高考化学一轮复习 第2讲 化学与资源开发利用课件 新人教版选修2.ppt

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1、选选修修2 2化化学学与与技技术术第第二二讲讲化化学学与与资资源源开开发发利利用用一一气气贯贯通通的的课课堂堂学学案案一卷冲关的课后练案一卷冲关的课后练案考考 点点 一一考考 点二点二考考 点点 三三考纲展示考纲展示考点关注考点关注(1)了解海水的了解海水的综综合利用，了解科合利用，了解科学学发发展展对对自然自然资资源利用的作用源利用的作用(2)了解化学在水了解化学在水处处理中的理中的应应用用(3)了解煤、石油和天然气等了解煤、石油和天然气等综综合合利用的意利用的意义义(4)了解化学了解化学对废对废旧物旧物资资的再生和的再生和综综合利用的作用合利用的作用(1)水的水的净净化与化与处处理理(2)

2、氯氯碱工碱工业业，镁镁的提取的提取(3)化石能源的化石能源的综综合利用合利用(4)废废旧物旧物资资的再生和利用的再生和利用1水的净化水的净化(1)基本流程：基本流程：2硬水的软化硬水的软化(1)硬水和软水：硬水和软水：硬水：含硬水：含Ca2、Mg2较多的水。较多的水。软水：含少量或不含软水：含少量或不含Ca2、Mg2的水。的水。(2)硬水的类型：硬水的类型：暂时硬度暂时硬度由钙、镁的碳酸氢盐引起的硬度。由钙、镁的碳酸氢盐引起的硬度。永久硬度永久硬度由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度。由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度。药剂法药剂法(石灰纯碱法石灰纯碱法)：离子交换法：离子交换法：利用了离子交换

3、反应原理，软化水的质量高。常用离子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，其软化硬水和再生的过程如图交换树脂作离子交换剂，其软化硬水和再生的过程如图所示：所示：3污水处理污水处理(1)基本流程：基本流程：(2)污水处理的常用方法：污水处理的常用方法：污污水水处处理方法理方法原理原理方法方法物理法物理法利用物理原理和机利用物理原理和机械作用械作用对废对废水水进进行行处处理理沉淀、均衡沉淀、均衡调节调节、过滤过滤、离心分离、离心分离污水处污水处理方法理方法原理原理方法方法化学法化学法使用化学试剂或使用化学试剂或其他化学手段处其他化学手段处理废水理废水中和法：处理酸性废

4、水和中和法：处理酸性废水和碱性废水碱性废水沉淀法：处理含有重金属沉淀法：处理含有重金属离子的废水离子的废水氧化还原法：除去油类、氧化还原法：除去油类、氮化物、硫化物等物质氮化物、硫化物等物质生物法生物法利用微生物的作利用微生物的作用除去废水中溶用除去废水中溶胶物质及有机物胶物质及有机物活性污泥法、生物滤池法、活性污泥法、生物滤池法、厌气处理法厌气处理法例例1(2011山东高考山东高考)水处理技术在生产、生活中应水处理技术在生产、生活中应用广泛。用广泛。(1)含有较多含有较多_离子的水称为硬水。硬水加热后离子的水称为硬水。硬水加热后 产生碳酸盐沉淀的离子方程式为产生碳酸盐沉淀的离子方程式为 _(

5、写出一个即可写出一个即可)。(2)将将RH型阳离子交换树脂和型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串型阴离子交换树脂串 接来软化天然硬水，应先使硬水通过接来软化天然硬水，应先使硬水通过_(填填 “RH”或或“ROH”)型离子交换树脂，原因是型离子交换树脂，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离子截留，从而获得纯净水的方法称为_。电。电 渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是 _。(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的检验蒸馏水

6、的纯度时，最简单易行的方法是测定水的 _。(2)如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。具有永久硬度的水可以采用离这种硬度叫做永久硬度。具有永久硬度的水可以采用离子交换法进行软化。离子交换剂中阳离子与水中的子交换法进行软化。离子交换剂中阳离子与水中的Ca2、Mg2发生离子交换作用，使水得到净化。如果硬水先发生离子交换作用，使水得到净化。如果硬水先通过通过ROH型阴离子交换树脂时可能产生型阴离子交换树脂时可能产生Mg(OH)2等沉淀等沉淀而影响交换效果，所以先通过而影响交换效果，所以先通过RH型阳离子交换树脂。型阳离子

7、交换树脂。(3)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法。在外加电场的作用下，水溶液中阴、阳离子会分别向两在外加电场的作用下，水溶液中阴、阳离子会分别向两极移动，如果在中间加上一种交换膜，就可能达到分离极移动，如果在中间加上一种交换膜，就可能达到分离浓缩的目的。所以电渗析法净化水时，使离子通过半透浓缩的目的。所以电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是电势差或电场力。膜的推动力是电势差或电场力。(4)因为水的电离程度极小，所以纯水是几乎不导电的，因为水的电离程度极小，所以纯水是几乎不导电的，因此要检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测

8、定因此要检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率。水的电导率或电阻率。11.海水约占地球现有总水量的海水约占地球现有总水量的97%，海水淡化问题成为，海水淡化问题成为科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的科学家的主要研究方向。下列淡化海水的方法不可行的是是 ()A加化学试剂，使海水中的盐分沉淀加化学试剂，使海水中的盐分沉淀B利用太阳能，将海水蒸馏而去掉盐分利用太阳能，将海水蒸馏而去掉盐分C将海水通过离子交换树脂而除去盐分将海水通过离子交换树脂而除去盐分D利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分利用半透膜，采用反渗透法而除掉盐分答案：答案：A解析：解析：海水中海水中Na等

9、离子不能通过加化学试剂而沉淀，等离子不能通过加化学试剂而沉淀，A项错误；项错误；B项为蒸馏法淡化海水；项为蒸馏法淡化海水；C项为电渗析法淡化项为电渗析法淡化海水；海水；D项为反渗透法淡化海水。项为反渗透法淡化海水。12.下列有关硬水及其软化的说法中错误的是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离子交换法可以软化硬水B硬水中含有较多硬水中含有较多Ca2、Mg2C生产、生活使用的天然水必须经软化生产、生活使用的天然水必须经软化D加热可使暂时硬水中的加热可使暂时硬水中的Ca2生成生成CaCO3沉淀沉淀答案：答案：C解析：解析：A、B、D是一些常识，是一些常识，C中生活使用

10、的硬水不中生活使用的硬水不是是“必须必须”经软化使用。经软化使用。13.第第17个个“世界水日世界水日”的主题为的主题为“跨界水跨界水共享的水、共享的水、共享的机遇。共享的机遇。”下列有关活动不符合这一主题的是下列有关活动不符合这一主题的是()A加强工业用水系统的环保改造，提高水的重复利用率加强工业用水系统的环保改造，提高水的重复利用率B加强城市生活污水处理，坚持达标排放加强城市生活污水处理，坚持达标排放C加快产业结构调整，建立水资源节约型、环保型的加快产业结构调整，建立水资源节约型、环保型的国民经济体系国民经济体系D推广使用纯净水代替自来水做生活用水，以保障用推广使用纯净水代替自来水做生活用

11、水，以保障用水安全水安全答案：答案：D.1氯碱工业氯碱工业离子交换膜法电解食盐水。离子交换膜法电解食盐水。(1)设备：设备：离子交换膜电解槽，离子交换膜只允许阳离子通过。离子交换膜电解槽，离子交换膜只允许阳离子通过。(5)产品：产品：阳极室产品：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水。阳极室产品：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水。阴极室产品：氢气和阴极室产品：氢气和NaOH，补充纯水，补充纯水(加入一定加入一定量的量的NaOH)流出流出NaOH溶液。溶液。2从海水中提取溴单质从海水中提取溴单质(1)工艺流程：工艺流程：(2)反应原理：反应原理：Cl22NaBr=2NaClBr2。3Br23Na2CO3=

12、5NaBrNaBrO33CO2，5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O。Br2SO22H2O=2HBrH2SO4，2HBrCl2=Br22HCl。3从海水中提取镁单质从海水中提取镁单质(1)工艺流程：工艺流程：(3)生产中应用的平衡原理：生产中应用的平衡原理：沉淀溶解平衡原理：沉淀溶解平衡原理：向海水中加入沉淀剂向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于，由于c(OH)增大增大Mg(OH)2的溶解度小于的溶解度小于Ca(OH)2，则最大程度地将，则最大程度地将Mg2转化为转化为Mg(OH)2沉淀。沉淀。水解平衡原理：水解平衡原理：在在MgCl26H2O脱水变为脱水变为M

13、gCl2时，由于时，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，在水解平衡的存在，在HCl气气体环境中增大体环境中增大c(HCl)，抑制了，抑制了MgCl2的水解，避免了的水解，避免了Mg(OH)2的生成。的生成。例例2工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流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。程如图所示。(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，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离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是_。电。电解槽中的阳极材料为解槽中的阳极材料为_。(2)本工艺流程中先后制得本工艺流程中先后制

14、得Br2、CaSO4和和Mg(OH)2，能，能否按否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？顺序制备？_(填填“是是”或或“否否”)。原因是。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，原因是却不用四氯化碳，原因是_。解析解析(1)电解饱和食盐水用的是阳离子交换膜，而在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食盐水中的阳离子只有H和和Na，电解时，电解时，H在阴极在阴极上生成氢气，上生成氢气，Na在外

15、加电场作用下向阴极运动，所以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通过离子膜和隔膜的是Na。由于阳极上发生氧化反应，。由于阳极上发生氧化反应，是溶液中是溶液中Cl放电生成放电生成Cl2，所以必须用惰性电极，工业，所以必须用惰性电极，工业上一般用钛，也可以用石墨电极。上一般用钛，也可以用石墨电极。(2)在该流程开始时向苦卤中加入硫酸，因在该流程开始时向苦卤中加入硫酸，因CaSO4微溶于微溶于水，先形成水，先形成CaSO4沉淀而将沉淀而将Ca2除去。若先制取除去。若先制取Mg(OH)2，加入的石灰水会有部分与硫酸反应生成，加入的石灰水会有部分与硫酸反应生成CaSO4而而使制得的使制得

16、的Mg(OH)2不纯净。不纯净。(3)CCl4是一种有毒液体，且萃取所需设备复杂，所以此是一种有毒液体，且萃取所需设备复杂，所以此流程中不用流程中不用CCl4萃取的方法，而是利用溴的挥发性，向萃取的方法，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。取相比，该方法简单、实用、经济、无污染。答案答案(1)阳离子阳离子(或或Na)钛钛(或石墨或石墨)(2)否如果先沉淀否如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有，则沉淀中会夹杂有CaSO4固固体，产品不纯体，产品不纯(3)四氯化碳萃取

17、法工艺复杂、设备投资大；经济效益低；四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低；环境污染严重环境污染严重21.精制食盐水时下列物质中，不必用到的有精制食盐水时下列物质中，不必用到的有 ()NaOH溶液溶液盐酸盐酸K2CO3溶液溶液BaCl2溶溶液液硫酸硫酸Na2CO3溶液溶液Ba(NO3)2溶液溶液ABC D答案：答案：B22.下列关于离子交换膜电解槽的叙述，错误的是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精制的饱和食盐水进入阳极室B纯水纯水(加少量加少量NaOH)进入阴极室进入阴极室C阴极产物为阴极产物为NaOH和氢气和氢气D电解槽的阳极用金属铁网制成电解

18、槽的阳极用金属铁网制成答案：答案：D解析：解析：离子交换膜电解槽产品为阳极离子交换膜电解槽产品为阳极Cl2，阴极，阴极NaOH和和H2，阳极发生氧化反应，阳极发生氧化反应，2Cl2e=Cl2，若是铁，若是铁做阳极，则做阳极，则Fe原子失去电子，阳极不会得到原子失去电子，阳极不会得到Cl2，阴极，阴极发生还原反应，发生还原反应，2H2e=H2，需补充，需补充H2O，Na自阳极室进入阴极室后，与自阳极室进入阴极室后，与OH形成形成NaOH。23.以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的是是()A直接电解卤水在阴极得镁直接电解卤水在阴极得镁B向卤水里加钠可

19、置换出镁向卤水里加钠可置换出镁C卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧化镁，用氢气还原氧化镁得镁化镁，用氢气还原氧化镁得镁D卤水与石灰水混合，过滤、洗涤，取沉淀加盐酸溶卤水与石灰水混合，过滤、洗涤，取沉淀加盐酸溶液溶解得液溶解得MgCl2溶液，将溶液加热蒸发浓缩，再冷溶液，将溶液加热蒸发浓缩，再冷却结晶，晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水却结晶，晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水MgCl2，电解熔融，电解熔融MgCl2得到镁得到镁解析：解析：电解卤水，根据离子放电顺序阴极得到电解卤水，根据离子放电顺序阴极得到H2，A错；错；Na可与冷水剧烈反应，所

20、以可与冷水剧烈反应，所以Na不能从卤水中置换出不能从卤水中置换出Mg，B错；错；Mg为活泼金属，在金属活动顺序表中排在为活泼金属，在金属活动顺序表中排在H的前面，的前面，所以所以H2不能置换出不能置换出MgO中的中的Mg，C错；错；D为工业上制为工业上制Mg的过程，的过程，D正确。正确。答案：答案：D1煤的综合利用煤的综合利用原理原理产产品品干干馏馏将煤隔将煤隔绝绝空气加空气加强强热热使其分解使其分解焦炭、煤焦油、焦炉气等焦炭、煤焦油、焦炉气等气气化化把煤中的有机物把煤中的有机物转转化化为为可燃性气可燃性气体体低低热值热值气：气：CO、H2、相当量的、相当量的N2中中热值热值气：气：CO、H2

21、、少量、少量CH4高高热值热值气：气：CH4原理原理产产品品液化液化直接直接液化液化高温、高高温、高压压和有催化和有催化剂剂条件下，与适当溶条件下，与适当溶剂剂混混合，使煤与合，使煤与H2作用生成作用生成液体燃料液体燃料优质优质汽油、柴油、汽油、柴油、芳香芳香烃烃和副和副产产物燃物燃料气、液化石油气料气、液化石油气等等间间接接液化液化把煤气化成把煤气化成CO和和H2，经经催化合成催化合成烃类烃类燃料、燃料、醇醇类类燃料燃料(如如CH3OH)等等合成汽油、甲醇等合成汽油、甲醇等2石油的炼制石油的炼制炼炼制方法制方法原理原理变变化化主要原料主要原料主要主要产产品品分分馏馏常常压压利用利用烃烃的的不

22、同沸点，不同沸点，将其分离将其分离成沸点不成沸点不同的同的产产物物物理物理变变化化原油原油石油气、汽油、石油气、汽油、煤油、柴油、煤油、柴油、重油等重油等减减压压重油重油柴油、柴油、润润滑油、滑油、燃料油、石蜡、燃料油、石蜡、沥沥青等青等炼炼制方法制方法原理原理变变化化主要原料主要原料主要主要产产品品裂化裂化在一定条件在一定条件下，使下，使长链长链烃烃断裂断裂为为短短链烃链烃化学化学变变化化重油、重油、石蜡等石蜡等汽油、煤油、汽油、煤油、柴油等柴油等轻质轻质油油裂解裂解深度裂化深度裂化(更高温度更高温度下的裂化下的裂化)化学化学变变化化石油分石油分馏馏产产物物(包括包括石油气石油气)主要是乙主

23、要是乙烯烯、丙丙烯烯、丁、丁烯烯、甲甲烷烷等等3煤化工和天然气化工的发展煤化工和天然气化工的发展一碳化学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一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物(如如一氧化碳、甲烷、甲醇等一氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料来合成一系列化工为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。原料和燃料的化学。例例3国家已规划建设从新疆至上海的天然气管道干国家已规划建设从新疆至上海的天然气管道干线，实施线，实施“西气东输西气东输”。(1)天然气的主要成分是天然气的主要成分是 _，它是由动、植物，它是由动、植物残体在隔绝空气的情况下，经残体在隔绝空气的情况下，经_形成的。形成的。

24、(2)天然气既是高效能源，也可作基本化工原料，生产天然气既是高效能源，也可作基本化工原料，生产乙炔、氢气、氯甲烷、甲醇、甲醛等化工产品，请写出乙炔、氢气、氯甲烷、甲醇、甲醛等化工产品，请写出天然气的主要成分经隔绝空气、高温反应生成乙炔和炭天然气的主要成分经隔绝空气、高温反应生成乙炔和炭黑的化学方程式：黑的化学方程式：_。(3)到到2005年，我国许多地区都将用年，我国许多地区都将用“西气东输西气东输”的天然的天然气，家用燃具的喷嘴都需要改造。试通过计算说明，同气，家用燃具的喷嘴都需要改造。试通过计算说明，同样燃烧样燃烧1 m3的水煤气的水煤气(主要成分是主要成分是CO和和H2)和天然气，和天然

25、气，所需的氧气哪个多？所需的氧气哪个多？解析解析天然气的主要成分是甲烷，它是由动、植物残天然气的主要成分是甲烷，它是由动、植物残体在隔绝空气的情况下，经高温发酵后分解形成的。甲体在隔绝空气的情况下，经高温发酵后分解形成的。甲烷隔绝空气后，反应物是唯一的，产物也告诉了我们，烷隔绝空气后，反应物是唯一的，产物也告诉了我们，将方程配平后即得。将方程配平后即得。CO和和H2每每1 mol消耗的氧气是消耗的氧气是0.5 mol，而，而1 mol甲烷则需要甲烷则需要2 mol氧气，所以进气口需要氧气，所以进气口需要扩大。扩大。31.石油裂化的主要目的是为了石油裂化的主要目的是为了()A提高轻质液体燃料的产

26、量提高轻质液体燃料的产量 B便于分馏便于分馏C获得短链不饱和气态烃获得短链不饱和气态烃 D提高汽油的质量提高汽油的质量答案：答案：A解析：解析：石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料的产量。的产量。32.工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯的方法是工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯的方法是()A石油分馏石油分馏 B高温干馏高温干馏C石油裂化石油裂化 D石油裂解石油裂解解析：解析：此题是对石油化工工业中裂解的考查。石油裂解此题是对石油化工工业中裂解的考查。石油裂解是以获取化工原料是以获取化工原料(主要是烯烃主要是烯烃)为目的的工业生产，与为目的的工业生产，

27、与石油裂化有区别石油裂化有区别(主要目的是获得轻质燃料油主要目的是获得轻质燃料油)，而石油，而石油分馏是对石油的初级加工，将石油分离成沸点不同的产分馏是对石油的初级加工，将石油分离成沸点不同的产物。高温干馏则是煤综合利用的主要方式。物。高温干馏则是煤综合利用的主要方式。答案：答案：D33.工业上获得苯主要通过工业上获得苯主要通过()A煤的干馏煤的干馏 B石油常压分馏石油常压分馏C石油减压分馏石油减压分馏 D石油催化裂化石油催化裂化解析：解析：煤的干馏产品煤焦油是芳香烃和杂环化合物的混合煤的干馏产品煤焦油是芳香烃和杂环化合物的混合物，从中可提取出苯。物，从中可提取出苯。答案：答案：A点点 击击 下下 图图 进进 入入同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全