考虑从未来能源需求及安全性等方面考虑, ,对煤进行综对煤进行综合利用是保证经济可持续发展的基本战略。综合利用合利用是保证经济可持续发展的基本战略。综合利用煤的方法很多煤的方法很多, ,有煤的气化、液化、煤的氢化和煤的干有煤的气化、液化、煤的氢化和

53、煤的干馏等。工业炼铁过程中需要焦炭这种从煤中得到的化馏等。工业炼铁过程中需要焦炭这种从煤中得到的化学产品学产品, ,焦炭来自于焦炭来自于_(_(填写一种煤的综合利用填写一种煤的综合利用方法方法),),在炼铁过程中焦炭的作用是在炼铁过程中焦炭的作用是_、_。(3)(3)煤气化、液化的目的是使煤转化为燃油煤气化、液化的目的是使煤转化为燃油, ,首先使煤首先使煤气化为气化为COCO和和H H2 2, ,然后在催化剂的作用下然后在催化剂的作用下, ,使使COCO和和H H2 2转化转化为燃油为燃油 用用(CH(CH2 2) )n n表示表示,请完成下列化学反应方程式请完成下列化学反应方程式: :(4)

54、(4)焦炭可以为合成氨工业提供原料气焦炭可以为合成氨工业提供原料气氢气。即在氢气。即在高温条件下焦炭与水蒸气反应高温条件下焦炭与水蒸气反应, ,该反应的化学方程式为该反应的化学方程式为_。【解析】【解析】(1)(1)煤、石油、天然气属于化石燃料煤、石油、天然气属于化石燃料; ;化石燃化石燃料燃烧产生的大量二氧化碳会造成温室效应。料燃烧产生的大量二氧化碳会造成温室效应。(2)(2)煤的干馏可以得到焦炭、焦炉气、煤焦油等煤的干馏可以得到焦炭、焦炉气、煤焦油等; ;炼铁炼铁过程中过程中, ,焦炭燃烧放出热量焦炭燃烧放出热量, ,为炼铁提供了能量为炼铁提供了能量, ,同时高同时高温环境中生成的温环境中

55、生成的COCO能起到还原氧化铁的作用。能起到还原氧化铁的作用。(3)(3)配平这两个化学方程式时配平这两个化学方程式时, ,注意生成物注意生成物(CH(CH2 2) )n n中的中的n,n,根据化学方程式中的元素守恒根据化学方程式中的元素守恒, ,可以用可以用n n配平其他物质。配平其他物质。(4)(4)高温条件下高温条件下, ,焦炭与水蒸气发生反应生成焦炭与水蒸气发生反应生成COCO和和H H2 2。答案答案: :(1)(1)石油天然气温室效应石油天然气温室效应(2)(2)煤的干馏提供能量煤的干馏提供能量( (热量热量) )提供还原剂提供还原剂(3)(3)n n2n2n1 1n n2n2nn

56、 n1 1n n(4)C+H(4)C+H2 2O(g) CO+HO(g) CO+H2 2高温高温=2.(20162.(2016沧州模拟沧州模拟) )煤炭被人们誉为黑色的煤炭被人们誉为黑色的“金子金子”, ,它是人类使用的主要能源之一。为了提高煤的利用率它是人类使用的主要能源之一。为了提高煤的利用率, ,减少有害气体的排放减少有害气体的排放, ,人们采取了各式各样的方法。人们采取了各式各样的方法。(1)(1)煤的气化和液化可以提高煤的利用率。煤的气化技煤的气化和液化可以提高煤的利用率。煤的气化技术的主要产物是术的主要产物是_。煤的液化技术又分为直接液化和间接液化。将煤隔绝煤的液化技术又分为直接液

57、化和间接液化。将煤隔绝空气加强热得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产品的技术空气加强热得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产品的技术称为称为_ _(2)(2)煤在燃烧前、后及燃烧过程中均可采取措施减少有煤在燃烧前、后及燃烧过程中均可采取措施减少有害气体的排放。害气体的排放。在燃烧前，可以采用微生物脱硫技术。原理如下：在燃烧前，可以采用微生物脱硫技术。原理如下：上述过程中上述过程中FeFe2+2+的作用为的作用为_。写出写出FeFe2+2+ Fe Fe3+3+的离子方程式：的离子方程式：_。煤在燃烧时煤在燃烧时, ,进行脱硫处理进行脱硫处理, ,常用脱硫剂的主要化学常用脱硫剂的主要化学成分为成分为_(_(填化学式

58、填化学式) )。煤在燃烧后煤在燃烧后, ,烟气净化常采用除尘技术和脱硫、脱硝烟气净化常采用除尘技术和脱硫、脱硝技术。湿法脱硫、脱硝技术中将烟气通入技术。湿法脱硫、脱硝技术中将烟气通入_设设备备, ,用石灰水淋洗。用石灰水淋洗。【解析】【解析】(1)(1)煤气化发生的反应为煤气化发生的反应为C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2；将；将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程是煤的干馏。煤隔绝空气加强热使煤分解的过程是煤的干馏。(2)(2)从流程图可以看出，从流程图可以看出，FeFe2+2+既不是反应物，也不是生既不是反应物，也不是生成物，而是中间产物，且可以循环使用，因此起了催成物，而是中间产

59、物，且可以循环使用，因此起了催化剂的作用。加入的化剂的作用。加入的CaOCaO或或CaCOCaCO3 3或或Ca(OH)Ca(OH)2 2 ，使，使SOSO2 2最最终转化为终转化为CaSOCaSO4 4。由于是用石灰水淋洗烟气，因此所用。由于是用石灰水淋洗烟气，因此所用设备为吸收塔。设备为吸收塔。高温高温=答案：答案：(1)CO(1)CO、H H2 2煤的干馏煤的干馏(2)(2)催化剂催化剂( (或加快硫元素的氧化或加快硫元素的氧化) )4Fe4Fe2+2+O+O2 2+4H+4H+ + 4Fe 4Fe3+3+2H+2H2 2O OCaOCaO或或CaCOCaCO3 3或或Ca(OH)Ca(

60、OH)2 2 吸收塔吸收塔微生物微生物=【加固训练】【加固训练】1.1.如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题索的课题, ,将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。多的轻质燃油。资料一资料一: :石蜡是含有石蜡是含有20203030个碳原子的烷烃的混合物个碳原子的烷烃的混合物, ,常温下呈固态。常温下呈固态。资料二资料二: :石油催化裂化中通常使用石油催化裂化中通常使用AlAl2 2O O3 3作催化剂。某作催化剂。某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化研究性学习小组在实验室中模拟