優(yōu)化探究高考化學總復習 第二章 化學與資源開發(fā)利用課件（選修2）

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1、第二章化學與資源開發(fā)利用第二章化學與資源開發(fā)利用 考綱要求1.了解化學在水處理中的應用。2.了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。3.了解我國無機化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。4.了解海水的綜合利用。了解化學科學發(fā)展對自然資源利用的作用。5.了解化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用。 1天然水的凈化 (1)基本流程：考點一多樣化的水處理技術考點一多樣化的水處理技術 (3)常用的消毒劑為液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等。 (4)除去水中的異味：活性炭顆粒的表面積大，吸附能力強，讓水通過由細小的活性炭顆粒組成的濾床能夠除去水中的異味。 2硬水的軟化 (1)硬水和軟水：(2)硬度的類型：硬度的類型：暫

2、時硬度暫時硬度由鈣、鎂的由鈣、鎂的引起的硬度。引起的硬度。永久硬度永久硬度由鈣、鎂的由鈣、鎂的 引起的硬度。引起的硬度。碳酸氫鹽碳酸氫鹽硫酸鹽或氯化物硫酸鹽或氯化物 (3)硬水的軟化方法： 3.污水處理的方法 4.海水淡化 海水淡化又稱脫鹽，利用物理、化學、生物方法將海水中溶解的鹽脫除。常用方法有蒸餾法、電滲析法、反滲透法、冷凍法等。 (1)水的凈化是指除去水中的雜質，而水的軟化是指降低水中的Ca2、Mg2濃度，而不是把所有的Ca2、Mg2除去。用石灰法軟化硬水時，常和純堿一起使用，目的是用純堿除去過量的石灰，工業(yè)上稱為石灰純堿法。 (2)用藥劑法軟化硬水時一定要注意加入試劑的先后順序，即Na

3、2CO3應在Ca(OH)2之后加入。 (3)用陽離子交換樹脂HR除去硬水中的Ca2、Mg2時，溶液中的酸性會增強，應再用堿性溶液中和H。 1隨著世界人口的急劇增長、工業(yè)的蓬勃發(fā)展，淡水供應危機日益成為世界關注的焦點，海水約占地球現(xiàn)有總水量的97%，海水淡化問題已成為科學家的主要研究方向，若實行海水淡化來供應飲用水，下列方法在原理上完全不可行的是() A加入明礬，使海水的鹽分沉淀并淡化 B利用太陽能，將海水蒸餾淡化 C將海水通過離子交換樹脂，以除去所含的鹽分 D利用半透膜，采用反滲透法而使海水淡化 解析：明礬是用來凈化水的，不可能使海水的鹽分沉淀并淡化，A不正確。 答案：A生活用水的獲取生活用水

4、的獲取 2水處理技術在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。 (1)含有較多_離子的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為_(寫出一個即可)。 (2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水，應先使硬水通過_(填“RH”或“ROH”)型離子交換樹脂，原因是_。 (3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為_。電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力是_。 (4)檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的_。 答案：(1)O2CO2(或氮氣) (2)明礬(或硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵，答出一種即可) 鋁鹽(或鐵鹽)在水中發(fā)生水解生

5、成相應氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異性電的膠體，使其聚沉，達到凈化目的 (3)水的凈化是用混凝劑(如明礬等)將水中的膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子 (4)10(5)7401 484 4下列所述情況可能引起水污染的是() 城市生活污水的任意排放農業(yè)生產(chǎn)中農藥、化肥使用不當海上油輪石油泄漏工業(yè)生產(chǎn)中廢液、廢渣、廢氣的排放 AB C D 答案：D污水處理污水處理 5工業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)處理或將三廢消滅于生產(chǎn)過程中，是近年來化工技術發(fā)展的方向之一。 (1)工業(yè)生產(chǎn)H2SO4的尾氣中常含有少量SO2，通常用_吸收，有關的化學方程式為_；

6、然后再用硫酸處理，目的是_。 硫酸廠的廢水呈_性，通常加入_進行處理。 (2)鉻的毒性與其存在的價態(tài)有關，六價鉻比三價鉻毒性高100倍，并易被人體吸收且能在體內蓄積。因此在處理含鉻污水時，通常加入_使六價鉻轉化為三價鉻，再加_使其轉化為沉淀。 (3)二氧化氯(ClO2)是一種在水處理方面有廣泛應用的高效安全消毒劑。與Cl2相比，ClO2不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯代物，ClO2有下列兩種制備方法。 方法一：2NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O； 方法二：2NaClO3H2O2H2SO4=2ClO2Na2SO4O22H2O。 用方法_(填“

7、一”或“二”)制備的ClO2更適合用于飲用水消毒，其主要原因是_。 (4)對于含有Hg2、Pb2、Cu2等重金屬離子的工業(yè)廢水，通常加入過量的_使其轉化為沉淀而除去。 答案：(1)Ca(OH2)溶液Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O將CaSO3轉化為SO2，提高SO2的利用率，同時得到副產(chǎn)品CaSO4酸熟石灰(2)FeSO4堿 (3)二方法二制得的ClO2中不含有Cl2(4)Na2S 6南海某小島上，解放軍戰(zhàn)士為了尋找合適的飲用水源，對島上山泉水進行分析化驗，結果顯示水的硬度為28(屬于硬水)，主要含鈣離子、鎂離子、氯離子和硫酸根離子。請思考下列問題： (1)該泉水屬于_硬水(填“暫時”或

8、“永久”)。 (2)若要除去Ca2、Mg2可以往水中加入石灰和純堿，試劑添加順序為_，原因是_。 (3)目前常用陰、陽離子交換樹脂來進行水的軟化，水中的Ca2、Mg2與交換樹脂的_起離子交換作用。當陰離子交換樹脂失效后可放入_溶液中再生。海水淡化海水淡化 解析：(1)鈣、鎂離子的硫酸鹽形成的硬水屬于永久硬水。(2)若先加純堿再加石灰，則過量的Ca2無法除去。(3)除去Ca2、Mg2用的是陽離子交換樹脂，Ca2、Mg2和H交換，即H起交換作用。陰離子交換樹脂中，OH起交換作用，失效后應放到強堿溶液中再生。(4)由圖可知，電解池的左端電極為陽極，右端電極為陰極，通電后陽離子向陰極移動，陰離子向陽極

9、移動，則B應為陽離子交換膜才能實現(xiàn)海水變?yōu)榈霓D化。陽極：2Cl2e=Cl2，陰極：2H2O2e=2OHH2，Mg22OH=Mg(OH)2，Ca22OH=Ca(OH)2(微溶)。 答案：(1)永久 (2)先加石灰后加純堿過量的鈣離子可通過純堿使之沉淀下來 (3)H強堿 (4)B2Cl2e=Cl2電極上產(chǎn)生無色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀 2污水處理的一般流程 1海水中鹽的開發(fā)和利用 (1)海水制鹽： 以為主，主要得到NaCl和CaCl2、MgCl2、Na2SO4。另外還有電滲析法和冷凍法。 (2)氯堿工業(yè)： 反應原理： 。 工藝流程：考點二海水的綜合利用考點二海水的綜合利用蒸發(fā)法蒸發(fā)法 設備

10、： 。(陽)離子交換膜只允許Na通過。 產(chǎn)品：陽極室：氯氣。補充飽和食鹽水流出淡鹽水。陰極室：氫氣和NaOH。補充純水(加入一定量NaOH)流出NaOH溶液。離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽 2從海水中提取鎂 生產(chǎn)流程及反應原理： 3海水提溴反應原理反應原理氧化：氧化：；， ； ，。Cl22NaBr=2NaClBr23Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2OBr2SO22H2O=2HBrH2SO4Cl22HBr=Br22HCl 1NaCl是海水中含量最多的鹽，除食用外，它還是海洋化學工業(yè)原料，下列以NaCl為原料的產(chǎn)

11、品(或物質)是() 燒堿純堿金屬鈉氯氣鹽酸 A全部B只有 C只有 D只有 解析：由氯堿工業(yè)及鈉的制備等知識，知全部正確。 答案：A氯堿工業(yè)氯堿工業(yè) 3如圖所示，利用海洋可提取很多重要的化工原料。海水的綜合利用海水的綜合利用 C第步中結晶出的MgCl26H2O可在空氣中受熱分解制無水MgCl2 D在第步中溴元素被氧化，第、步中既有溴元素被氧化也有溴元素被還原 解析： BaCl2應在Na2CO3之前加入，以便將過量的Ba2除去，A錯誤；鐵為活潑電極，不能作陽極，B錯誤；在空氣中MgCl26H2O分解時水解，得不到MgCl2，C錯誤。 答案：D 解析：工業(yè)上冶煉金屬鎂時電解的是熔融MgCl2，而不是

12、Mg(OH)2，故D項錯誤。 答案：D 5(2014年高考新課標全國卷)將海水淡化與濃海水資源化結合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。 回答下列問題： (1)下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設想和想法可行的是_(填序號)。 用混凝法獲取淡水 提高部分產(chǎn)品的質量 優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種 改進鉀、溴、鎂等的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水吹出Br2，并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應是Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2時，轉移的電子數(shù)為_mol。 (3)海水提鎂的一段工藝

13、流程如下圖： 濃海水的主要成分如下：該 工 藝 過 程 中 ， 脫 硫 階 段 主 要 反 應 的 離 子 方 程 式 為該 工 藝 過 程 中 ， 脫 硫 階 段 主 要 反 應 的 離 子 方 程 式 為_，產(chǎn)品，產(chǎn)品2的化學式為的化學式為_，1 L濃海水最多可得濃海水最多可得到產(chǎn)品到產(chǎn)品2的質量為的質量為_g。 (4)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為_；電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關反應的化學方程式_。 1石油的煉制考點三化石燃料的綜合利用考點三化石燃料的綜合利用 2.煤的綜合利用COH2 (2)廢棄金屬： 回爐再生。 制取相應金屬化合

14、物。 (3)廢棄無機非金屬材料： 玻璃可回爐再生。 磚、瓦、陶瓷可作建筑填料。 煤、石油、天然氣的綜合利用 1下列有關石油化工的說法不正確的是() A通過裂化把沸點不同的物質分離開來，是物理變化 B裂解是深度裂化，目的是獲得以短鏈不飽和烴為主要成分的基本化工原料 C催化重整就是在催化劑的作用下，使汽油中烴分子的結構進行重新排列形成新的分子結構，以提高汽油的品質 D利用共聚技術可以改進高分子材料的性能 答案：A煤和石油的加工技術煤和石油的加工技術 2石油和煤炭加工過程涉及多種技術和設備。 (1)石油分餾時，在不斷向_(填工業(yè)設備名稱)內投放原料的同時獲得產(chǎn)品，該過程為_操作過程。 (2)石油裂化

15、為熱裂化、_和加氫裂化，裂化的目的是提高_的產(chǎn)量。 (3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和_的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒_進行燃燒的過程。 (4)煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和_存在下與_作用生成液體燃料的過程。 解析：(1)石油分餾在分餾塔中進行。該過程為連續(xù)操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化，裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)量。(3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒浮動進行燃燒的過程。(4)煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和催化劑存在下與H2作用生成液體燃料的過

16、程。 答案：(1)分餾塔連續(xù) (2)催化裂化輕質燃料油(或汽油) (3)硫(S)浮動 (4)催化劑氫氣(H2) 3.煤是無機物和有機物的混合物，是一種不可再生能源。我國是生產(chǎn)和使用煤的大國，燃煤會造成環(huán)境污染，我國使用脫硫燃煤技術，把污染降到最低，開發(fā)新能源勢在必行。已知煤的部分結構模型如圖所示： (1)從煤的部分結構模型來看，煤是工業(yè)上獲得_烴的重要來源。 (2)我國大約70%的煤是直接用于燃燒的，從煤的結構模型來看，煤在提供熱量的同時產(chǎn)生大量的_等氣體物質，造成嚴重的大氣污染。 (3)“型煤”技術的原理是利用固硫劑在燃燒過程中生成穩(wěn)定的硫酸鹽，下列物質中適宜于作固硫劑的是_(填字母序號)。

17、 A氯化鈣B氧化鈣 C硫酸鈣 D氫氧化鈣 (4)某“型煤”生產(chǎn)廠利用石灰石作固硫劑，試用化學方程式表示其“固硫”過程： _。 (5)除上述的“型煤”技術外，為了解決煤燃燒所造成的污染問題和提高煤的利用價值，煤資源的綜合利用方法還有_等?；剂系木C合利用化石燃料的綜合利用 (2)以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如圖所示(圖中某些轉化步驟及生成物未列出)： 在合成氨的實際生產(chǎn)過程中，常采取的措施之一是將生成的氨從混合氣體中及時分離出來，并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環(huán)利用，同時補充氮氣和氫氣。請應用化學反應速率和化學平衡的觀點說明采取該措施的理由：_。 當甲烷合成氨氣的轉化率為75%時，NH3生成

18、尿素的產(chǎn)率為80%，以5.60107 L(標準狀況)甲烷為原料能夠合成尿素_噸。 解析：(2)將氨分離出來，可減少生成物的濃度，化學平衡正向移動；補充氫氣和氮氣，增大反應物的濃度，利于平衡正向移動。 根據(jù)甲烷生成氫氣，氫氣合成氨，氨氣與CO2生成尿素得關系式： CH42NH3CO(NH2)2 224 Lmol160 gmol1 5610775%80% Lx 所以x9107 g90 t。 5工業(yè)上常產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、廢渣、廢熱，如果處理不好，隨意排放，會造成污染，而如果科學回收，可變廢為寶。 (1)工業(yè)制硫酸的尾氣中含有的少量SO2，可先用氨水吸收，再用稀硫酸處理。 該反應的化學方程式為_；

19、 這樣處理的優(yōu)點是_。 (2)硫酸廠產(chǎn)生的大量燒渣(硫鐵礦煅燒后的灰渣)的用途是_(寫一種即可)；寫出電解精煉銅陽極泥的一種用途_。 (3)一座大型硫酸廠同時又是一座能源工廠，硫酸廠生產(chǎn)過程中的余熱若能充分回收利用，不僅不需要外界供應能源，而且還可以向外界輸出大量的熱能。硫酸廠產(chǎn)生余熱的主要設備名稱是_。廢棄物的綜合利用廢棄物的綜合利用 (4)干熄焦技術是將煉焦爐推出的約1 000 的赤熱焦炭，在熄焦室中被其逆流的冷惰性氣體(主要成分是氮氣，溫度在170190 )熄滅，被加熱到700800 的惰性氣體經(jīng)除塵后進入余熱鍋爐，產(chǎn)生的過熱蒸汽送往汽輪發(fā)電機發(fā)電。干熄1 t焦炭可產(chǎn)生500 kg過熱蒸

20、汽，可折合成46 kg標準煤。舉出兩例采用逆流原理的化工設備或化學儀器：_、_。 (5)下圖表示石灰石膏法吸收SO2的工藝流程，寫出反應的化學方程式_。 解析：(1)SO2吸收工藝：先用氨水，再用稀硫酸處理，有關方程式：SO2NH3H2O=NH4HSO3、2NH4HSO3H2SO4=(NH4)2SO42H2O2SO2或SO22NH3H2O=(NH4)2SO3H2O，(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4H2OSO2；生成物硫酸銨可作化肥，產(chǎn)生的SO2可用作制硫酸的原料，循環(huán)利用。(3)合成硫酸廠使用高溫的設備會產(chǎn)生余熱，即沸騰爐和接觸室。(4)逆流原理即對流操作。(5)石灰石膏法吸收

21、SO2的原理：SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O,2CaSO3O24H2O=2CaSO42H2O。 答案：(1)SO2NH3H2O=NH4HSO3、2NH4HSO3H2SO4=(NH4)2SO42H2O2SO2或SO22NH3H2O=(NH4)2SO3H2O，(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4H2OSO2 生成的SO2可用作制硫酸的原料，硫酸銨可作化肥 (2)做高爐煉鐵的原料(或回收有色金屬、提取金銀、制磚等合理答案都可)回收貴金屬金、銀等 (3)沸騰爐和接觸室 (4)熱交換器冷凝管(或工業(yè)制硫酸中的吸收塔) (5)SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O,2CaSO3O24H

22、2O=2CaSO42H2O 6(2013年高考新課標全國卷)鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構造如圖(a)所示?；卮鹣铝袉栴}：回答下列問題：(1)普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應為：普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應為：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnOOH該電池中，負極材料主要是該電池中，負極材料主要是_，電解質的主要成分是，電解質的主要成分是_，正極發(fā)生的主要反應是，正極發(fā)生的主要反應是_。 與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是_。 (2)圖(b)表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬)。 圖(b)中產(chǎn)物的化學式分別為A_，B_。 操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中，綠色的K2MnO4溶液反應后生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應的離子方程式為 _。 采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質是_(填化學式)。 典例我國規(guī)定飲用水質量標準必須符合下列要求： 解析(1)碳酸氫鈣與堿反應能夠生成碳酸鈣沉淀，由于氫氧化鎂的溶解度小，故鎂離子轉化為Mg(OH)2沉淀而不轉化為碳酸鎂沉淀。 (2)二氧化碳溶解于水顯酸性，故可以調節(jié)溶液的pH。 (3)明礬常用于凈水。 (5)可先凈水再殺菌消毒。