高考化学一轮总复习 14第1讲 化学与资源的开发利用课件 新课标.ppt

2021/8/11 星期三1化学与技术属于选修模块，在高考中考查的重点内容是运用所学化学基础知识、基本原理、各物质间的反应等，对化学工业生产技术方面的问题做出合理的分析和解释。一般以工艺流程的形式考查。考生在备考时，应紧紧依据考纲要求，立足课本上的重点专题知识，有意识地强化“应用基本化学知识解释、解决”有关技术问题的能力。另外，本章内容与实际工农业生产联系紧密，所以还要关注社会新闻、了解科技动态，有助于对试题的分析与解答。从近三年新课标地区的高考试题来看，纯碱工业、氯碱工业、海水资源的利用及新材料的制备等一直是命题的热点，从高考命题的稳定性来看，预计2013年的高考化学试题中，这些知识点仍将保持其突出地位。2021/8/11 星期三2 课课 堂堂 反反 馈馈课课 堂堂 探探 究究考考 点点 突突 破破 课课 时时 作作 业业 高高 考考 集集 训训2021/8/11 星期三3考考高高集集 训训2021/8/11 星期三41(多选)(2011海南，20)下列叙述正确的是()答案AC2021/8/11 星期三5解析本题是对常见化工原理及工业原材料的考查，突出考查学生对化工原理以及原材料的掌握情况。海水中加入的是生石灰CaO，生石灰与水反应生成Ca(OH)2，从而使得海水中的Mg2生成Mg(OH)2沉淀，电解氯化镁溶液得不到金属镁，只有电解氯化镁熔液才能制取单质镁，故B错；普通水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙，说普通水泥的主要成分是硅酸钙正确，C正确；黏土的主要成分是二氧化硅，还有氧化镁、碳酸钙和三氧化二铝，D错。2021/8/11 星期三62(2011山东，31)水处理技术在生产、生活中应用广泛。(1)含有较多_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_(写出一个即可)。(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应先 使 硬 水 通 过 _(填“RH”或“ROH”)型 离 子 交 换 树 脂，原 因 是_。(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截留，从而获得纯净水的方法称为_。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是_。2021/8/11 星期三7(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的_。2021/8/11 星期三8(2)根据交换树脂RH的工作原理，其原因是先通过RH后，溶液呈酸性，可避免产生沉淀，防止交换树脂堵塞，若先通过ROH，交换后溶液呈碱性，造成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，从而造成交换树脂堵塞。2021/8/11 星期三9(3)该方法为反渗透法，电渗析法的动力来自于电势差(或电场力)。(4)检验蒸馏水的纯度最简单的方法是测定溶液的电导率。因为若含有其他离子时，谁的电导率越大，说明蒸馏水的纯度越低。2021/8/11 星期三103(2011广东，32)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：2021/8/11 星期三11(注：NaCl熔点为801；AlCl3在181 升华)(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为_和_。(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在_。(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为_。2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三132021/8/11 星期三142021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16堂堂课课探探 究究2021/8/11 星期三17解读考纲考点考纲解读化学与资源的开发利用1.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。2了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。3了解海水的综合利用，了解化学科学发展对自然资源利用的作用。4了解化学对废旧物质再生与综合利用的作用。2021/8/11 星期三18基础回扣 一、水的净化与污水处理1天然水的净化(1)混凝法2021/8/11 星期三19(2)化学软化法加热法具有暂时硬度的水；药剂法和离子交换法具有永久硬度的水。常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。2污水处理(1)污水处理方法比较表：2021/8/11 星期三202021/8/11 星期三21(2)处理工业废水还有其他方法，如氧化还原法等。在实际处理工业废水时，根据污染物组成和回收用水水质要求的不同，经常需要采用多种技术分步处理，才能达到排放标准或复用指标。2021/8/11 星期三22二、海水的综合利用1从海水中获得淡水资源(1)基本方法蒸馏法、电渗析法。(2)水处理去离子方法离子交换法。2从海水中获得化学资源(1)海水制盐海水制盐的方法有蒸发法、电渗析法和冷冻法等。2021/8/11 星期三23由海水制盐的方法仍以蒸发法(盐田法)为主。盐田一般分成贮水池、蒸发池和结晶池三部分。海水蒸发浓缩，达到饱和析出食盐晶体，分离后所得到的母液叫苦卤。食盐资源的利用精制饱和食盐水，电解可得H2、Cl2和NaOH。(2)海水提溴：海水浓缩氯化吹出吸收。(3)海水提镁：贝壳焙烧制石灰乳得到氢氧化镁沉淀分离沉淀溶解浓缩过滤干燥电解。(4)从海水中提取重水：蒸馏法、电解法、化学交换法和吸附法。2021/8/11 星期三24三、石油、煤和天然气的综合利用1煤的综合利用2021/8/11 星期三25(2)石油的分馏原理：利用混合体系中各组分沸点的不同，控制一定的温度范围，将混合体系分为不同沸点范围的蒸馏产物。设备：分馏塔。2021/8/11 星期三26基本步骤：首先把石油压入加热炉加热，使原油成为液态烃和气态烃的混合物，然后导入分馏塔，混合物在温度从下到上依次降低的塔板上不断蒸发和冷凝，使沸点不同的烃不断分离。(3)裂化获取更多轻质油的方法原理：在一定条件下，使含碳原子数较多、相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为含碳原子数较少、相对分子质量较小、沸点较低的烃。2021/8/11 星期三27(4)裂解获取短链不饱和气态烃以比裂化更高的温度，使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等气态短链烃。2021/8/11 星期三28点点考考突突 破破2021/8/11 星期三292021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31(2)离子交换法常用离子交换树脂作离子交换剂：如2NaRCa2=CaR22Na，2NaRMg2=MgR22Na。用5%8%的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的NaR再生：CaR22Na=2NaRCa2。2021/8/11 星期三32(3)药剂法先加Ca(OH)2，再加Na2CO3。Ca(OH)2可消除水的暂时硬度，还可将Mg2引起的永久硬度转化为由Ca2形成的硬度，其作用原理如下：Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2O；Mg(HCO3)22Ca(OH)2=2CaCO3Mg(OH)22H2O；MgSO4Ca(OH)2=Mg(OH)2CaSO4。2021/8/11 星期三333污水处理(1)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。(2)沉淀法Hg2、Pb2、Cu2等重金属离子可用Na2S除去，反应的离子方程式为Hg2S2=HgS，Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS。4海水淡化常用方法为蒸馏法、电渗析法等。2021/8/11 星期三34例1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_。(3)水的净化与软化的区别是_。2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36解析(1)天然水中溶解的气体主要有O2、CO2、N2等。(2)天然水加入混凝剂净化的主要原理是混凝剂中电离的铝离子、铁离子在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体，表面积很大，吸附水中的悬浮杂质，常用的混凝剂有明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等。(3)水的净化是通过混凝剂(如明矾等)将水中的胶体及悬浮物除去，而水的软化是使水中的Ca2、Mg2浓度减小。2021/8/11 星期三37(5)综合(4)已知10 m3天然水中则mCa(OH)210 mol74 gmol1740 g，m(Na2CO3)14 mol106 gmol11 484 g。2021/8/11 星期三38答案(1)O2CO2(或N2)(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(填其中任何两种)铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体，它可吸附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)水的净化是通过混凝剂(如明矾等)将水中的胶体及悬浮物除去，而水的软化是使水中的Ca2、Mg2浓度减小(4)10(5)7401 4842021/8/11 星期三39特别提醒水的暂时硬度和永久硬度的区别：主要区别在于所含的主要阴离子种类的不同，由Mg(HCO3)2或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度叫暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫永久硬度。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。2021/8/11 星期三40变式训练1自来水生产的流程示意图如下：(1)混凝剂除去悬浮物质的过程_(填字母)。a只是物理变化b只是化学变化c是物理和化学变化FeSO47H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成_沉淀。2021/8/11 星期三41(2)实验室中，过滤操作用到的玻璃仪器是_。(3)一打开自来水的水龙头，会感觉略有刺激性气味，其原因是_。(请写出相关的化学反应方程式)；该过程中，如果消耗了标准状况下的Cl2 112 L，则在反应中作氧化剂的Cl2为_g。2021/8/11 星期三422021/8/11 星期三432021/8/11 星期三442021/8/11 星期三451氯碱工业离子交换膜法电解食盐水：(1)设备离子交换膜电解槽。离子交换膜只允许阳离子通过。2021/8/11 星期三462021/8/11 星期三472021/8/11 星期三482021/8/11 星期三49(5)产品阳极室产品：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水。阴极室产品：氢气和NaOH，补充纯水(加入一定量的NaOH)流出NaOH溶液。2021/8/11 星期三502从海水中提取溴单质(1)工艺流程(2)反应原理Cl22NaBr=2NaClBr23Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25NaBr NaBrO3 3H2SO4=3Br2 3Na2SO43H2O2021/8/11 星期三513从海水中提取镁单质(1)工艺流程2021/8/11 星期三522021/8/11 星期三532021/8/11 星期三54特别提醒(1)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。(2)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的纯度。2021/8/11 星期三55变式训练2海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图：2021/8/11 星期三56(3)利用MgCl26H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是_。2021/8/11 星期三572021/8/11 星期三58(5)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等(其溶解度与温度的关系如右图所示)，可进一步加工制得一些重要的产品，若将母液加热升温到60 以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是_；过滤上述晶体后，将滤液降温到30 以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的_晶体。2021/8/11 星期三59答案(1)bdca或cbda(2)d、e、c(3)在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解(4)d(5)MgSO4NaCl、KCl2021/8/11 星期三602021/8/11 星期三61堂堂课课反反 馈馈2021/8/11 星期三621下列有关硬水及其软化的说法中错误的是()A离子交换法可以软化硬水B硬水中含有较多Ca2、Mg2C生产、生活使用的天然水必须经软化D加热可使暂时硬水中的Ca2生成CaCO3沉淀答案C解析A、B、D是一些常识，C中生活使用的硬水不是“必须”经软化使用。2021/8/11 星期三63221世纪是海洋世纪，海洋经济专属区的开发受到广泛重视，下列有关说法正确的是()A海水含镁，将金属钠放入海水中可以制取金属镁B利用潮汐能发电是将化学能转化为电能C从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应D海底多金属结核矿含有Fe、Mn、Co、B等金属答案C解析Na与水反应，A错；潮汐发电是动能转化为电能，B错；B(硼)是非金属元素，D错。2021/8/11 星期三643如图所示，利用海水可提取很多重要的化工原料。2021/8/11 星期三652021/8/11 星期三66答案D解析BaCl2应加在Na2CO3之前，以便将过量的Ba2除去，A错；铁为活泼电极，不能作阳极，B错；在空气中MgCl26H2O分解时水解，得不到MgCl2，C错。2021/8/11 星期三674化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是()A明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率CMgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料D电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁答案D2021/8/11 星期三682021/8/11 星期三695工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示。2021/8/11 星期三70(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是_，电解槽中的阳极材料为_。(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？_(填“是”或“否”)。原因是_。(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_。2021/8/11 星期三71答案(1)阳离子(或Na)钛(或石墨)(2)否如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯(3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低；环境污染严重解析(1)电解饱和食盐水用的是阳离子交换膜，而在食盐水中的阳离子只有H和Na，电解时，H在阴极上生成氢气，Na在外加电场作用下向阴极运动，所以通过离子膜和隔膜的是Na。由于阳极上发生氧化反应，是溶液中Cl放电生成Cl2，所以必须用惰性电极，工业上一般用钛(表面涂有钌氧化物)，也可以用石墨电极。2021/8/11 星期三72(2)在该流程开始时向苦卤中加入硫酸，因CaSO4微溶于水，先形成CaSO4沉淀而将Ca2除去，若先制取Mg(OH)2，加入的石灰水会有部分与硫酸反应生成CaSO4而使制得的Mg(OH)2不纯净。(3)CCl4是一种易挥发、有毒的液体，所以此流程中不用CCl4萃取，而是利用溴的挥发性，向得到的含溴水的海水中吹入热空气，使溴挥发出来。与萃取相比，该方法简单、实用、经济、无污染。2021/8/11 星期三736随着交通运输业和工业的发展，人们对燃油的需求量越来越大，对燃油品质的要求也越来越高。回答下列问题：(1)工业上分馏石油的设备是_，通过该设备制备出的液体燃油有_。(2)使 用 催 化 剂 进 行 石 油 裂 化 及 裂 解 获 得 的 主 要 产 品 是_。(3)工业上，通过绿色化学工艺用CO、CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2=C(CH3)COOCH3。写出该反应的化学方程式_。2021/8/11 星期三74(4)科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂，探究不同催化剂对石油裂解反应的催化性能。石油气体(一定温度)催化反应器检测尾气处理该探究实验的关键是控制条件，检测装置中选择的检测试剂为溴水或高锰酸钾溶液，探究中必须注意的问题是_。从安全的角度考虑，该探究实验尾气处理的方法是_。2021/8/11 星期三752021/8/11 星期三76解析(1)原油在分馏塔内加热，然后冷却，逐渐馏出汽油、煤油和柴油等。(2)石油裂化及裂解的主要目的是获得碳原子数较少的烃。(3)目标产物CH2=C(CH3)COOCH3中含有5个碳原子，2个氧原子，而反应物CO、CH3OH中各有1个碳原子和1个氧原子，所以不饱和脂肪链烃含有3个碳原子且不含氧原子，由此可以写出该反应的化学方程式。(4)石油裂解反应的产物中含有烯烃，所以可以用溴水或高锰酸钾溶液的颜色变化来探究裂解的进行，但实验中要注意其他条件必须相同。2021/8/11 星期三77温温示示提提馨馨请做：课时作业（请做：课时作业（42）课时作业课时作业堂堂清堂堂清 （点击进入）（点击进入）2021/8/11 星期三78