选修2 第二章化学与资源开发利用

1、第二章化学与资源开发利用一、获取洁净的水一、获取洁净的水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:_:_、_、_、聚合铝等。、聚合铝等。常用的消毒剂有常用的消毒剂有:_:_、_、ClOClO2 2、高铁酸盐等。、高铁酸盐等。(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:_,:_,氢氧化氢氧化铝胶粒能破坏天然水中的胶体杂质的稳定性铝胶粒能破坏天然水中的胶体杂质的稳定性, ,吸附悬浮物而沉吸附悬浮物而沉降。降。明矾明矾AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3FeSOFeS

2、O4 4漂白粉漂白粉液氯液氯43242KAl(SO )KAl2SO 323Al3H OAl OH3H胶体2.2.硬水的软化硬水的软化(1)(1)硬水和软水：硬水和软水： 硬水：含硬水：含_较多的水较多的水 软水：含少量或不含软水：含少量或不含_的水的水(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：硬水软化的常用方法有硬水软化的常用方法有_、药剂法和离子交换法等。、药剂法和离子交换法等。天然水天然水CaCa2+2+、MgMg2+2+CaCa2+2+

3、、MgMg2+2+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3 3污水处理污水处理基本流程基本流程二、海水的综合利用二、海水的综合利用1.1.海水水资源的利用海水水资源的利用海水淡化海水淡化海水淡化的常用方法有海水淡化的常用方法有_、电渗析法和离子交换法等。、电渗析法和离子交换法等。蒸馏法蒸馏法2.2.海水中化学资源的开发利用海水中化学资源的开发利用(1)(1)海水中食盐的开发利用海水中食盐的开发利用: :海水制盐海水制盐从海水中提取食盐的主要方法是从海水中提取食盐的主要方法是_。其原理是将海水太。其原理是将海水太阳照射后阳照射后, ,蒸发浓缩蒸发浓缩, ,使食盐结晶析出。得到的

4、产品为粗盐。使食盐结晶析出。得到的产品为粗盐。另外还有电渗析法和冷冻法。另外还有电渗析法和冷冻法。氯碱工业氯碱工业a.a.原料原料: :粗盐粗盐b.b.反应原理反应原理:2NaCl+2H:2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2蒸发法蒸发法通电通电=c.c.工艺流程工艺流程d.d.设备设备: :离子交换膜电解槽。离子交换膜电解槽。(2)(2)从海水中提取镁从海水中提取镁: :生产流程及反应原理生产流程及反应原理CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+CO2 2 高温高温=CaO+HCaO+H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2MgClMgC

5、l2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2= Mg(OH)= Mg(OH)2 2+CaCl+CaCl2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl+2HCl2 2=MgCl=MgCl2 2+2H+2H2 2O OMgClMgCl2 2( (熔融熔融) Mg+Cl) Mg+Cl2 2通电通电=(3)(3)从海水中提取溴：从海水中提取溴：纯碱纯碱SOSO2 2反应原理反应原理氯化氯化:_:_,_,_。_,_,_。ClCl2 2+2NaBr=2NaCl+Br+2NaBr=2NaCl+Br2 23Br3Br2 2+3Na+3Na2 2COCO3 3 = 5NaBr+NaBrO5NaBr+NaBrO3

6、3+3CO+3CO2 25NaBr+NaBrO5NaBr+NaBrO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=3Br=3Br2 2+3Na+3Na2 2SOSO4 4+3H+3H2 2O OBrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4ClCl2 2+2HBr=2HCl+Br+2HBr=2HCl+Br2 2三、煤、石油、天然气的综合利用三、煤、石油、天然气的综合利用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可燃性气体可燃性气体液体燃料液体燃料汽油汽油 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变化

7、变化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利用烃的不同沸点不同沸点, ,将其分离将其分离成沸点不成沸点不同的产物同的产物_原油原油石油气、汽油、煤油、石油气、汽油、煤油、柴油、重油等柴油、重油等减减压压重油重油柴油、燃料油、润滑柴油、燃料油、润滑油等油等裂化裂化在一定条在一定条件下件下, ,使使长链烃断长链烃断裂为短链裂为短链烃烃_重油、重油、石蜡石蜡等等_、煤油、柴油、煤油、柴油等轻质油等轻质油物理变化物理变化化学变化化学变化汽油汽油炼制炼制方法方法原理原理变化变化主要主要原料原料主要产品主要产品裂解裂解深度裂深度裂化化( (更高更高温度下温度下的裂化的裂化) )_石油石油

8、分馏分馏产物产物( (包包括石括石油油气气) )主要是主要是_、丙、丙烯、丁烯、甲烷等烯、丁烯、甲烷等化学变化化学变化乙烯乙烯3.3.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(1)(1)煤的气化煤的气化: :2C+O2C+O2 2 2CO2COC+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2(2)(2)天然气的利用天然气的利用: :CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 22CH2CH4 4+O+O2 2 2CH2CH3 3OHOH高温高温=高温高温=高温高温=高温高温催化剂催化剂=催化剂催化

9、剂【思考辨析【思考辨析】1.1.硬水中加入适量石灰水后硬水中加入适量石灰水后, ,由于生成由于生成Mg(OH)Mg(OH)2 2、CaCOCaCO3 3沉淀沉淀, ,水水就软化了。就软化了。( )( )【分析【分析】加入石灰水后加入石灰水后, ,只能将只能将MgMg2+2+引起的硬度转化为引起的硬度转化为CaCa2+2+引起引起的硬度的硬度, ,仍然存在大量的仍然存在大量的CaCa2+2+。2.2.废水中的重金属离子废水中的重金属离子HgHg2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+均可用加入强碱均可用加入强碱(NaOH(NaOH) )使其沉淀的方法除去。使其沉淀的方法除去。( )( )【分

10、析【分析】HgHg2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+等重金属离子应用等重金属离子应用NaNa2 2S S使其转化成硫使其转化成硫化物沉淀而除去。化物沉淀而除去。3.3.离子交换膜电解槽电解食盐水时阴极产物是离子交换膜电解槽电解食盐水时阴极产物是NaOHNaOH和氢气。和氢气。 ( )( )【分析【分析】电解食盐水时电解食盐水时, ,阳极产物是阳极产物是ClCl2 2, ,阴极产物是阴极产物是H H2 2和和NaOHNaOH。4.4.将将MgClMgCl2 26H6H2 2O O加热分解可制得无水氯化镁。加热分解可制得无水氯化镁。( )( )【分析【分析】MgClMgCl2 26H6H

11、2 2O O加热时加热时MgClMgCl2 2发生水解发生水解, ,生成生成Mg(OH)Mg(OH)2 2, ,故应故应在在HClHCl的气流中加热的气流中加热MgClMgCl2 26H6H2 2O O才能得到无水才能得到无水MgClMgCl2 2。5.5.石油裂化的目的是为了获得以短链不饱和烃为主要成分的基石油裂化的目的是为了获得以短链不饱和烃为主要成分的基本化工原料。本化工原料。( )( )【分析【分析】石油裂化的目的是为了提高轻质油的产量石油裂化的目的是为了提高轻质油的产量, ,而裂解的而裂解的主要目的是为了获得短链的不饱和烃。主要目的是为了获得短链的不饱和烃。6.6.石油的分馏和煤的干

12、馏都是物理变化过程。石油的分馏和煤的干馏都是物理变化过程。( )( )【分析【分析】石油的分馏是物理变化石油的分馏是物理变化, ,而煤的干馏是化学变化。而煤的干馏是化学变化。7.7.从海水中提取溴的工艺流程中有两次由从海水中提取溴的工艺流程中有两次由BrBr- -BrBr2 2的目的是提的目的是提高溴的产量。高溴的产量。( )( )【分析【分析】第一次由第一次由BrBr- - BrBr2 2的目的是富集海水中的溴。第的目的是富集海水中的溴。第二次是为了提纯二次是为了提纯BrBr2 2。因为第一次得到的。因为第一次得到的BrBr2 2中混有水中混有水, ,不易分不易分离离, ,使其转化为使其转化

13、为BrBr- -, ,再氧化得再氧化得BrBr2 2。氧化氧化 考点考点 1 1 氯碱工业氯碱工业1.1.原料原料精制饱和食盐水。精制饱和食盐水。(1)(1)精制目的精制目的: :除去泥沙除去泥沙, ,使使CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、S S 等离子的含等离子的含量达到要求。量达到要求。(2)(2)精制原因精制原因:Ca:Ca2+2+、MgMg2+2+等在碱溶液中形成的沉淀及泥沙等会等在碱溶液中形成的沉淀及泥沙等会破坏离子交换膜破坏离子交换膜, ,而使产品不纯。而使产品不纯。24O(3)(3)精制方法精制方法: :用用BaClBaCl2 2除去除去 用用Ca(OH)Ca

14、(OH)2 2除去除去MgMg2+2+、FeFe3+3+, ,用用NaNa2 2COCO3 3除去除去BaBa2+2+及及CaCa2+2+, ,所加沉淀剂需稍过量。最后加盐酸调节所加沉淀剂需稍过量。最后加盐酸调节盐水的盐水的pHpH。24SO，(4)(4)有关离子方程式有关离子方程式: :BaBa2+2+ =BaSO+ =BaSO4 4MgMg2+2+2OH+2OH- -=Mg(OH)=Mg(OH)2 2FeFe3+3+3OH+3OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3CaCa2+2+ =CaCO+ =CaCO3 3BaBa2+2+ =BaCO+ =BaCO3 3 +2H +2H+ +=H

15、=H2 2O+COO+CO2 224SO23CO23CO23CO(5)(5)工艺流程工艺流程: :粗盐水粗盐水 过滤过滤 离子交换树脂离子交换树脂精盐水。精盐水。在进入电解槽前需通过离子交换树脂进一步除去在进入电解槽前需通过离子交换树脂进一步除去CaCa2+2+、MgMg2+2+等等离子离子, ,以防破坏离子交换膜。以防破坏离子交换膜。2.2.原理原理2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2沉淀剂沉淀剂加适量稀盐酸加适量稀盐酸通电通电=3.3.主要设备主要设备离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽: :阳极室阳极室: :加入的是精制后的饱和食

16、盐水加入的是精制后的饱和食盐水阴极室阴极室: :加入纯水加入纯水( (加入一定量的加入一定量的NaOHNaOH溶液溶液) )4.4.生产流程生产流程【高考警示【高考警示】(1)(1)除去饱和食盐水中的除去饱和食盐水中的CaCa2+2+、MgMg2+2+、S S 时时, ,纯碱应在钡试剂纯碱应在钡试剂之后加入之后加入, ,稀盐酸应在过滤后加入。稀盐酸应在过滤后加入。(2)(2)电解饱和食盐水时要使用惰性电极而不能使用电解饱和食盐水时要使用惰性电极而不能使用FeFe、CuCu等活等活性电极性电极, ,否则阳极得不到否则阳极得不到ClCl2 2。(3)(3)阳离子交换膜既防止了阳离子交换膜既防止了C

17、lCl2 2与与NaOHNaOH溶液的反应溶液的反应, ,又防止了又防止了ClCl2 2与与H H2 2的反应。的反应。24O【典例【典例1 1】(2012(2012浙江高考浙江高考)(1)(1)氯碱工业是利用电解食盐水生氯碱工业是利用电解食盐水生产产为基础的工业体系。为基础的工业体系。(2)(2)电解前电解前, ,为除去食盐水中的为除去食盐水中的MgMg2+2+、CaCa2+2+、S S 等杂质离子等杂质离子, ,下下列加入顺序合理的是列加入顺序合理的是。A.A.碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡B.B.碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠C.C.氢氧化钠、碳酸钠、

18、氯化钡氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡D.D.氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠24O(3)“(3)“盐泥盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废废料料”。某工厂的盐泥组成如下。某工厂的盐泥组成如下: :成分成分NaClNaClMg(OH)Mg(OH)2 2CaCOCaCO3 3BaSOBaSO4 4其他不其他不溶于酸溶于酸的物质的物质质量质量分数分数(%)(%)15152020151520205 510103030404010101515为了生产七水硫酸镁为了生产七水硫酸镁, ,设计了如图所示的工艺流程设计了如图所示的工艺流程: :装置装置

19、1 1中加入的酸应选用中加入的酸应选用, ,加入的酸应适当过量加入的酸应适当过量, ,控控制制pHpH为为5 5左右左右, ,反应温度在反应温度在5050左右。持续搅拌使之充分反应左右。持续搅拌使之充分反应, ,以使以使Mg(OH)Mg(OH)2 2充分溶解并转化为充分溶解并转化为MgSOMgSO4 4, ,在此过程中同时生成在此过程中同时生成CaSOCaSO4 4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是 。装置装置2 2中滤渣的主要成分为中滤渣的主要成分为。装置装置3 3中通入高温水蒸气并控制温度在中通入高温水蒸气并控制温度在100100110,110,蒸发结

20、晶蒸发结晶, ,此时析出的晶体主要是此时析出的晶体主要是。用装置。用装置6(6(真空干燥器真空干燥器) )干干燥七水硫酸镁晶体的理由是燥七水硫酸镁晶体的理由是 。【解题指南【解题指南】解答本题要注意以下解答本题要注意以下2 2点点: :(1)(1)关注关注“盐泥盐泥”的主要成分。的主要成分。(2)(2)粗盐的提纯过程中试剂的滴加顺序。粗盐的提纯过程中试剂的滴加顺序。【解析】【解析】(1)(1)由于电解饱和食盐水的过程中产生了由于电解饱和食盐水的过程中产生了ClCl2 2、H H2 2和和NaOHNaOH, ,所以电解食盐水主要是为了制取以上三种物质。所以电解食盐水主要是为了制取以上三种物质。(

21、2)(2)在粗在粗盐提纯过程中盐提纯过程中, ,所加除杂试剂的顺序通常为先加所加除杂试剂的顺序通常为先加BaClBaCl2 2, ,再加再加NaOHNaOH, ,最后加入最后加入NaNa2 2COCO3 3。加。加NaOHNaOH的顺序可以放在的顺序可以放在BaClBaCl2 2的前面也的前面也可以放在可以放在NaNa2 2COCO3 3的后面的后面, ,但但NaNa2 2COCO3 3的加入顺序必须放在的加入顺序必须放在BaClBaCl2 2的的后面后面, ,因过量的因过量的BaClBaCl2 2需用需用NaNa2 2COCO3 3除去。除去。(3)(3)由于最终的产品为由于最终的产品为Mg

22、SOMgSO4 4 7H7H2 2O,O,所以所加的酸应该是所以所加的酸应该是H H2 2SOSO4 4, ,加入加入H H2 2SOSO4 4后发生的反后发生的反应有应有:Mg(OH):Mg(OH)2 2+H+H2 2SOSO4 4=MgSOMgSO4 4+2H+2H2 2O,CaCOO,CaCO3 3+H+H2 2SOSO4 4=CaSOCaSO4 4+ +COCO2 2+H+H2 2O O。CaCOCaCO3 3和和H H2 2SOSO4 4的反应之所以能够持续进行的反应之所以能够持续进行, ,是因为是因为该反应是在该反应是在5050及持续搅拌的条件下进行的及持续搅拌的条件下进行的, ,

23、该条件下该条件下COCO2 2可以可以迅速从溶液中逸出而使平衡不断向正反应方向移动。迅速从溶液中逸出而使平衡不断向正反应方向移动。CaSOCaSO4 4是是一种微溶物一种微溶物, ,滤渣中除滤渣中除BaSOBaSO4 4、不溶于酸的物质外还应含有、不溶于酸的物质外还应含有CaSOCaSO4 4。在真空干燥器中在真空干燥器中MgSOMgSO4 47H7H2 2O O表面的水不需要加热烘干就能挥发表面的水不需要加热烘干就能挥发掉掉, ,这样就能有效防止失去结晶水。这样就能有效防止失去结晶水。答案答案: :氯气、烧碱、氢气氯气、烧碱、氢气( (只写出氯气、烧碱也可只写出氯气、烧碱也可) )D D(

24、(稀稀) )硫酸硫酸搅拌过程中搅拌过程中COCO2 2不断逸出不断逸出, ,使平衡使平衡CaCOCaCO3 3+H+H2 2SOSO4 4 CaSOCaSO4 4+H+H2 2COCO3 3,H,H2 2COCO3 3 H H2 2O+COO+CO2 2不断向右移动不断向右移动CaSOCaSO4 4、BaSOBaSO4 4、其他不溶于酸的物质、其他不溶于酸的物质氯化钠氯化钠防止失去结晶水防止失去结晶水【互动探究【互动探究】电解前除去食盐水中的电解前除去食盐水中的MgMg2+2+、CaCa2+2+、S S 等杂质等杂质离子离子, ,除本题的除本题的(2)(2)中的试剂加入顺序外中的试剂加入顺序外

25、, ,还有其他加入顺序吗还有其他加入顺序吗? ?提示提示: :还可以按以下顺序除去食盐水中的杂质离子还可以按以下顺序除去食盐水中的杂质离子: :NaOHBaClNaOHBaCl2 2NaNa2 2COCO3 324O考点考点 2 2 水的净化与处理水的净化与处理1.1.硬水软化的方法硬水软化的方法(1)(1)加热法加热法( (只能软化具有暂时硬度的水只能软化具有暂时硬度的水):):其原理为其原理为Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O,O,Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgCOMgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2

26、 2O,O,继续煮沸时继续煮沸时,MgCO,MgCO3 3可转化为更难溶的可转化为更难溶的Mg(OH)Mg(OH)2 2: :MgCOMgCO3 3+H+H2 2O Mg(OH)O Mg(OH)2 2+CO+CO2 2。=(2)(2)药剂法药剂法( (石灰纯碱法石灰纯碱法):):反应原理反应原理: :Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=2CaCO=2CaCO3 3+2H+2H2 2O OMg(HCOMg(HCO3 3) )2 2+2Ca(OH)+2Ca(OH)2 2= 2CaCO 2CaCO3 3+Mg(OH)+Mg(OH)2 2+2H+2H2 2O

27、OMgSOMgSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaSO+CaSO4 4CaCa2+2+ + =CaCOCaCO3 323CO(3)(3)离子交换法离子交换法: :利用了离子交换反应原理利用了离子交换反应原理, ,软化水的质量高。软化水的质量高。常用离子交换树脂作离子交换剂常用离子交换树脂作离子交换剂, ,其软化硬水和再生的过程如其软化硬水和再生的过程如图所示图所示: :2.2.污水处理的常用方法污水处理的常用方法污水处污水处理方法理方法原理原理方法方法物理法物理法利用物理原理利用物理原理和机械作用对和机械作用对废水进行处理废水进行处理沉淀、均衡调

28、节、过滤、离心分离沉淀、均衡调节、过滤、离心分离化学法化学法使用化学试剂使用化学试剂或其他化学手或其他化学手段处理废水段处理废水(1)(1)中和法中和法: :处理酸性废水和碱性废水处理酸性废水和碱性废水(2)(2)沉淀法沉淀法: :处理含有重金属离子的废处理含有重金属离子的废水水(3)(3)氧化还原法氧化还原法: :除去油类、氮化物、除去油类、氮化物、硫化物等物质硫化物等物质生物法生物法利用微生物的利用微生物的作用除去废水作用除去废水中溶胶物质及中溶胶物质及有机物有机物活性污泥法、生物滤池法、厌气处理活性污泥法、生物滤池法、厌气处理法法【高考警示【高考警示】(1)(1)用药剂法软化硬水时一定要

29、注意加入试剂的先后顺序用药剂法软化硬水时一定要注意加入试剂的先后顺序, ,即即NaNa2 2COCO3 3应在应在Ca(OH)Ca(OH)2 2之后加入。之后加入。(2)(2)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, ,溶液中的溶液中的酸性会增强酸性会增强, ,应再用碱性溶液中和应再用碱性溶液中和H H+ +。(3)(3)污水处理中的酸性废水常用熟石灰中和而不用污水处理中的酸性废水常用熟石灰中和而不用NaOHNaOH溶液中溶液中和和, ,碱性废水常用碱性废水常用COCO2 2中和。中和。【典例【典例2 2】(2011(2011山东

30、高考山东高考) )水处理技术在生产、生活中应用水处理技术在生产、生活中应用广泛。广泛。(1)(1)含有较多含有较多离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为酸盐沉淀的离子方程式为:_(:_(写一个即可写一个即可) )。(2)(2)将将RHRH型阳离子交换树脂和型阳离子交换树脂和ROHROH型阴离子交换树脂串接来软化型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水天然硬水, ,应该先使硬水通过应该先使硬水通过( (填填“RH”RH”或或“ROH”)ROH”)型型离子交换树脂离子交换树脂, ,原因是原因是_。(3)(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子

31、或离子通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留截留, ,从而获得纯净水的方法称为从而获得纯净水的方法称为_。电渗析法净化水时电渗析法净化水时, ,使离子通过半透膜的推动力是使离子通过半透膜的推动力是_。(4)(4)检验蒸馏水的纯度时检验蒸馏水的纯度时, ,最简单易行的方法是测定水的最简单易行的方法是测定水的_。【解题指南【解题指南】解答本题时注意如下解答本题时注意如下3 3点点: :(1)(1)硬水应先通过硬水应先通过“RH”,RH”,再通过再通过“ROH”,ROH”,防止生成防止生成Mg(OH)Mg(OH)2 2影影响交换效果响交换效果; ;(2)(2)电渗析法净化水时使离子通

32、过半透膜的推动力是电势差电渗析法净化水时使离子通过半透膜的推动力是电势差( (或或电场力电场力) )。(3)(3)水是一种极弱的电解质水是一种极弱的电解质, ,纯度越高电导率越小或电阻率越大。纯度越高电导率越小或电阻率越大。【解析【解析】(1)(1)含有较多的钙、镁离子的水称为硬水含有较多的钙、镁离子的水称为硬水; ;加热硬水产加热硬水产生碳酸盐的化学方程式为生碳酸盐的化学方程式为Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O;O;Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgCOMgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O,O,故离

33、子方程式为故离子方程式为CaCa2+2+ CaCO+ CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O;O;MgMg2+2+ MgCO+ MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O。(2)(2)先通过阳离子交换树脂先通过阳离子交换树脂RH,RH,因溶液中镁离子易与因溶液中镁离子易与ROHROH型阴离型阴离子交换树脂反应生成子交换树脂反应生成Mg(OH)Mg(OH)2 2影响交换效果。影响交换效果。=32HCO=32HCO=(3)(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留截留, ,获得纯净水的方法称为反渗透法。电渗析法

34、净化水时获得纯净水的方法称为反渗透法。电渗析法净化水时, ,使使离子通过半透膜的推动力是电势差离子通过半透膜的推动力是电势差( (或电场力或电场力) )。(4)(4)水越纯水越纯, ,电导率越小或电阻率越大电导率越小或电阻率越大, ,可用于测定水的纯度。可用于测定水的纯度。答案答案: :(1)(1)钙、镁钙、镁CaCa2+2+ CaCO+ CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O;O;( (或或MgMg2+2+ MgCO+ MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O)O)(2)RH(2)RH先通过阴离子交换树脂可能产生先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)Mg(OH)2 2等沉

35、淀而影响等沉淀而影响树脂交换效果树脂交换效果(3)(3)反渗透法电势差反渗透法电势差( (或电场力或电场力) )(4)(4)电导率或电阻率电导率或电阻率32HCO=32HCO=【互动探究【互动探究】(1)(1)用蒸馏的方法可得到软水吗用蒸馏的方法可得到软水吗? ?提示提示: :可以可以, ,水中钙、镁的化合物难挥发水中钙、镁的化合物难挥发, ,水蒸气冷凝得到的水水蒸气冷凝得到的水属于软水。属于软水。(2)(2)用用RHRH型阳离子交换树脂软化后的硬水型阳离子交换树脂软化后的硬水,pH,pH会发生什么变化会发生什么变化? ?只用只用RHRH阳离子交换树脂软化的水可用于工农业生产吗阳离子交换树脂软

36、化的水可用于工农业生产吗? ?提示提示: :水的水的pHpH会减小会减小, ,酸性增强酸性增强, ,不能直接应用于工农业生产。不能直接应用于工农业生产。1.(20121.(2012山东高考山东高考) )石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。(1)(1)石油分馏时石油分馏时, ,在不断向在不断向( (填工业设备名称填工业设备名称) )内投放原内投放原料的同时获得产品料的同时获得产品, ,该过程为该过程为操作过程。操作过程。(2)(2)石油裂化分为热裂化、石油裂化分为热裂化、和加氢裂化和加氢裂化, ,裂化的目的是裂化的目的是提高提高的产量。的产量。(3)(3)

37、煤的洗选是为了降低原煤中灰分和煤的洗选是为了降低原煤中灰分和的含量。煤的的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒, ,并使全部煤炭颗粒并使全部煤炭颗粒_进行燃烧的过程。进行燃烧的过程。(4)(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和存存在下与在下与作用生成液体燃料的过程。作用生成液体燃料的过程。【解析【解析】(1)(1)石油分馏是在分馏塔中进行的。因石油成分复杂石油分馏是在分馏塔中进行的。因石油成分复杂, ,随分子中碳原子数增加、沸点升高随分子中碳原子数增加、沸点升高, ,逐渐分离出沸点在不同范逐渐分离出沸

38、点在不同范围的馏分。围的馏分。(2)(2)石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化。裂化是将长石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化。裂化是将长链烃断为短链烃链烃断为短链烃( (轻质油轻质油) )。(3)(3)煤洗选是降低灰分和硫煤洗选是降低灰分和硫, ,可以防止煤燃烧导致酸雨。空气从可以防止煤燃烧导致酸雨。空气从底部吹入底部吹入, ,可使煤粉呈可使煤粉呈“沸腾沸腾”状状, ,燃烧充分。燃烧充分。(4)(4)煤的直接液化是煤在催化剂条件下煤的直接液化是煤在催化剂条件下, ,与与H H2 2作用生成甲醇等液作用生成甲醇等液体燃料的过程。体燃料的过程。答案答案: :(1)(1)分馏塔连续分馏塔连续(

39、2)(2)催化裂化轻质燃料油催化裂化轻质燃料油( (或汽油或汽油) )(3)(3)硫硫(S)(S)浮动浮动(4)(4)催化剂氢气催化剂氢气(H(H2 2) )2.2.水是生命之源水是生命之源, ,但随着工业的发展但随着工业的发展, ,许多宝贵的水资源受到了许多宝贵的水资源受到了污染。下面是对某自来水厂水源进行水质分析时得到的部分信污染。下面是对某自来水厂水源进行水质分析时得到的部分信息息: :水体浑浊水体浑浊, ,有一定异味有一定异味,pH,pH为为6.5,6.5,细菌总数细菌总数1 mL1 mL水中含有水中含有250250个个( (国家标准规定每亳升不得超过国家标准规定每亳升不得超过1001

40、00个个) )。(1)(1)为了达到饮用水标准为了达到饮用水标准, ,下列处理措施中不正确的是下列处理措施中不正确的是_。A.A.加混凝剂沉降加混凝剂沉降 B.B.用碱调节到中性用碱调节到中性C.C.用活性炭吸附用活性炭吸附 D.D.注入液氯消毒注入液氯消毒(2)(2)已知高铁酸钠已知高铁酸钠(Na(Na2 2FeOFeO4 4) )加入水中加入水中, ,能杀死水中的微生物和细能杀死水中的微生物和细菌菌, ,并能产生类似明矾的净水作用并能产生类似明矾的净水作用, ,写出其在净水过程中发生反写出其在净水过程中发生反应的离子方程式应的离子方程式_。(3)(3)刚出厂的自来水中含少量余氯刚出厂的自来

41、水中含少量余氯, ,它在配水管中停留可有效地它在配水管中停留可有效地起到杀菌作用起到杀菌作用, ,并能保持较长时间。请解释其原因并能保持较长时间。请解释其原因_。(4)(4)水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表示。下列问题的出现与水的硬度无关的是示。下列问题的出现与水的硬度无关的是_。A.A.锅炉管道结垢锅炉管道结垢B.B.肥皂去污效果降低肥皂去污效果降低C.C.水中溶解氧降低水中溶解氧降低D.D.长期饮用造成尿道结石长期饮用造成尿道结石【解析【解析】(1)(1)用碱调节污水到中性的方法不可取用碱调节污水到中性的方法不可取, ,因

42、为这样只是因为这样只是换了一种污染水的方法。换了一种污染水的方法。(2)Na(2)Na2 2FeOFeO4 4中中+6+6价的铁体现氧化性时变为价的铁体现氧化性时变为+3+3价铁价铁, ,而而FeFe3+3+会水解会水解产生具有净水功能的产生具有净水功能的Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体。胶体。(3)Cl(3)Cl2 2与与H H2 2O O的反应是一个可逆反应的反应是一个可逆反应,HClO,HClO具有杀菌消毒作用具有杀菌消毒作用, ,当当其被消耗后其被消耗后, ,由于剩余由于剩余ClCl2 2的存在的存在, ,会使会使ClCl2 2与与H H2 2O O反应的平衡向生反应的平衡向生成成H

43、ClOHClO的方向移动的方向移动, ,从而使水中的从而使水中的HClOHClO能得到及时的补充。能得到及时的补充。(4)(4)根据根据“水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表示度来表示”的意思的意思, ,水中溶解氧的降低与水的硬度无关。水中溶解氧的降低与水的硬度无关。答案答案: :(1)B(1)B(2)Fe(2)Fe3+3+3H+3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 3( (胶体胶体)+3H)+3H+ +(3)Cl(3)Cl2 2+H+H2 2O HCl+HClOO HCl+HClO, ,由于余氯的存在由于余氯的存在, ,当次氯

44、酸被消耗当次氯酸被消耗后后, ,上述反应的化学平衡向正反应方向移动上述反应的化学平衡向正反应方向移动, ,使水中的次氯酸得使水中的次氯酸得到了及时的补充到了及时的补充( (答出平衡移动即可答出平衡移动即可) )(4)C(4)C3.3.海洋是人类巨大的化学资源宝库海洋是人类巨大的化学资源宝库, ,海洋资源的综合利用具有海洋资源的综合利用具有极为广阔的发展前景。极为广阔的发展前景。(1)(1)蒸馏法是目前技术和工艺比较成熟的海水淡化方法蒸馏法是目前技术和工艺比较成熟的海水淡化方法, ,但由于但由于使用大量燃煤使用大量燃煤, ,造成能耗多造成能耗多, ,排污量大。针对上述蒸馏法的缺点排污量大。针对上

45、述蒸馏法的缺点, ,请你提出一条改进建议请你提出一条改进建议:_:_。(2)(2)空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法, ,流程如图所流程如图所示示( (苦卤即海水蒸发结晶分离出食盐后的母液苦卤即海水蒸发结晶分离出食盐后的母液):):反应反应后通入后通入“空气、水蒸气空气、水蒸气”的目的是的目的是_。反应反应后先加入四氯化碳后先加入四氯化碳, ,目的是目的是_,_,从四氯化碳中分离出单质溴的方法是从四氯化碳中分离出单质溴的方法是_。(3)(3)苦卤中含有苦卤中含有NaClNaCl、MgClMgCl2 2、KClKCl、MgSOMgSO4 4等盐类物质

46、。用简要等盐类物质。用简要的文字说明如何测定苦卤中的文字说明如何测定苦卤中MgClMgCl2 2的含量的含量。【解析【解析】(1)(1)潮汐能、风能、太阳能等均为绿色能源潮汐能、风能、太阳能等均为绿色能源, ,可以代替可以代替燃煤燃煤, ,降低污染。降低污染。(2)(2)反应反应的目的是置换溴的目的是置换溴, ,溴被置换出来后溴被置换出来后溶解在水中溶解在水中, ,通入热的空气、水蒸气通入热的空气、水蒸气, ,温度升高温度升高, ,溴被吹出溴被吹出, ,吹出吹出后的溴与二氧化硫反应后的溴与二氧化硫反应, ,生成生成BrBr- -, ,反应反应是氯气再次氧化是氯气再次氧化BrBr- -, ,然然

47、后用四氯化碳萃取溴后用四氯化碳萃取溴, ,最后通过蒸馏分离出溴。最后通过蒸馏分离出溴。(3)(3)苦卤中有两苦卤中有两种镁盐种镁盐, ,即硫酸镁和氯化镁。即硫酸镁和氯化镁。答案答案: :(1)(1)充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净能源源(2)(2)使置换出的溴被吹出来使置换出的溴被吹出来使生成的溴溶解在四氯化碳使生成的溴溶解在四氯化碳中中( (或答或答“萃取溴萃取溴”) )蒸馏蒸馏(3)(3)先用足量先用足量BaClBaCl2 2溶液沉淀溶液沉淀 求出求出 的总量的总量, ,即求出即求出MgSOMgSO4 4的量的量, ,然后用足量然后

48、用足量NaOHNaOH溶液沉淀溶液沉淀MgMg2+2+, ,求出总的求出总的MgMg2+2+, ,减去减去MgSOMgSO4 4中中MgMg2+2+的量即可得到的量即可得到MgClMgCl2 2的量的量24SO，24SO4.4.请回答氯碱工业中的如下问题请回答氯碱工业中的如下问题: :(1)(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照二者固定的比率氯气、烧碱是电解食盐水时按照二者固定的比率k(k(质量比质量比) )生成的产品。理论上生成的产品。理论上k=k=( (要求写出计算表达式和结要求写出计算表达式和结果果) )。(2)(2)原料粗盐中常含有泥沙和原料粗盐中常含有泥沙和CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、S S 等杂质等杂质, ,必必须精制后才能供电解使用。精制时须精制后才能供电解使用。精制时, ,粗盐溶于水过滤后粗盐溶于水