高中化学选修2 化学 全册教案.pdf
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1、化学选修化学选修2 2化学与技术全册精编教案化学与技术全册精编教案专题一专题一多样化的水处理技术多样化的水处理技术课程标准要求课程标准要求、知道化学在水处理中的应用、知道化学在水处理中的应用、了解海水的综合利用,认识化学科学发展对自然资源利用的作用、了解海水的综合利用,认识化学科学发展对自然资源利用的作用教学内容增减建议教学内容增减建议增加污水处理中电化学处理、增加污水处理中电化学处理、从海水中提取镁,从海水中提取镁,掌握明矾净水的原掌握明矾净水的原理、水的消毒原理,富营养化的化学原理,大量内容阅读了解理、水的消毒原理,富营养化的化学原理,大量内容阅读了解 课时安排课时安排 第一单元课时,第二
2、单元课时,复习课时,习题课时,共课时第一单元第一单元 水的净化与污水处理水的净化与污水处理(第一课时)(第一课时)知识回顾2.写出FeCl3 AlCl3的水解方程式,思考如何得到氢氧化铝和氢氧化铁胶体。3.写出制备漂白粉的化学方程式,思考漂白粉消毒的原理是什么?知识学习:2.阅读表找出你认为有毒、应当除去的微粒。你能利用所学的知识对这些有害物质进行处理吗?3.明矾净水主要处理的水中哪些微粒?原理是什么?4.澄清的水是干净的水吗?九寨沟的水折射出漂亮的蓝色?是良好的饮用水吗?你认为需要怎样的处理?氯水的消毒原理是什么?5.结合图1-3完成课后P8的习题3,体会自来水厂净化天然水的设计意图,写出相
3、关的方程式。6.自来水能直接饮用吗?理由是什么?习题巩固:2.在净水过程中用到混凝剂,其中可以作为混凝剂使用的是A、偏铝酸钠B、氧化铝C、氯化铝D、明矾3.下列广告用语在科学上没有错误的是A.这种饮料中不含任何化学物质B.这种蒸馏水绝对纯净,其中不含任何离子C.这种口服液含丰富的氮、磷、锌等微量元素D.没有水就没有生命4.下列过程中,不涉及化学变化的是A.甘油加水作护肤剂B.用明矾净水C.烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味,增加香味D.烧菜用过的铁锅,经放置常出现红棕色斑迹5.长时间烧沸的天然水不宜喝的主要原因是A.水中的氧气少了B.水中的亚硝酸盐浓度大了C.水中的钙镁离子多了D.水中的二氧
4、化碳多了6.目前,科学家致力于研制高效、安全、无毒的饮用水消毒剂。(1)近年来,某些自来水厂在用液氯进行处理的同时还加入少量液氨,其反应的化学方程为:NH3+HClO=H2O+NH2Cl(一氯氨)。NH2Cl较HClO 稳定,加液氨能延长液氯杀菌时间的原因是:_。(2)科研人员发现在氯消毒的饮用水中,含有微量对人体有潜在危害作用的含氯化合物。世界环保联盟即将全面禁止在自来水中加氯气,推广采用光谱性高效杀菌消毒剂二氧化氯(ClO2,黄绿色气体)。目前欧洲和我国主要采用Kesting 法(原料为氯酸钠和盐酸)制ClO2,该法的缺点是同时产生Cl2(占ClO2体积的一半),使产物纯度低。试写出该法制
5、ClO2的化学反应方程式:_。Cl2和ClO2都是通过氧化作用而杀菌消毒,试计算在等质量时,ClO2的氧化能力是Cl2的多少倍。二、污水处理:1.阅读本节调查研究思考水体富营养化是如何产生的?你认为该污染主要由表中哪些因素导致?2.DO 和BOD 的含义是什么?BOD5 的含义是什么?为什么 BOD5 高,河水就会出现恶臭?3.你了解的处理污水的方法有哪些?该方法主要用于处理怎样的污水?习题巩固:3.国际上提出了“预防污染”这一新概念,绿色化学是“预防污染”的基本手段,下列各项中属于绿色化学的是A、处理废弃物B、治理污染点C、减少有毒物D、杜绝污染源4.新华社报道:我国太湖因蓝藻疯狂繁殖而造成
6、水质的严重污染。(1)蓝藻的疯狂生长说明湖水中哪些元素超标(2)蓝藻的疯长会如何破坏生态平衡?(3)已知洗衣粉的成分为(Na5P3O10),三聚磷酸钠,已知三聚磷酸是三个H3PO4分子脱2分子水形成的,写出H3PO4、三聚磷酸的结构式。(4)青岛市政府规定从今年禁止磷洗衣粉使用,而把其中的Na5P3O10用Na2SiO3代替,写出其软化硬水时离子方程式。23.工厂为了除含Cr2O72-离子的酸性废水,采用以下处理方法:以铁作为电极进行电解鼓入空气,经过一段时间后,使废水中的含铬(有毒)量降到可排放的标准,其原理是:将Cr2O72-离子还原为可溶性三价铬离子。电解除铬过程中,使溶液的PH 不断升
7、高,使工业废水由酸性变为碱性,再把三价铬离子变成不溶性氢氧化物除去。根据上述内容回答下列问题:(1)用铁作电极电解时,电极反应式为:阳极,阴极。(2)在水溶液中将Cr2O72-离子还原成Cr3+的还原剂是溶液中的离子,此氧化还原反应的离子方程式是。(3)在处理废水中使溶液的 PH不断升高,由酸性转变碱性是通过和途径来实现的。(4)将Cr3+转变成不溶性氢氧化物的离子反应式为,同时还有生成24.在自然净化中要把有机污染物自发地转变为简单的无机物质,需要水中含有一定的氧气,使有机物(C,H,O)+O2CO2+H2O。1 L水中含有的有机物质转变为无机物所需要的氧的量称为生化需氧量(BOD),用gL
8、-1为单位表示。如果水中的氧气比BOD少,水就发臭,鱼和其他淡水生物就不能生存。若某地区一条河水中含有机物 10 ppm(即质量分数为百万分之十),此有机物分子式用 C6H10O5表示,而在正常大气条件下,氧气在水中的溶解量是0.0092 gL-1。(1)写出有机物在有氧条件下转化为无机物的化学方程式。(2)这条河水的BOD是多少?河水中的鱼类能否维持生命?25.河道旁有甲乙两工厂,它们排放的工业废水中共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3-六种离子。(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含三种离子是、。(2)乙厂的废水中含有另外三种离子,如果加一定量(活性炭、FeSO4、铁粉
9、)可以回收其中的金属。(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当比例混合,可以使废水中的转化为沉淀,经过滤后的废水主要含,可用来_。第二单元第二单元 硬水软化与海水淡化(第、课时)硬水软化与海水淡化(第、课时)知识回顾知识回顾如何测定溶液的如何测定溶液的PHPH?什么是渗析什么是渗析,渗析的原理是什么?渗析的原理是什么?知识学习知识学习一、水的硬度一、水的硬度1.1.水的硬度是由什么引起的?如何定义水的硬度?水的硬度是由什么引起的?如何定义水的硬度?2.2.硬水与软水如何划分?何为暂时硬度?何为永久硬度?请用化学方程式表示硬水与软水如何划分?何为暂时硬度?何为永久硬度?请用化学方程式表示3.3
10、.硬水与软水如何定性用实验区分?暂时硬水的危害有哪些?硬水与软水如何定性用实验区分?暂时硬水的危害有哪些?4.4.硬水软化的方法有哪些?请尝试用药剂软化法处理硬水,体会加入药剂的量的控制硬水软化的方法有哪些?请尝试用药剂软化法处理硬水,体会加入药剂的量的控制5.5.离子交换法的化学原理是什么?请用化学反应方程式表示,利用磺化酶法处理硬水,离子交换法的化学原理是什么?请用化学反应方程式表示,利用磺化酶法处理硬水,硬水的成分有何变化?如何使磺化酶再生,硬水的成分有何变化?如何使磺化酶再生,利用氢型阳离子交换树脂进行交换,利用氢型阳离子交换树脂进行交换,溶液溶液的的PHPH如何变化?连用氢型阳离子交
11、换树脂和氢氧根型阴离子交换树脂可以得到蒸馏如何变化?连用氢型阳离子交换树脂和氢氧根型阴离子交换树脂可以得到蒸馏水,在运用时要注意的问题是什么?水,在运用时要注意的问题是什么?习题巩固:习题巩固:5.5.检验水是否为硬水的简便方法是A:加入BaCl2溶液,看是否有沉淀生成B:将水加热煮沸,看是否有沉淀生成C:加入NaOH溶液,看是否有沉淀生成D:加入少量肥皂水,看是否有沉淀生成6.6.暂时硬水和永久硬水的主要区别在于A:含Ca2+、Mg2+的多少B:含Cl-、SO42-的多少C:含HCO3-还是SO42-、Cl-D:含HCO3-的多少7.7.水壶里水垢的主要成分是A:CaCO3、Ca(OH)2B
12、:Ca(OH)2、Mg(OH)2C:CaCO3、MgCO3D:CaCO3、Mg(OH)28.8.有关离子交换法使硬水软化的下列叙述中,正确的是A:磺化煤能降低水中Ca2+,Mg2+,SO42-和Cl-离子浓度;B:经磺化煤软化处理后的水中Na+增大;C:磺化煤使硬水软化及磺化煤的再生,这两种操作可以在同一支离子交换柱中同时进行;D:失去软化硬水能力的磺化煤,不可能再恢复它的软化能力。9.9.用石灰纯碱法软化硬水时,加入石灰的作用是A:只能降低水的永久硬度B:能同时除去水的永久硬度和暂时硬度C:可把部分Ca2+所形成的硬度转化为Mg2+硬度;D:可把部分Mg2+所形成的硬度转化为Ca2+硬度。1
13、0.10.要使同时含有Ca2+、Mg2+离子的永久硬水软化,正确的方法是A:只需加纯碱B:先加石灰,后加纯碱C:先加纯碱,后加石灰D:将适量的纯碱和石灰混合后加入水中11.下列方法:(1)蒸馏、(2)煮沸、(3)加石灰、(4)加纯碱、(5)加磷酸钠、(6)离子交换,能同时除去硬水中的暂时硬度和永久硬度的是A:(1)、(5)、(6)B:(2)、(4)、(6)C:(5)、(6)D:(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)12.用自来水配制NaOH溶液时,往往会产生白色混浊,因为发生了以下反应Mg2+2OH-=Mg(OH)2;Ca2+2HCO-3+2OH-=CaCO3+CO32-+2H2O 1
14、3.怎样证明天然水具有暂时硬度和永久硬度,或是软水,简述实验步骤,并写出有关化学方程式.14.现有纯碱.石灰.明矾和磺化煤,可用作净水的是,可用作软化只含CaSO4 CaCl2的硬水的是,可用于软化暂时硬水的是.15.磺化煤是一种离子交换剂,它是状物质.它酸和碱.它的阳离子是,会跟硬水中的发生作用,有关离子方程式为.用磺化煤来软化硬水的优点、16.我国规定饮用水的硬度不能超过25度.硬度的表示方法是:将水中的Ca2+、Mg2+都看作Ca2+,并将其质量折算成CaO的质量.通常把1升水中含有10毫克CaO称为1度.水中的Ca2+、Mg2+可用一定浓度的Y溶液进行滴定,Y跟Ca2+、Mg2+都以等
15、物质的量完全反应.(1).现取某地区的地下水样品25.0毫升,用0.01摩尔/升Y溶液滴定,完全反应时消耗Y溶液15.0毫升.试计算该地下水的硬度,并判断是否符合饮用标准.(2).如果每次分析时取的水样都是25.0毫升,为了便于计算,要求每消耗0.50毫升Y溶液即相当于水的硬度为1度.则Y溶液的物质的量浓度应为多少?(91高考题)二、海水的淡化二、海水的淡化1.1.海水淡化的方法有哪些?阅读图海水淡化的方法有哪些?阅读图2.2.和和3.3.分析电渗析法和反渗分析电渗析法和反渗透法的原理透法的原理4.4.如何从海水中提取食盐和氯化镁,如何从海水中提取食盐和氯化镁,5.5.请简要说明,请简要说明,
16、6.6.用方程式表示氯化镁和得用方程式表示氯化镁和得到过程到过程习题巩固:习题巩固:4.水是非常重要的资源,下列关于水的说法错误的是A、蒸馏法是海水淡化的方法之一B、淡水的密度小于海水的密度C、融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D、0以上,温度越高,水的密度越小5.从海水中提取金属镁的途径正确的是(A)海水MgCl2Mg(B)海水Mg(OH)2MgCl2 Mg(C)海水Mg(OH)2 MgCl2 Mg(D)海水 Mg(OH)2MgOMg6.利用电渗析法淡化海水时,得到淡水的部分阴极区B阳极区C中间区D水区均得到7.利用电渗析法淡化海水时,交换膜的放置方法是:在阴极附近放阴离子交换膜在阳极附近
17、放阴离子交换膜C在阳极附近放阳离子交换膜在阴极附近放阳离子交换膜8.从海水中提取物质的方法海水中含有的各种元素的特点:种类多,总储量大,富集程度低。因此,从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如:(1)从海水中提取溴的主要工艺流程用法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽,将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的,方程式为:向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气反应的方程式为用萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。(2)进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题反应原理:海带中的碘元素主要以I-的形
18、式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。如用H2O2做氧化剂,反应的离子方程式是为:22)海水的综合利用可以制备金属镁,其流和如下图所示:(1)若在空气中加热MgCl26H2O,(2)生成的是Mg(OH)Cl或MgO,(3)写出相应反应的化学方程式用电解法制取金属镁时,需要无水氧化镁。在干燥的 HCl气流中加热MgCl26H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是(4)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。(5)实验室时将粗盐制成精盐的过程中,(6)在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,(7)分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的:溶解时:
19、过滤时:蒸发时:专题二专题二从自然资源到化学品从自然资源到化学品课程标准要求课程标准要求1.1.了解我国主要生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。了解我国主要生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。2.2.了解合成氨的主要反应原理、原料、重要设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促了解合成氨的主要反应原理、原料、重要设备、流程和意义,认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。进化学工业发展的重大意义。3.3.用碳酸氢铵和食盐制备碳酸钠,了解氯碱工业的资料。用碳酸氢铵和食盐制备碳酸钠,了解氯碱工业的资料。教学内容增减建议淡化合成氨的化学原理讲述,主要培养分析流程和装置图的能力,教学内
20、容增减建议淡化合成氨的化学原理讲述,主要培养分析流程和装置图的能力,利用原料气的获得,强化反应方程式的书写;增加候氏制碱法的讲述。利用原料气的获得,强化反应方程式的书写;增加候氏制碱法的讲述。课时安排第一单元用课时;第二单元课时,第三单元课时。复习课时。共课时安排第一单元用课时;第二单元课时,第三单元课时。复习课时。共课时课时第一单元第一单元氨的合成以及候氏制碱法(、课时)氨的合成以及候氏制碱法(、课时)知识回顾知识回顾1.1.从平衡的速率角度思考如何选择合成氨气的条件?从平衡的速率角度思考如何选择合成氨气的条件?2.合成氨气的温度选择为什么选择摄氏度左右合成氨气的温度选择为什么选择摄氏度左右
21、3.为什么工业制硫酸中选择常压,而工业合成氨气选择高压?为什么工业制硫酸中选择常压,而工业合成氨气选择高压?4.工业设计考虑的因素有哪些?工业设计考虑的因素有哪些?知识学习知识学习1.观察课本工业合成氨的流程图思考如何及时分离出氨气?原理是什么?2.循环设计的目的是什么?如何实现循环?3.原料气氮气的得到的途径你可以设计出哪些?你认为可行的方法是什么?能否直接利用空气?理由是什么?5.你有几种方法得到氢气?你认为可行的研究方向为?利用水和煤得到氢气是普遍采用的方法请写出化学方程式,从实验的角度思考如何得到纯净的氢气?8.请观察课本合成氨塔,思考合成氨气塔的设计的意图,为什么采用四层催化剂?热交
22、换器的作用是什么?冷激气的设计思路是什么?10.合成的氨气配水使用是一种肥料,为什么还要转化为铵盐或尿素?后者的好处是什么?14.候氏制碱法的原理为:,利用浓氨水、碳酸钙、盐酸、硝石灰、氯化铵、食盐为原料生产碳酸氢钠,并设计食盐测量所得产品中食盐的含量习题巩固:1、利用天然气合成氨的工艺流程示意如下:依据上述流程,完成下列填空:(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、产生H2mol(用含n的代数式表示)(3)K2CO3(aq)和 CO2反应在加压下进行,加压的理论依据是(多选扣分)(a)相似相溶原理(b)勒沙特列原理(c)酸碱中和原理(4
23、)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)。、合成氨原料可以由天然气制取。其主要反应为:CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)(1)1m3(标准状况)CH4按上式完全反应,产生H2mol。(2)CH4和O2的反应为:2CH4(g)O2(g)2CO(g)4H2(g)设CH4同时和H2O(g)及O2(g)反应。1m3(标准状况)CH4按上述两式完全反应,产物气体的体积V(标准状况)为。(3)CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高,
24、不同富氧空气氧气含量不同)混合反应,产物气体组成如下表:气体COH2N2O2体积(L)2560152.5计算该富氧空气中O2和N2的体积比V(O2)V(N2)。(4)若CH4和H2O(g)及富氧空气混合反应的产物中,V(H2)V(N2)31(合成氨反应的最佳比),则反应中的H2O(g)和富氧空气的体积比为何值?在合成氨时,将1体积氮气和3体积氢气混合后通过合成塔中催化剂,若从塔中导出的混合气体中,氨气的体积分数为12%,求N2和H2的体积分数各为多少?、实验室用氨氧化制取NO2气体,可将下图中A,B,C三部分仪器直接相连来实现。按上述装置制NO2时,在锥形瓶中常常观察到白色烟雾,试在方框I和I
25、I中分别出所需仪器,并在仪器中装入适当药品,能使锥形瓶中出现明显的红棕色NO2气体。(1)在锥形瓶中出现白色烟雾的原因是_(2)现代工业生产硝酸,最主要的一个设备是_制得HNO3的一般浓度为50%,若要制得更浓的HNO3,可用_作吸水剂,再经_即可得到96%以上的浓HNO3.工业生产的纯碱常含有少量的NaCl等杂质图2-3是测定产品中Na2CO3质量分数的实验装置操作步骤有:A在干燥管内填满碱石灰,质量为mgB取ng样品装入广口瓶中C检查装置气密性D关闭止水夹E打开止水夹F缓慢鼓入空气数分钟,再称干燥管质量为WgG缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止H缓缓鼓入空气数分钟(1)正确的操作顺序是(填符
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