【苏教版浙江专用】高考化学一轮复习精品课件：专题14-化学与技术.ppt

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1、目录,第43讲 化学与工农业生产 第44讲 海水的综合利用 第45讲 石油、煤和天然气的综合利用 第46讲 化学与材料、技术的发展,专题14化学与技术,专题14化学与技术,专题14 知识框图,一、无机化工,专题14 知识框图,专题14 知识框图,专题14 知识框图,二、资源的综合利用 1获取洁净水的方法,专题14 知识框图,2.海水的综合利用,专题14 知识框图,专题14 知识框图,三、化学与材料,专题14 使用建议,内容特点 本专题把化学科学知识、化学在生产生活实践中应用的操作技术、化学科学与技术的社会价值有机地融合起来。内容兼具基础性、趣味性与时代性。涉及的技术问题包括：利用化学原理进行自

2、然资源开发利用、化工原料与精细化学品制造的技术；材料制造与加工的原理与技术；污染治理与环境保护的化学原理和技术。学习中应抓住知识主线，拓展出本专题的重点和常见考查点。,专题14 使用建议,以环境保护技术为例，需要了解人们怎样利用化学原理开发治理“三废”，实现废弃物的资源化；了解人们怎样运用化学原理开发符合绿色化学的生产工艺，从源头消除污染；正确认识化学与环境保护的关系，理解化学在环境保护事业方面的价值，增强自己的环保意识。 以硫酸工业为例，需要了解如何依据化学反应原理确定生产流程、选择生产原料、控制反应条件，怎样全面地考虑生产中的能源消耗和反应热的利用，以及环境保护。,专题14 使用建议,本专

3、题涉及的知识与工农业生产、日常生活关系密切，充分体现了新课标“关注生产，关注生活”的理念，是高考的热点。高考对本专题考查往往涉及环保、能源以及经济效益等实际问题，还常常以科技或重大科学发现为背景进行考查。,专题14 使用建议,编写思路 1本专题的编写基本保持了原教材的知识顺序。对每一部分知识首先进行了整合，对重点知识进行了梳理，难点知识进行了讲解，并配以针对性强的典型例题及变式题进行训练。 2对化学与工农业生产主要从接触法制硫酸、工业合成氨以及工业制碱的原理、流程上进行梳理和讲解，特别强调了环保、能源、经济效益的关系。 3海水的综合利用部分则主要从海水的淡化、氯碱工业、海水中提取溴、镁进行讲解

4、和训练，同时拓展出硬水的软化以及污水的处理等知识点。,专题14 使用建议,4化石燃料的综合利用部分主要从“综合”二字上进行解读，即如何更充分地利用这些能源，其中突出环境保护意识。 5化学与材料部分则分别从无机非金属材料、金属材料、以及有机高分子材料、复合材料等方面，结合有关必修知识进行了梳理和讲解。 6化学与技术的发展部分则重点介绍了精细化工的概念、分类，并具体讲解了与生活密切相关的化肥、农药、洗涤剂等相关知识。,专题14 使用建议,教学建议 在化学与技术模块的教学中应注意以下问题： 1化学与技术模块以资源利用、材料制造、工农业生产中的化学问题为线索，介绍化学知识及其应用。教学中一方面要重视化

5、学基础知识、基本技能的教学，不能单纯介绍生产过程和技术；另一方面也要突出化学知识在生产技术发展和更新中的应用和作用，增强学生的技术意识，如介绍合成氨，要帮助学生理解化学反应速率与化学平衡原理在合成氨条件选择中的应用，也要让学生了解在实际生产中保证生产条件的技术关键。,专题14 使用建议,2在教学过程中要让学生感受到实际化工生产技术问题的复杂性，体会到从化学原理到实际生产过程所需要的各种技术，需要人们应用原理知识通过实验、生产实践的摸索和研究，对技术进行不断的改进、创新和发展，最终达到较好的经济效益。注意运用模型、多媒体影像资料、图片和动画，把较为复杂、抽象的生产过程、生产工艺形象化、通俗化，减

6、少学生学习的困难。利用化学实验，帮助学生体会重要的生产工艺原理，如硬水软化、电解、电镀、催化氧化、化学腐蚀、有机合成反应等化学原理的学习。,专题14 使用建议,3教学中要十分注意培养学生的绿色化学观念和环境保护意识。如在学习硫酸工业生产知识时要介绍硫酸工业的三废处理；在学习合成氨生产时要介绍联碱工艺；介绍合成洗涤剂时，可说明为什么要使用无磷洗涤剂的原因；学习纤维素利用的有关知识时，应联系造纸厂污水对环境的影响及污水排放前的处理的重要性。,专题14 使用建议,4化工生产的技术处于不断的改革、创新中，新技术、新观念层出不穷，教师要注意收集新的信息、资料，补充、更新教学内容，也要注意引导学生从生产实

7、际中学习、了解化学学科在各个领域的应用和发展前景。例如，氯碱工业的食盐水电解工艺，从20世纪80年代以来，隔膜电解工艺已逐渐被离子膜电解工艺替代。在介绍食盐水电解时，应当介绍先进的离子膜电解工艺。,专题14 使用建议,课时安排 本单元建议8课时完成，6课时用于在课堂上完成4346讲，2课时进行测试及讲评。,第43讲 化学与工农业生产,第43讲 化学与工农业生产,第43讲 考纲导学,探究点一硫酸工业与化工生产过程中的基本问题,【知识梳理】,第43讲 要点探究,硫酸生产中的几个“三”,第43讲 要点探究,造气,催化氧化,造气,SO3的吸收,沸腾炉,接触室,吸收塔,干燥,除尘,炼铁,洗涤,加石灰乳,

8、石灰水,第43讲 要点探究,【要点深化】 1硫酸的工业生产 硫酸生产的工艺流程：现代硫酸工业多采用接触法，“接触法”名称的来源就是使二氧化硫转化为三氧化硫的反应在催化剂的表面进行。,第43讲 要点探究,2化工生产过程中的基本问题 提高工业生产的综合经济效益，常从如下几个方面来考虑：原料、能源、规模、厂址、环保。以硫酸工业为例：,第43讲 要点探究,(2)硫酸工业生产中为了提高经济效益，多处利用化工生产的科学原理提高产率，根据接触法制硫酸的工业设计原则，我们可以简单地用四个字来概括：多、快、省、绿。 多：就是尽可能多地提高原料的利用率 实际工业生产中是通过以下三点做到的： a在造气中使原料硫或硫

9、铁矿充分燃烧沸腾炉 b二氧化硫的转化要完全接触室 c三氧化硫的吸收要充分吸收塔 工业上并不用水来吸收三氧化硫，而是用98%的浓硫酸来吸收的。为了提高吸收率，工业上还采用了“逆流原理”，三氧化硫从吸收塔的下部通入，98%的浓硫酸从塔的上部喷下，使98%的浓硫酸与三氧化硫有充分的接触时间，从而吸收完全。,第43讲 要点探究,快：就是尽可能加快制硫酸的反应速率(主要是二氧化硫的催化氧化) 二氧化硫转化为三氧化硫的反应速率决定了工业制硫酸的速率。为了有效地提高反应速率，工业上采用400500 的高温和催化剂，在该温度下，催化剂的催化活性最好，原料的转化率也较高。为了防止催化剂中毒，原料气在进入催化反应

10、室(接触室)之前必须经过除尘、洗涤、干燥等操作。,第43讲 要点探究,省：降低生产成本(从经济利益考虑) 降低生产成本除了充分提高原料的利用率外，还可以对反应余热进行利用，为此，设置了热交换器。热交换器的设置解决了三氧化硫的冷却和二氧化硫的预热问题，又能充分利用能量，降低产品的成本。如图431为接触室中的热交换器：,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,绿：就是符合环保精神 尽量减少或无工业三废(废水、废气、废渣)的排放，或者实现充分利用资源，变废为宝。 从吸收塔导出的尾气中，含有少量的没有反应的二氧化硫，如果直接排放到大气中，就会造成环境的污染，所以在排入大气之前，必须经过回收、净化处理，

11、如可用石灰水吸收二氧化硫：,第43讲 要点探究,SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O；也可用氨水吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵，再用硫酸处理可回收二氧化硫和硫酸铵，硫酸铵可用作化肥。这样既防止了污染，又充分利用了原料。以黄铁矿为原料制硫酸的过程中，排出的矿渣和矿灰中含有大量铁元素，可作炼铁的原料或用来制水泥、砖瓦等，实现了原料的综合利用。,第43讲 要点探究,【典例精析】 例12009北京卷以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如图432所示。,第43讲 要点探究,(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整： (2)接触室中发生反应的化学方程式是_。 (3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填字母序

12、号)_。 a为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎 b过量空气能提高SO2的转化率 c使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率 d沸腾炉排出的矿渣可供炼铁,第43讲 要点探究,(4)每160 g SO3气体与H2O化合放出260.6 kJ的热量，该反应的热化学方程式是_。 (5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。 SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是_。,第43讲 要点探究,为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00 mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热

13、至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)，该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。 部分测定结果： 铵盐质量为10.00 g和20.00 g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00 g时，浓硫酸增加的质量为0.68 g；铵盐质量为40.00 g时，浓硫酸的质量不变。,第43讲 要点探究,计算：该铵盐中氮元素的质量分数是_%；若铵盐质量为15.00 g，浓硫酸增加的质量为_。(计算结果保留两位小数),第43讲 要点探究,解析 (2)接触室中发生的是SO2的接触氧化，即在催化剂、加热的条件下，SO2被O2氧化生成SO3。 (3)选项a，将黄铁矿粉碎，增加反应物之间的接触面积，加快反

14、应速率；选项b，增加空气(O2)浓度能提高SO2的转化率；选项c，催化剂对转化率无影响；选项d，矿渣中含有Fe2O3，可用于冶炼铁。 (4)160 g SO3与H2O反应生成H2SO4放出260.6 kJ热量，则1 mol SO3与H2O反应生成H2SO4放出130.3 kJ热量，相关热化学方程式为： SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130.3 kJmol1。,第43讲 要点探究,(5)由题中数据可以判断出铵盐为(NH4)2SO4和NH4HSO4的混合物，10 g时说明铵盐不足，设氢氧化钠的物质的量浓度为c,10 g铵盐中有(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量分别为x、y，

15、则有132 gmol1x115 gmol1y10 g 由N元素守恒知：n(NH3)2xy 20 g时铵盐已经过量，氢氧化钠先和酸式酸根反应，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量分别为2x、2y，,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,点评 以工业生产硫酸的工艺流程为背景，设计的问题梯度较大，由浅入深，层层递进，体现了“源于教材”又“高于教材”的指导思想。而对定性定量相结合的思维过程、化学计算中的数据处理和分析推理能力的考查，均是学生的薄弱环节，需要引起足够的注意。下面的变式题则为硫酸工业制法的模拟实验。,第43讲 要点探究

16、,变式题 为了模拟工业生产硫酸的流程，某校化学探究性学习小组设计了如图433所示装置(甲左侧的装置略)：,第43讲 要点探究,(1)在工业生产中，与装置甲作用相同的设备名称是_，与装置乙作用相同的设备名称是_。 (2)反应中通入的V(SO2)V(O2)12，其目的是_。 (3)实验时先关闭K1，打开K2，过一会儿再打开K1，关闭K2，在装置乙和丙中产生白雾的是_装置。 (4)已知液体X既不易溶解硫的氧化物，也不易溶解氧气，则装置丁的作用是_。 (5)本套装置中有一处明显的缺陷，请指出_。,第43讲 要点探究,变式题(1)接触室吸收塔 (2)通入适当过量的O2，可以提高SO2的转化率 (3)丙

17、(4)使装置内的压强维持在一定范围，防止乙、丙装置内的液体倒吸 (5)缺少尾气处理装置，应该分别在丙、乙后连接盛有烧碱溶液的吸收装置,第43讲 要点探究,解析 本题将工业制硫酸的工艺流程实验化进行考查。工业制硫酸中，SO2和O2在接触室与催化剂充分接触，生成SO3，该反应为可逆反应，反应不能进行彻底，为了提高SO2的转化率，通常通入稍过量的氧气(或空气)。SO3与H2O反应生成H2SO4，但用水来吸收SO3时因反应速度过快形成大量酸雾而影响吸收效果，通常用98%的浓硫酸来吸收。凡涉及有毒气体的实验，必须要进行尾气处理。,第43讲 要点探究,【知识梳理】 1生产原理：N2(g)3H2(g)高温、

18、高压催化剂2NH3(g)，该反应特点：可逆、放热、体积减小。 2理论条件分析,探究点二合成氨,升高,增大,降低,增大,增大,使用,增大,第43讲 要点探究,3.合成氨适宜条件的选择 在实际生产中，需要考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量与设备等多方面情况，以确定最佳的生产条件。 (1)温度：_；压强：_； 催化剂：以_为主的催化剂。 (2)合成氨的转化率较低，要采用_。氨液化分离后，没有完全反应的N2和H2经过循环压缩机再送入合成塔被充分利用。,400500 ,1030MPa,Fe,循环操作,第43讲 要点探究,【要点深化】 合成氨工业简述,第43讲 要点探究,【典例精析】 例2 利用天然气

19、合成氨的工艺流程示意图如下：,图434,第43讲 要点探究,依据上述流程，完成下列问题： (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，则产生H2_ mol(用含n的代数式表示)。 (3)K2CO3(aq)和CO2的反应在加压条件下进行，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)。 (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三处循环(循环方向、循环物质)。,第43讲 要点探究,例2

20、(1)3H2S2Fe(OH)3=Fe2S36H2O (2)2.7n (3)b(4)生产纯碱,第43讲 要点探究,解析 (1)根据图中信息可知：天然气脱硫为氢氧化铁与天然气中的硫化氢发生复分解反应。(2)根据天然气转化的方程式：CH4H2O=CO3H2，n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9 n mol，则生成H2 2.7n mol。,第43讲 要点探究,变式题 制取硝酸铵的流程图如下：,第43讲 要点探究,请回答下列问题： (1)合成氨的各原料通常来自何处：_。 (2)已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1。请解释： 什么是可逆反应？_。 为有效提高氨的生产效率，

21、实际生产中宜采取哪些措施？_。 (3)写出氨催化氧化的化学方程式：_。 铂铑合金网的作用是_。,第43讲 要点探究,(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，如何消除它们对大气的污染？并写出反应方程式：_。 (5)举出硝酸铵的两种主要用途，并解释为什么该物质对现代社会非常重要？_。 (6)在一定温度和压强的密闭容器中，将平均相对分子质量为8.5的H2和N2混合，当该反应达到平衡时，测出混合气的平均相对分子质量为10，此时N2的转化率为_，平衡混合气体中NH3的体积分数为_。 (7)你认为硝酸厂的选址应具备什么条件？,第43讲 要点探究,变式题(1)N2取自于空气，H2可来自于水煤气 (2)

22、可逆反应是指在同一条件下既能正向进行又能逆向进行的反应可采取增压、控制适当温度和使用催化剂(铁触媒)等措施 (4)用碱液吸收氮的氧化物：NONO22NaOH=2NaNO2H2O,第43讲 要点探究,(5)NH4NO3可作化肥和炸药。作化肥可促进植物生长，增加农作物产量；作炸药可用于军事、建设上制造炸药，故该物质对现代社会的发展作用重大 (6)30%17.6% (7)原料和产品运输方便，生产动力来源充足，废物易于处理，靠近消费中心等,第43讲 要点探究,【知识梳理】,探究点三纯碱,食盐,氨气,食盐,氨气,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,【要点深化】 1氨碱法制取纯碱 (1)生产流程,第4

23、3讲 要点探究,(2)优点 原料便宜易得； 产品纯度高； 氨气与CO2可以循环使用； 制作步骤简单。 (3)缺点 食盐的利用率低； 产生了当时认为无用的氯化钙。,第43讲 要点探究,2联合制碱法的工艺流程 (1)生产流程,第43讲 要点探究,(2)优点 采用这种方法，CO2和饱和食盐水可循环使用； 同氨碱法比较，它的优点是能充分利用氯化钙，避免产生大量的氯化钙的废液和废渣，并可节省一些设备。 减少环境污染,第43讲 要点探究,【典例精析】 例3纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题： (1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工

24、艺中产生CaCl2的化学方程式：_。 (2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： _；_。,第43讲 要点探究,(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？_。 (4)绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率(%)_。,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,第43讲 要点探究,点评 从原子利用率的表达式可以看出“联合制碱法”使原料得到充分利用，优于氨碱法。联合制碱法的创始人侯德榜早在上世纪就具有“绿色化学”的思想观念，这更值得我们学习。该题既考查了教材中的核心知识，又融合了化学工

25、业最新的发展理念。下面的变式题主要是对两种制碱法进行的比较。,第43讲 要点探究,变式题 2007年10月是索尔维制碱法命名140周年纪念，1867年在巴黎世界博览会上，将氨碱法正式命名为索尔维制碱法。该法广泛为世界各国采用，后被中国的侯氏制碱法所取代。索尔维法的生产流程是：,第43讲 要点探究,索尔维法能实现连续生产，但食盐利用率只有70%，且副产品CaCl2没有用途，污染环境。 1940年，我国化学家侯德榜先生经过多次实验，冲破了“索尔维法”的技术封锁，并加以改进，食盐利用率达96%，得到了纯碱和氯化铵两种产品，被称为“侯氏制碱法”。其基本原理是： 在3050 的饱和食盐水中，先通入氨气，

26、再通入CO2，得碳酸氢钠沉淀。 过滤，将滤渣加热而得产品。 在滤液中加入细食盐末，在1015 下使NH4Cl沉淀，过滤，滤液为饱和食盐水。,第43讲 要点探究,请完成下列问题： (1)在氨的饱和NaCl溶液中通入CO2的两步反应方程式：_，_。 (2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因是_。 (3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式：_。 (4)在“侯氏制碱法”中，_物质可以循环利用，在“索尔维法”中_物质可以循环利用。 (5)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比，其优点是什么？,变式题(1)NH3H2OCO2=NH4HCO3 NH4HCO3NaCl=NH4ClNaHCO3

27、(2)H2CO3酸性比盐酸弱，CO2与NaCl不反应 (3)2NH4ClCaO=CaCl2H2O2NH3 (4)CO2和饱和食盐水NH3和CO2 (5)使NH4Cl析出，可作氮肥，不生成CaCl2，原料NaCl充分利用,第43讲 要点探究,解析 CO2在水中的反应是可逆反应，因为碳酸是弱酸，所以碳酸氢根离子在水中浓度很小，在NaCl溶液中不会生成NaHCO3与盐酸(是强酸),第44讲 海水的综合利用,第44讲海水的综合利用,第44讲 考纲导学,探究点一获得纯净的淡水,第44讲 要点探究,【知识梳理】 1天然水的净化 天然水中常含有一些悬浮物和胶体，常用加入混凝剂的方法，使细小的悬浮物和胶体凝聚

28、成较大的颗粒而沉淀，再过滤除去。最常用的一种混凝剂是明矾，其净水原理可表示如下： 明矾在水中发生电离：_；,第44讲 要点探究,Al3与水发生水解反应生成Al(OH)3：_，由于水中的胶体杂质一般都带负电，而Al(OH)3胶体粒子都带正电，从而使胶体杂质_，同时，Al(OH)3还能吸附一些悬浮物。 在工业生产中还常用硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁等作混凝剂。 2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，反应的离子方程式分别为_，_，_。,聚沉,第44讲 要点探究,3海水淡化,第44讲 要点探

29、究,第44讲 要点探究,第44讲 要点探究,【要点深化】 硬水及其软化 1硬水 硬水：含有较多Ca2、Mg2的水。 暂时硬度：水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的。 永久硬度：水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的。 2软化方法 具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化，具有永久硬度的水可以用药剂法或离子交换法进行软化。,第44讲 要点探究,(1)加热法 Ca(HCO3)2 CaCO3CO2H2O Mg(HCO3)2 MgCO3CO2H2O MgCO3H2O Mg(OH)2CO2 (2)药剂法 通过向硬水中加入适当的化学药剂，与Ca2、Mg2发生化学反应，使Ca2、Mg

30、2以沉淀的形式分离出来，达到软化水的目的。常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。,(3)离子交换法 离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。现在常用作离子交换剂的离子交换树脂，常用NaR、HR等表示。 2NaRCa2=CaR22Na 2NaRMg2=MgR22Na 离子交换树脂使用一段时间后，由NaR型变成了CaR2型(或MgR2型)，而失去了交换能力。可把CaR2型(或MgR2)型树脂置于5%8%的食盐水中，重新生成NaR，这个过程叫做再生。 CaR22Na=2NaRCa2,第44讲 要点探究,【典例精析】 例1 随着海水资源的日益匮乏，将海水转化为淡水的技术便成为社会可持续发展的重大课题之一。如图

31、441所示为一种用蒸馏法淡化海水的流程，仔细读图回答下面的问题。,第44讲 要点探究,(1)从处进入的海水的作用为_。 (2)减压的目的是_。 (3)请指出从中出来的浓海水的用途(说出一种合理建议即可)_。 (4)从处通入热的蒸气，其目的是_， 为了降低成本，也为了合理利用资源，此处热源可以来自_(只填一种即可)。 (5)海水的淡化除上述的蒸馏方法外，还有_、_等。,第44讲 要点探究,例1(1)作为冷却水以及生产淡水的原料 (2)降低水的沸点 (3)引入盐田制食盐或用于提取金属镁等其他合理答案也可 (4)加热海水，使之蒸发利用热电厂的余热或其他工业余热 (5)电渗析法离子交换法,第44讲 要

32、点探究,解析 蒸馏法淡化海水的原理是使海水受热得到水蒸气，然后冷却水蒸气得到淡水。在本题的设计中，综合考虑了设备、经济效益、合理利用资源等，采取了减压(以降低水的沸点)、使用海水作为冷却水、得到的浓海水的合理利用等。从图中淡水的来源上看，可知从通入的是冷海水，做冷却水，冷却水蒸气，而海水要蒸发，除了处对海水加热外，还采取了减压操作，以降低水的沸点。,第44讲 要点探究,点评 海水淡化的方法有多种，但是最经济、最有发展前景的是蒸馏法，特别是利用太阳能等洁净能源、可再生能源进行蒸馏的方法，符合现代可持续发展的科学思想。下面的变式题主要考查膜技术淡化海水。,第44讲 要点探究,变式题 浩瀚的海洋是一

33、个巨大的物质宝库。目前世界各国都在研究如何充分利用海洋资源。 (1)如图442甲所示，在电场中利用膜技术(阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过)淡化海水，该方法称为电渗析法。,第44讲 要点探究,图中膜a应选用_膜。 电渗析法还可用来处理电镀废液，写出用该方法处理含硝酸银废液时所发生反应的化学方程式_ (2)海水中的氘(含HDO 0.03)发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，工业上可采用“硫化氢水双温交换法”富集HDO。其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四种物质，在25 和100 两种不同的温度下发生的两个不同反应得到较高浓度的HDO。图乙为“硫化氢水双

34、温交换法”所发生的两个反应中涉及的四种物质在反应体系中的物质的量随温度的变化曲线。写出100 时所发生反应的化学方程式_； 工业上富集HDO的生产过程中，可以循环利用的一种物质是_。,第44讲 要点探究,第44讲 要点探究,变式题(1)阳离子交换 4AgNO32H2O 4AgO24HNO3 (2)H2SHDO=HDSH2OH2S,解析 本题为化学知识与化学技术应用相结合的试题。(1)由图中看出，在阳极氯离子放电，生成氯气，为保持溶液的电中性，阳极区的氢离子移向浓缩区，而淡化区的氯离子移向左边的浓缩区；在阴极氢离子放电，为保持溶液的电中性，阴极区的氢氧根离子移向浓缩区，为了保持溶液的电中性，淡化

35、区的阳离子钠离子移向右边的浓缩区，这样淡化区的钠离子和氯离子分别移向了左边浓缩区和右边浓缩区，得到淡化水。由以上分析可知膜a只能为阳离子交换膜。 (2)在100 时HDS和H2O的物质的量升高，可知二者为生成物，即可写出其方程式。,第44讲 要点探究,【知识梳理】 食盐水的精制 粗盐中常含有泥沙、Ca2、Mg2、Fe3、SO等杂 质，在碱性溶液中会形成沉淀，破坏_，所以必须要对粗盐水进行净化。,第44讲 要点探究,探究点二氯碱工业,离子交换膜,步骤及原理为(所加试剂应过量，过量试剂应除去，实验步骤应最简单)： 过滤以除去_； 加入稍过量的_溶液以除去SO； 加入稍过量的_溶液以除去Mg2、Fe

36、3； 加入稍过量的_溶液以除去Ca2、Ba2； 过滤以除去上述产生的沉淀；加入盐酸，除去_、_，调溶液的pH7；这样处理后的食盐水中仍含有少量Ca2、Mg2等金属离子，必须用_除去。,第44讲 要点探究,Na2CO3,BaCl2,NaOH,离子交换树脂,泥沙,第44讲 要点探究,【要点深化】 1氯碱工业生产的原理电解 阳极：2Cl2e=Cl2(氧化反应) 阴极：2H2e=H2(还原反应) 总化学方程式：2NaCl2H2OH2Cl22NaOH 2设备：阳离子交换膜电解池(槽) (1)阳离子交换膜 阳离子交换膜具有很好的选择性，它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，即只允许Na、H通过，而C

37、l、OH和气体则不能通过。,作用：既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用而影响烧碱的质量。 (2)图示,第44讲 要点探究,3氯碱工业产品(见图444),第44讲 要点探究,第44讲 要点探究,请回答下列问题： (1)写出阴极室和阳极室发生的电极反应式 阴极：_； 阳极：_。 (2)通电后Na会自动通过阳离子交换膜从阴极室进入阳极室而阻止阴离子和气体通过。阳离子交换膜的重要作用是_， _。 Na会自动通过阳离子交换膜，原因是_。 (3)由氢氧化钠溶液制得固体采取的方法是_。 (4)从阳极室流出的淡食盐水可以_。,第44讲 要点探究,第44讲

38、要点探究,例2(1)2H2e=H2 2Cl2e=Cl2 (2)避免产生的氯气、氢气相遇而发生反应甚至爆炸 避免氯气与NaOH溶液反应影响烧碱的质量 在阳极室由于Cl放电减少而使Na相对增多，而溶液呈电中性，故Na通过阳离子交换膜进入阴极室 (3)蒸发结晶 (4)重新配制饱和食盐水，提高原料的利用率,第44讲 要点探究,解析 在阳极发生2Cl2e=Cl2，阴极发生2H2e=H2，在阳极室由于Cl减少而使Na相对增多，而溶液呈电中性，故Na通过阳离子交换膜进入阴极室；而阴极室由于H的放电减少而使OH相对增多，但OH不能通过阳离子交换膜进入阳极室，这样在阴极室与Na就形成了NaOH溶液；由于阳离子交

39、换膜的存在，使产生的氯气、氢气分别在阳极室、阴极室产生，避免了相遇而发生反应，得到的NaOH溶液也很纯净。,第44讲 要点探究,点评 在电解池或原电池中，离子的移动方向可以利用溶液呈电中性来解决。在电解池中，阳极发生失电子反应，产生阳离子或消耗阴离子，这就使带正电荷的阳离子相对增多，因此阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；在原电池中，负极产生阳离子或消耗阴离子，这就使带正电荷的阳离子相对增多，因此阳离子移向正极，阴离子移向负极。下面的变式题则主要从氯碱工业的原理上进行考查。,第44讲 要点探究,变式题 下列关于离子交换膜电解槽的叙述，错误的是() A精制的饱和食盐水进入阳极室 B纯水(加少量NaO

40、H)进入阴极室 C阴极产物为NaOH和氢气 D电解槽的阳极用金属铁网制成,第44讲 要点探究,变式题D离子交换膜电解槽产品为阳极Cl2，阴极NaOH和H2，阳极发生氧化反应，2Cl2e=Cl2，若是铁做阳极，则Fe原子失去电子，阳极不会得到Cl2，阴极发生还原反应，2H2e=H2，需补充H2O，Na自阳极室进入阴极室后，与OH形成NaOH。故选D。,第44讲 要点探究,【知识梳理】 1从海水提取镁 (1)从海水中提取金属镁的工艺流程,探究点三海水提取镁和溴,第44讲 要点探究,(2)涉及的化学反应： 制备石灰乳_， _。 沉淀Mg2_。 制备MgCl2_， _。 电解MgCl2_。,第44讲

41、要点探究,第44讲 要点探究,【要点深化】 海水中提取镁生产中应用的平衡原理 1沉淀溶解平衡原理 (1)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。 (2)向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移。 2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。,第44讲 要点探究,【典例精析】 例3 海水中镁的总储量约为2.11015t，目前

42、世界上60%的镁来自海水。工业规模海水提镁的流程如图26所示，其步骤为：将海水中大量存在的贝壳煅烧成石灰；将石灰制成石灰乳；将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀；在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl26H2O；将MgCl26H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；电解熔融的MgCl2可得到镁。,第44讲 要点探究,图44-6,第44讲 要点探究,试回答下列问题： (1)请写出海水提镁的过程中反应的化学方程式： _； _。 (2)工业上采用电解MgCl2的方法制得金属镁，电解槽中阴极的电极反应式为_。 (3)步骤中的蒸发是利用风吹日晒来完

43、成的，而在实验室中进行蒸发操作需要的主要仪器有_、_、_、_铁架台等。,第44讲 要点探究,(4)步骤中的“一定条件”指的是_，目的是_。 (5)上述制镁的流程中，可以在降低成本、减少污染方面做出一些工作。请写出其中一点_。 (6)有同学认为上述过程中，可加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗？为什么？,第44讲 要点探究,例3(1)CaCO3 CaOCO2 MgCl2(熔融) MgCl2 (2)Mg22e=Mg (3)蒸发皿玻璃棒酒精灯坩埚钳 (4)在氯化氢气流中抑制氯化镁水解生成氢氧化镁 (5)电解产生的氯气用

44、于制取氯化氢气体，以实现氯元素的循环 (6)不同意。因为MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本,第44讲 要点探究,解析 本题以海水提取金属镁为载体，主要考查了镁提取中的化学原理，涉及电解原理、水解原理以及实验基本操作等知识。由于氯化镁在溶液中水解，不能用加热蒸干的方法获得无水氯化镁。在加热蒸发氯化镁溶液的过程中，会促进其水解MgCl22H2OMg(OH)22HCl，且生成的盐酸加热时挥发导致平衡右移，水解彻底，最终得不到氯化镁而得到氢氧化镁固体。故该工业流程中采用蒸发浓缩氯化镁溶液，结晶得到MgCl26H2O，然后在氯化氢气流中(抑制水解)加热失去结晶水而得到无水氯化镁。氧化镁的熔点很高，为常见的耐火材料，熔化时需消耗大量的热能，而且对工业设备要求也高，故工业生产中采用电解熔融的氯化镁来获得金属镁。本题第(6)小问容易忽视MgO为常见的耐火材料，其熔点很高而出错。,第44讲 要点探究,点评 工业生产中采用电解熔融的MgC