人教版安徽省高三化学一轮 第2讲 化学与资源的开发利用课件 选修2

1、第2讲化学与资源的开发利用12022/7/30 星期六考纲展示热点定位1.了解化学在水处理中的作用。2.了解海水的综合利用，了解科学发展对自然资源利用的作用。3.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。4.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。1.天然水净化、污水处理的方法。2.海水中提取溴、镁的工艺流程。3.氯碱工业的生产原理及工艺流程。4.石油裂化、裂解的比较，分馏产品及煤的综合利用。22022/7/30 星期六一、获取洁净水1水的净化(1)基本流程常用的混凝剂有：明矾、Al2(SO4)3、FeSO4、聚合铝等。常用的消毒剂有：漂白粉、液氯、ClO2、高铁酸盐等。32022/7/30 星期

2、六(2)明矾净水原理KAl(SO4)2=KAl32SO、Al33H2O Al(OH)3(胶体)3H，带正电荷的Al(OH)3胶粒破坏天然水中胶体杂质的稳定性，并吸附悬浮物而沉降。42022/7/30 星期六2硬水的软化(1)硬水和软水52022/7/30 星期六(2)硬水的类型暂时硬度由钙、镁的碳酸氢盐引起的硬度永久硬度由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度(3)硬水软化的方法加热法(只能软化具有暂时硬度的水)62022/7/30 星期六72022/7/30 星期六药剂法(石灰纯碱法)82022/7/30 星期六反应原理：aCa(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2OMg(HCO3)22

3、Ca(OH)2=2CaCO3Mg(OH)22H2OMgSO4Ca(OH)2=Mg(OH)2CaSO4bCa2CO=CaCO392022/7/30 星期六离子交换法利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用离子交换树脂作离子交换剂。表示方法：nHRMnMRnnH，mROHYmRmYmOH。树脂再生：交换完成后的树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力。102022/7/30 星期六3污水处理(1)基本流程112022/7/30 星期六(2)污水处理常用的化学方法中和法酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用H2SO4或CO2中和。沉淀法Hg2、Pb2、Cu2等重金属离子可用Na2S除去，反应的离子方程式

4、为Hg2S2=HgS，Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS。122022/7/30 星期六4海水淡化 常用方法为蒸馏法、电渗析法等。 (2010课标全国)水是一种重要的自然资源，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康。请回答下列问题：(1)天然水中溶解的气体主要有_、_。(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_(填其中任何两种)，其净水作用的原理是_132022/7/30 星期六 (3)水的净化与软化的区别是_。142022/7/30 星期六解析：(4)将Mg2形成的硬度转化为Ca2形成的硬度时，将每摩尔Mg2看做是等物质的量的Ca2即可，则此天然水中钙离子的总浓度为

5、1.8103 molL1，每升水中相当于含CaO的质量为：1.8103 molL11 L56 gmol10.1 g，所以该天然水的硬度为10。152022/7/30 星期六162022/7/30 星期六答案：(1)O2CO2(或氮气)(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子(4)10(5)7401 484172022/7/30 星期六【名师提醒】(1)水垢的主要成分为CaCO3

6、和Mg(OH)2。(2)天然水饮用水应包括水的净化和软化两个过程。水的净化又包括除去悬浮物、脱色脱臭和杀菌消毒三个环节。182022/7/30 星期六二、海水的综合利用1氯碱工业(1)原料：精制饱和NaCl溶液。192022/7/30 星期六202022/7/30 星期六2从海水中提取溴单质(1)工艺流程212022/7/30 星期六(2)反应原理Cl22NaBr=2NaClBr23Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O222022/7/30 星期六3从海水中提取镁单质(1)工艺流程232022/7/30 星期六2

7、42022/7/30 星期六(3)生产中应用的平衡原理沉淀溶解平衡原理向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于c(OH)增大，Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，则最大程度地将Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。252022/7/30 星期六水解平衡原理在MgCl26H2O脱水变为MgCl2时，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，在HCl气体环境中，增大c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)2的生成。262022/7/30 星期六 (2009天津高考改编)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下

8、：272022/7/30 星期六(1)请列举海水淡化的两种方法：_、_。(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、_、_或H2、_。(3)步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br，其目的为_。282022/7/30 星期六(4)步骤用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_。292022/7/30 星期六302022/7/30 星期六答案：(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种(2)Cl2NaOHNaClO(3)富集溴元素(4)Br2SO22H2O= 4HS

9、O2Br强酸对设备的严重腐蚀312022/7/30 星期六【名师提醒】(1)粗盐精制粗盐精制中必须注意加入试剂的顺序，为了使离子沉淀完全，使加入的过量的试剂也被除去，纯碱须加在钡试剂后，稀盐酸加在过滤后的滤液中。加入试剂后的盐水中仍有少量Ca2、Mg2等，还需再进入阳离子交换塔进一步除去。322022/7/30 星期六(2)海水提溴：用空气或H2O(g)将溴吹出，而不用CCl4萃取，因后者工艺复杂，设备投资大，经济效益低且对环境污染严重。(3)海水提镁电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸，循环使用，节省成本。所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去，以保证MgCl2的

10、纯度。332022/7/30 星期六(4)海水的综合利用网络图342022/7/30 星期六三、石油、煤、天然气的综合利用1石油的炼制炼制方法原理变化主要原料主要产品分馏常压利用烃的不同沸点，将其分离成沸点不同的产物物理变化原油石油气、汽油、煤油、柴油、重油等减压重油柴油、润滑油、燃料油、石蜡、沥青等352022/7/30 星期六裂化在一定条件下，使长链烃断裂为短链烃化学变化重油、石蜡等汽油、煤油、柴油等轻质油裂解深度裂化(更高温度下的裂化)化学变化石油分馏产物(包括石油气)主要是乙烯、丙烯、丁烯、甲烷等362022/7/30 星期六2.煤的综合利用原理产品干馏将煤隔绝空气加强热使其分解焦炭、

11、煤焦油、焦炉气、出炉煤气气化把煤中的有机物转化为可燃性气体低热值气CO、H2、相当量的N2中热值气CO、H2、少量CH4高热值气CH4372022/7/30 星期六液化直接液化高温、高压和有催化剂条件下，与溶剂混合，使煤与H2作用生成液体燃料优质汽油、柴油、芳香烃和副产燃料气、液化石油气等间接液化把煤气化成CO和H2，经催化合成液体燃料、醇类燃料(如CH3OH)等合成汽油、甲醇等382022/7/30 星期六3.煤化工和天然气化工的发展一碳化学一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物(如一氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料，合成一系列化工原料和燃料的化学。392022/7/30 星期六402022

12、/7/30 星期六利用天然气合成氨的工艺流程图如下：412022/7/30 星期六依据上述流程，完成下列填空：(1)天然气脱硫时的化学方程式是_。(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol，产生H2_ mol(用含n的代数式表示)。422022/7/30 星期六(3)K2CO3(aq)和CO2的反应在加压下进行，加压的理论依据是_。a相似相溶原理b勒夏特列原理c酸碱中和原理(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于_(写出CO2的一种重要用途)。432022/7/30 星期六(5)整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中标出第

13、三处循环(循环方向、循环物质)。442022/7/30 星期六解析：(1)流程图中已给出反应物是H2S和Fe(OH)3，生成物是Fe2S3和H2O，CH4没有参与反应，写出化学方程式再配平即可。(2)写出此反应的方程式：CH4H2OCO3H2，就很容易地看出产生H2应为30.9n mol2.7n mol。(3)CO2为气体，加压有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原理。(4)此题考查了学生对CO2用途的记忆，写任一种用途即可。(5)合成氨反应是一可逆反应，H2和N2的转化率低，必须循环利用。452022/7/30 星期六答案：(1)3H2S2Fe(OH)3=Fe2S36H2O(2)2.7n(3)b(4)生产纯碱(或作制冷剂等其他合理答案均可)462022/7/30 星期六【名师提醒】(1)石油的综合利用472022/7/30 星期六(2)煤的综合