高中化學(xué)：《化學(xué)與資源開發(fā)利用》課件 魯科版選修2

歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 專題一化學(xué)與資源開發(fā)利用 一 從水資源中獲取潔凈水的主要方法和原理1 天然水凈化 1 混凝法 一般過程 混凝沉淀 殺菌 常用的混凝劑 明礬 綠礬 硫酸鋁 聚合鋁 硫酸鐵等 過濾 2 化學(xué)軟化法A 加熱法 除暫時(shí)硬度 水的硬度是由Ca HCO3 2或Mg HCO3 2所引起的 B 石灰蘇打法 除永久硬度 具有永久硬度的水 水的硬度是由鈣 鎂的硫酸鹽或氯化物所引起的 常用軟化方法為藥劑法和離子交換法 先加石灰 除去暫時(shí)硬度 并將Mg2 引起的永久硬度轉(zhuǎn)化為由Ca2 引起的永久硬度 除暫時(shí)硬度 將Mg2 轉(zhuǎn)化為Ca2 引起的永久硬度 加入蘇打 除去Ca2 引起的硬度C 離子交換法 用離子交換劑除去硬水中的Ca2 如用離子交換樹脂軟化水的過程為 2 污水處理 1 酸堿中和法酸性廢水常用中和 堿性廢水常用H2SO4或CO2中和 3 海水淡化常用方法為 法等 熟石灰 蒸餾法 電滲析 3 溴的吸收富集 純堿吸收法 海水中的溴離子被氧化為溴單質(zhì)后 用熱空氣或水蒸氣吹出 通過Na2CO3溶液使溴富集后 再將得到的溶液用稀硫酸酸化 發(fā)生反應(yīng) SO2吸收法 用空氣吹出的溴和大量的空氣混合在一起 不易分離 用還原劑SO2吸收后 再用氯氣氧化HBr即得到溴單質(zhì) 1 通氯氣前要將海水酸化 pH為3 5時(shí) 氯氣的氧化效果最好 2 用空氣或H2O g 將溴吹出 而不用CCl4萃取 因后者工藝復(fù)雜 設(shè)備投資大 經(jīng)濟(jì)效益低且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重 三 石油 煤 天然氣的綜合利用1 石油的煉制 2 煤的綜合利用 4 一碳化學(xué)一碳化學(xué)是以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物 如CO CH4 CH3OH等 為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學(xué) 一碳化工也可以說是新一代的煤化工和天然氣化工 1 汽油指含有5 11個(gè)碳原子的烴 裂化汽油與直餾汽油不同 裂化汽油中含不飽和烴 能使溴的四氯化碳溶液褪色 而直餾汽油不能 2 裂解氣中主要含乙烯 丙烯 丁二烯等短鏈氣態(tài)烴 而液化石油氣是石油常壓分餾的產(chǎn)物 主要含有丙烷 丁烷及少量戊烷 戊烯和含硫化合物 2 化學(xué)反應(yīng) 工業(yè)上對(duì)海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如圖所示 1 電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽 離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是 電解槽中的陽極材料為 2 本工藝流程中先后制得Br2 CaSO4和Mg OH 2 能否按順序制備 填 是 或 否 原因是 3 溴單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多 四氯化碳與水不互溶 故可用于萃取溴 但在上述工藝中卻不用四氯化碳 原因是 解析 1 電解飽和食鹽水用的是陽離子交換膜 而在食鹽水中的陽離子只有H 和Na 電解時(shí) H 在陰極上生成氫氣 Na 在外加電場作用下向陰極運(yùn)動(dòng) 所以通過離子膜和隔膜的是Na 由于陽極上發(fā)生氧化反應(yīng) 是溶液中Cl 放電生成Cl2 所以必須用惰性電極 工業(yè)上一般用鈦 表面涂有釕氧化物 也可以用石墨電極 2 在該流程開始時(shí)向苦鹵中加入硫酸 因 CaSO4微溶于水 先形成CaSO4沉淀而將Ca2 除去 若先制取Mg OH 2 加入的石灰水會(huì)有部分與硫酸反應(yīng)生成CaSO4而使制得的Mg OH 2不純凈 3 CCl4是一種易揮發(fā) 有毒的液體 所以此流程中不用CCl4萃取的方法 而是利用溴的揮發(fā)性 向得到的含溴水的海水中吹入熱空氣 使溴揮發(fā)出來 與萃取相比 該方法簡單 實(shí)用 經(jīng)濟(jì) 無污染 答案 1 陽離子 或Na 鈦 或石墨 2 否如果先沉淀Mg OH 2 則沉淀中會(huì)夾雜有CaSO4沉淀 產(chǎn)品不純 3 四氯化碳萃取法工藝復(fù)雜 設(shè)備投資大 經(jīng)濟(jì)效益低 環(huán)境污染嚴(yán)重 1 下列關(guān)于離子交換膜電解槽的敘述 錯(cuò)誤的是 A 精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽極室B 純水 加少量NaOH 進(jìn)入陰極室C 陰極產(chǎn)物為NaOH和氫氣D 電解槽的陽極用金屬鐵網(wǎng)制成 答案 D 2 目前下列工藝過程沒有直接使用離子交換技術(shù)的是 A 硬水的軟化B 電解飽和食鹽水制NaOHC 電滲析法淡化海水D 海水中提取金屬M(fèi)g 解析 A項(xiàng)中離子交換法使用了離子交換樹脂 B項(xiàng)中通常選用石棉隔膜 可阻止氣體通過 而不阻止水分子和離子通過 C項(xiàng) 通常選用陰 陽離子交換膜 只有D項(xiàng)沒直接使用離子交換技術(shù) 答案 D 2 分餾和干餾的本質(zhì)區(qū)別 1 分餾是對(duì)石油固有的成分的分離 為物理變化 2 干餾是對(duì)煤強(qiáng)熱分解得到新產(chǎn)物 為化學(xué)變化3 天然氣和焦?fàn)t氣不同 1 天然氣是一種化石燃料 它蘊(yùn)藏在地層內(nèi) 從氣井上開采的可燃性氣體 其主要成分是CH4 C2H6 C3H8等小分子烷烴 主要是CH4 它既是一種重要能源 又是一種重要的工業(yè)資源 2 焦?fàn)t氣是煤干餾所得產(chǎn)物之一 其主要成分是H2 等 它也是重要的氣體燃料和化工原料 填寫下列空白 1 已知0 5mol甲烷與0 5moL水蒸氣在t pkPa時(shí) 完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣 合成氣 吸收了akJ熱量 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 2 在合成氨的實(shí)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(shí)分離出來 并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)利用 同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃?請(qǐng)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說明采取該措施的理由 3 2008年海南模擬 石油裂化的主要目的是為了 A 提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量B 便于分餾C 獲得短鏈不飽和氣態(tài)烴D 提高汽油的質(zhì)量 答案 A 4 下列關(guān)于煤 石油 天然氣等能源的說法正確的是 A 石油裂解得到的汽油是純凈物B 石油產(chǎn)品都可用于聚合反應(yīng)C 天然氣是一種清潔的化石燃料D 水煤氣是通過煤的液化得到的氣體燃料 答案 C 2 生活垃圾的無害化處理 1 原則 無害化 減量化和資源化 2 方法 垃圾焚燒處理 焚燒爐中 垃圾衛(wèi)生填埋 垃圾的堆肥處理 廢舊電池的特殊處理主要是將各類電池分類處理 用化學(xué)或物理方法從鋅錳電池中提取出鋅鹽 硫酸銅 炭黑 二氧化錳 汞等 3 生活垃圾資源化 垃圾回收和利用 1 用垃圾生產(chǎn)沼氣 2 廢棄塑料的回收 3 廢玻璃的回收利用 從鎳鐵電池中提取出硫酸亞鐵 氫氧化鉀 硫酸鎳等 從鎳鎘電池中提取出氫氧化鉀 硫酸鎘 硫酸鎳等 從銀鋅電池中提取氫氧化鉀 銀鹽 硫酸鋅等 解決白色污染的入手點(diǎn) 1 減少使用不必要的塑料制品 如用布袋代替塑料袋等 2 重復(fù)使用某些塑料制品 如塑料袋 塑料盒等 3 使用一些新型的 可降解的塑料 如微生物降解塑料和光降解塑料等 4 回收各種廢棄塑料 解析 試管B收集到的產(chǎn)品中 能使高錳酸鉀酸性溶液褪色的物質(zhì)是甲苯 其一氯代物有4種 錐形瓶C中觀察到的現(xiàn)象應(yīng)該為乙烯 丙烯使溴水褪色 還剩有H2和CH4 其平均相對(duì)分子質(zhì)量為 答案 1 CaC2 2H2O Ca OH 2 C2H2 2 4 3 棕黃色溶液變無色或褪色4 8 4 合成氨原料用作燃料或有機(jī)化工原料 5 2008年江蘇化學(xué) 化學(xué)與生活 社會(huì)密切相關(guān) 下列說法不正確的是 A 利用太陽能等清潔能源代替化石燃料 有利于節(jié)約資源 保護(hù)環(huán)境B 凡含有食品添加劑的食物對(duì)人體健康均有害 不可食用C 為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體 應(yīng)積極開發(fā)廢電池的綜合利用技術(shù)D 提倡人們購物時(shí)不用塑料袋 是為了防止白色污染 解析 食品添加劑用來改善食品品質(zhì) 延長食品保存期 添加食品營養(yǎng)成分的一類化學(xué)合成或天然物質(zhì) 所以含有食品添加劑的食物對(duì)人體健康不一定有害 答案 B 1 從海水中提取以下物質(zhì)的過程中未發(fā)生化學(xué)變化的是 A MgB NaClC Br2D 重水 答案 B 2 2008年廣東高考 海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫 下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是 A 海水中含有鉀元素 只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì)B 海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化C 從海水中可以得到NaCl 電解熔融NaCl可制備Cl2D 利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 3 下列說法中正確的是 A 煤是各種芳香烴組成的混合物B 煤的氣化和液化都屬于物理變化C 煤是以單質(zhì)碳為主的復(fù)雜混合物D 以煤為主要原料 不僅可以合成甲醇 還可以加工成高級(jí)汽油 答案 D 4 工業(yè)上獲得苯主要通過 A 煤的干餾B 石油常壓分餾C 石油減壓分餾D 石油催化裂化 答案 A 5 2009年煙臺(tái)模擬 由海水制備無水氯化鎂 主要有以下步驟 在一定條件下脫水干燥 加熟石灰 加鹽酸 過濾 濃縮結(jié)晶 其先后順序正確的是 A B C D 答案 D 一 選擇題 每小題6分 共36分 1 下列說法中 不正確的是 A 煮沸暫時(shí)硬水后 水的硬度一定降低B 硬水中加入適量石灰水后 由于生成Mg OH 2 CaCO3沉淀 水就軟化了C 永久硬水主要是由含有的硫酸鹽和氯化物形成的 加熱煮沸是不能軟化的D 如果用HR型離子交換樹脂軟化硬水 則發(fā)生的交換反應(yīng)可以表示為 答案 B 2 2008年上海綜合能力測試 吸煙對(duì)人體危害極大 香煙燃燒產(chǎn)生大量污染物 下表為某品牌香煙煙霧中各物質(zhì)的含量 香煙煙霧中 A 只有尼古丁有毒B 有害物質(zhì)的含量超過了40 C 含有的烴類在常溫下均為氣態(tài)D 有氣味的是C2H6 NOx 尼古丁 解析 由表中物質(zhì)可知CO NOx 尼古丁 甲醛 苯都有毒 苯是烴 常溫下為液態(tài) C2H6為無色無味的氣體 因此A C D選項(xiàng)都不正確 故只能選擇B 答案 B 3 利用天然氣或煤與水蒸氣生產(chǎn)出的合成氣 H2 CO 生產(chǎn)汽油 甲醇和氨等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化 合成氣也可轉(zhuǎn)化成醛 酸 酯等多種產(chǎn)物 下列表述正確的是 以天然氣生產(chǎn)合成氣的反應(yīng)為置換反應(yīng) 以合成氣為原料的反應(yīng)都是化合反應(yīng) 改變合成氣中CO與H2的體積比 可以得到不同產(chǎn)物 合成氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)需在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪簭?qiáng)下通過催化完成 從合成氣出發(fā)生成液態(tài)烴或醇類有機(jī)物是實(shí)現(xiàn) 煤變油 的有效途徑 以合成氣為原料的反應(yīng)產(chǎn)物中不可能有烯烴或水 A B C D 8 14分 2009年寧波質(zhì)檢 汽車工業(yè)同能源工業(yè)的發(fā)展有著密切的聯(lián)系 由石油冶煉可得到汽油和柴油等燃料 它們的主要成分是烴類化合物 目前有些國家把煤氣化成CO和H2 然后再經(jīng)催化合成液體燃料甲醇 甲醇代替汽油作發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料 1 試寫出CO H2合成甲醇的化學(xué)方程式 甲醇燃燒的化學(xué)方程式為 2 在汽車尾氣中 造成大氣污染的主要物質(zhì)是 和 現(xiàn)在人們正研究在汽車尾氣出口處安裝催化轉(zhuǎn)化裝置 可消除主要污染物 試寫出化學(xué)方程式 3 氫氣最有希望成為未來汽車的理想燃料 氫氣作為燃料的主要優(yōu)點(diǎn)是 解析 1 對(duì)于由CO和H2合成甲醇的反應(yīng) 根據(jù)原子守恒即可輕松得出答案 甲醇在空氣中燃燒 生成二氧化碳和水 2 對(duì)于汽車尾氣中的污染物 大家很容易想到CO 而容易忽視氮的氧化物的存在 在汽車尾氣出口處安裝催化轉(zhuǎn)化裝置 可將有毒的CO和NO轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2 3 氫氣因其燃燒熱較高 燃燒產(chǎn)物無污染而成為理想燃料 9 18分 2009年濰坊檢測 海水占地球總儲(chǔ)水量的97 2 若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來 既可以解決淡水資源缺乏的問題 又可以充分利用海洋資源 1 海水中含有大量的氯化鈉 氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表中第 族 2 目前國際上實(shí)用的 海水淡化 主要技術(shù)之一是蒸餾法 蒸餾法是將海水變成蒸汽 蒸汽經(jīng)過冷卻而得高純度淡水 由此可判斷蒸餾法是 填 物理變化 或 化學(xué)變化 3 工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品 反應(yīng)式為 食鹽 H2O NaOH H2 Cl2 未配平 該反應(yīng)中食鹽的化學(xué)式是 利用電解所得氣體制36 5 的濃鹽酸1000t 最少需要消耗食鹽 t 4 近年來有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法 該方法的流程如下 答案 1 A 2 物理變化 3 NaCl585 4 NaOH SO2 NaHSO3NaHSO3 HCl NaCl H2O SO2 寫出 的化學(xué)反應(yīng)方程式 a Ba OH 2b Ba NO3 2c BaCl2 3 為有效除去 SO 加入試劑的合理順序?yàn)?填序號(hào) a 先加NaOH后加Na2CO3 再加鋇試劑b 先加NaOH 后加鋇試劑 再加Na2CO3c 先加鋇試劑 后加NaOH 再加Na2CO3 4 在電解過程中 與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 與電源負(fù)極相連的電極附近 溶液pH 填 不變 升高 或 下降 5 脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異 通過 冷卻 填寫操作名稱 除去NaCl 6 在隔膜法電解食鹽水時(shí) 電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū) 防止Cl2與NaOH反應(yīng) 采用無隔膜電解冷的食鹽水時(shí) Cl2與NaOH充分接觸 產(chǎn)物僅是NaClO和H2 相應(yīng)的化學(xué)方程式為 解析 從海水中提取粗鹽節(jié)省能量的做法一般用曬鹽法 Ca2 一般用含CO的試劑除去 Mg2 一般用含OH 的試劑除去 Ba NO3 2由于會(huì)引入無法除去的雜質(zhì)離子NO 不能用作鋇試劑 鋇試劑與NaOH加入的先后順序無關(guān)緊要 但Na2CO3一定要在鋇試劑之后 以除去過量的Ba2 與電源正極相連的電極是陽極 應(yīng)該是Cl 失 去電子生成Cl2 陰極H 放電 使陰極周圍OH 濃度變大 pH升高 脫鹽時(shí)應(yīng)該先蒸發(fā) 冷卻 使晶體析出后過濾 根據(jù)提示利用原子守恒可寫出反應(yīng)方程式 答案 1 曬制Ca2 CO CaCO3 Mg2 2OH Mg OH 2 2 ac 3 bc 4 2Cl Cl2 2e 升高 5 蒸發(fā)過濾 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全