高考化学一轮复习 第13章 化学与技术（选修）第2讲 化学与资源开发利用课件 新人教.ppt

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1、第十三章化学与技术(选修)2021/8/11 星期三1第二讲化学与资源开发利用2021/8/11 星期三2 考纲要求考纲要求 1了解海水的了解海水的综综合利用。了解化学科学合利用。了解化学科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利用的意合利用的意义义。4了解化学了解化学对废对废旧物旧物资资再生与再生与综综合利用的作用。合利用的作用。2021/8/11 星期三31水的净化水的净化(1)混凝法：常用明混凝法：常用明矾矾、_等作混等作混凝凝剂剂，用明，用明矾净矾净水的原理是水的原

2、理是_。考点一从水资源获取纯净水的主要方法考点一从水资源获取纯净水的主要方法 知识梳理知识梳理绿矾、绿矾、Fe2(SO4)3、FeSO4、聚合铝、聚合铝2021/8/11 星期三4(2)化学化学软软化法。化法。煮沸法除煮沸法除暂时暂时硬度：硬度：_ _。药剂药剂法：先加法：先加_，再加，再加_。离子交离子交换换法：向硬水中加入离子交法：向硬水中加入离子交换剂换剂(如如NaR)，反，反应应式式为为_，且离，且离子交子交换树换树脂能再生：脂能再生：CaR22Na=2NaRCa2。Ca(OH)2 Na2CO3Ca22NaR=CaR22Na、Mg22NaR=MgR22Na2021/8/11 星期三52

3、污水处理污水处理(1)中和法：酸性中和法：酸性废废水常用水常用_中和，碱性中和，碱性废废水常用水常用_中和。中和。(2)沉淀法：沉淀法：Hg2、Pb2、Cu2等重金属离子可用等重金属离子可用_除去，反除去，反应应的离子方程式的离子方程式为为_ _。3海水淡化海水淡化常用方法常用方法为为_、_等。等。熟石灰熟石灰H2SO4或或H2CO3Na2S蒸馏法蒸馏法电渗析法电渗析法2021/8/11 星期三6特别提醒特别提醒水的暂时硬度和永久硬度的区别：在于所含的主要阴离水的暂时硬度和永久硬度的区别：在于所含的主要阴离子种类的不同，由子种类的不同，由Mg(HCO3)2或或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度

4、叫水的暂所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。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水的永久硬度。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。2021/8/11 星期三7水水处处理主要包括水的理主要包括水的净净化、化、污污水水处处理、硬水理、硬水软软化和海水淡化等。化和海水淡化等。(1)水水处处理技理技术术的核心是减少或除去水中的各种的核心是减少或除去水中的各种杂质杂质离子。目前，离子。目前，_和和_是主要的去离子方法。是主要的去离子方法。题组训练题组训练离子交换法离子交换法 膜分离法

5、膜分离法 2021/8/11 星期三8CH4 否否 12021/8/11 星期三9废废水水常用常用Cl2氧化氧化CN成成CO2和和N2。若参加反。若参加反应应的的Cl2与与CN的的物物质质的量之比的量之比为为5 2，则该则该反反应应的离子方程式的离子方程式为为_。(3)地下水往往含有地下水往往含有钙钙、镁镁的碳酸的碳酸盐盐，自来水厂需要，自来水厂需要对对地下水地下水进进行行_处处理。把理。把进进行行过过离子交离子交换换的的CaR2(或或MgR2)型型树树脂置于脂置于_中浸泡一段中浸泡一段时间时间后便可再生。后便可再生。软化软化 食盐水食盐水 2021/8/11 星期三10(4)海水的淡化是除去

6、海水中所含的海水的淡化是除去海水中所含的盐盐分，下分，下图图是海水中利用是海水中利用电电渗析渗析法法获获得淡水的原理得淡水的原理图图，已知海水中含有，已知海水中含有Na、Cl、Ca2、Mg2、SO等等离子，离子，电电极极为为惰性惰性电电极。极。请请回答：回答：阳离子交阳离子交换换膜是指膜是指_(填填“A”或或“B”)。写出通写出通电电后阳极区的后阳极区的电电极反极反应应式式_。B 2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三121水的净化的基本流程水的净化的基本流程2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三142021/8/11 星期三15(3)离子交换法。离子交换法

7、。利用离子交换反应原理，软化水的质量高。常用离子交换树脂作离利用离子交换反应原理，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所示：子交换剂，其软化硬水和再生的过程如图所示：2021/8/11 星期三163污污水水处处理理(1)基本流程。基本流程。2021/8/11 星期三17(2)污水处理的常用方法。污水处理的常用方法。污水处污水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对废水进行械作用对废水进行处理处理沉淀、均衡调节、过滤、离心分离沉淀、均衡调节、过滤、离心分离化学法化学法使用化学试剂或其使用化学试剂或其他化学手段处理废他化

8、学手段处理废水水(1)中和法：处理酸性废水和碱性废水中和法：处理酸性废水和碱性废水(2)沉淀法：处理含有重金属离子的废水沉淀法：处理含有重金属离子的废水(3)氧化还原法：除去油类、氮化物、硫氧化还原法：除去油类、氮化物、硫化物等物质化物等物质生物法生物法利用微生物的作用利用微生物的作用除去废水中溶胶物除去废水中溶胶物质及有机物质及有机物活性污泥法、生物滤池法、厌氧处理法活性污泥法、生物滤池法、厌氧处理法2021/8/11 星期三181海水制盐海水制盐以以_法法为为主，主要得到主，主要得到_和和_。2氯碱工业氯碱工业(1)设备设备：_。(2)反反应应原理：原理：_。考点二海水的综合利用考点二海水

9、的综合利用 知识梳理知识梳理蒸馏蒸馏NaCl离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽2021/8/11 星期三193海水提溴海水提溴(1)工工艺艺流程。流程。2021/8/11 星期三204海水提镁海水提镁(1)工工艺艺流程。流程。(2)主要反主要反应应原理原理_2021/8/11 星期三21特别提醒特别提醒(1)为提高反应中为提高反应中Mg2的浓度，将海水浓缩或用提取食的浓度，将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤。盐后的盐卤。(2)电解熔融电解熔融MgCl2生成的生成的Cl2可用于制盐酸，循环使用，节省成本。可用于制盐酸，循环使用，节省成本。(3)所得所得Mg(OH)2沉淀中含有的沉淀中含有的CaSO4杂

10、质在加盐酸前应除去，以保杂质在加盐酸前应除去，以保证证MgCl2的纯度。的纯度。2021/8/11 星期三22将海水淡化与将海水淡化与浓浓海水海水资资源化源化结结合起来是合起来是综综合利用海水的重要途径之合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化一。一般是先将海水淡化获获得淡水，再从剩余的得淡水，再从剩余的浓浓海水中通海水中通过过一系列工一系列工艺艺流程提取其他流程提取其他产产品。品。回答下列回答下列问题问题：(1)下列改下列改进进和和优优化海水化海水综综合利用工合利用工艺艺的的设设想和做法可行的是想和做法可行的是_(填序号填序号)。用混凝法用混凝法获获取淡水取淡水提高部分提高部分产产品的品

11、的质质量量优优化提取化提取产产品的品的品种品种改改进钾进钾、溴、溴、镁镁等的提取工等的提取工艺艺(2)采用采用“空气吹出法空气吹出法”从从浓浓海水中吹出海水中吹出Br2，并用，并用纯纯碱吸收。碱吸收。纯纯碱吸收碱吸收溴的主要反溴的主要反应应是：是：Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收吸收1 mol Br2时转时转移的移的电电子子为为_mol。题组训练题组训练 2021/8/11 星期三23(3)海水提海水提镁镁的一段工的一段工艺艺流程如下流程如下图图：浓浓海水的主要成分如下：海水的主要成分如下：该该工工艺过艺过程中，脱硫程中，脱硫阶阶段主要反段主要反应应的离子方程式的

12、离子方程式为为_，产产品品2的化学式的化学式为为_，1 L浓浓海水最多可海水最多可得到得到产产品品2的的质质量量为为_g。Mg(OH)2 69.6 2021/8/11 星期三24(4)采用石墨阳极，不采用石墨阳极，不锈钢锈钢阴极阴极电电解熔融的解熔融的氯氯化化镁镁，发发生反生反应应的化学的化学方程式方程式为为_；电电解解时时，若有少量水存在会造，若有少量水存在会造成成产产品品镁镁的消耗，写出有关反的消耗，写出有关反应应的化学方程式的化学方程式_。2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26从海水中获得淡水资源的方法和原理从海水中获得淡水资源的方法和原理1基本方法及原理基本方法及

13、原理方法方法主要原理主要原理优点优点缺点缺点蒸蒸馏馏法法将海水加热至将海水加热至105 105 蒸发汽蒸发汽化，然后蒸气冷凝而得到蒸化，然后蒸气冷凝而得到蒸馏水的方法馏水的方法设备结构简设备结构简单、易操作、单、易操作、淡水质量好淡水质量好能耗大能耗大电渗电渗析法析法利用阴、阳离子交换膜对水利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，使在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移到另水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目的一部分水中而达到除盐目的的方法的方法易于大规模易于大规模生产、得到生产、得到的浓盐水可的浓盐水可用于其他工用于其

14、他工业业(如海水如海水提镁等提镁等)设备结构复设备结构复杂、淡水质杂、淡水质量较差、能量较差、能耗较大耗较大2021/8/11 星期三272.水处理去离子方法：离子交换法、膜分离法水处理去离子方法：离子交换法、膜分离法2021/8/11 星期三281石油的综合利用石油的综合利用(1)分分馏馏：分：分为为_分分馏馏和和_分分馏馏，每种，每种馏馏分仍是混合物。分仍是混合物。考点三石油、煤和天然气的综合利用考点三石油、煤和天然气的综合利用 知识梳理知识梳理常压常压减压减压2021/8/11 星期三29(2)裂化与裂解。裂化与裂解。(催化催化)裂化裂化裂解裂解含含义义通通过过催化催化剂剂催化、高温，使

15、催化、高温，使含碳原子数多、沸点高的含碳原子数多、沸点高的烃烃断裂断裂为为含碳原子数少、沸点含碳原子数少、沸点低的低的烃烃的的过过程程采用比裂化更高温度采用比裂化更高温度(700 1 000)使使长链烃长链烃断裂成短断裂成短链链、不不饱饱和和烃烃的的过过程程目的目的_原料原料减减压压分分馏馏后的重油、石蜡等后的重油、石蜡等石油分石油分馏馏的的馏馏分分提高轻质油，特别是汽油提高轻质油，特别是汽油的产量和质量的产量和质量获得有机化工原料，特别是获得有机化工原料，特别是提高乙烯的产量提高乙烯的产量2021/8/11 星期三30汽油、柴油、煤汽油、柴油、煤油等油等乙烯、丙烯、丁烯等组成的裂乙烯、丙烯、

16、丁烯等组成的裂解气及少量液态烃解气及少量液态烃2021/8/11 星期三31特别提醒特别提醒(1)汽油指含有汽油指含有511个碳原子的烃，裂化汽油与直馏汽个碳原子的烃，裂化汽油与直馏汽油不同，裂化汽油中含不饱和烃，能使溴的四氯化碳溶液褪色，而直馏汽油不同，裂化汽油中含不饱和烃，能使溴的四氯化碳溶液褪色，而直馏汽油不能。油不能。(2)裂解气中主要含乙烯、丙烯、丁二烯等短链气态烃，而液化石油裂解气中主要含乙烯、丙烯、丁二烯等短链气态烃，而液化石油气是石油常压分馏的产物，主要含有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量戊烷、气是石油常压分馏的产物，主要含有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量戊烷、戊烯和含硫化合物。戊烯

17、和含硫化合物。2021/8/11 星期三322天然气的综合利用天然气的综合利用除了直接用作燃料外，除了直接用作燃料外，还还可以制造合成氨原料气可以制造合成氨原料气_，合成，合成_及其他化工原料。例如：天然气重整的方程式：及其他化工原料。例如：天然气重整的方程式：_。H2甲醇甲醇2021/8/11 星期三333煤的综合利用煤的综合利用(1)煤的干煤的干馏馏：将煤隔：将煤隔绝绝空气加空气加强强热热，使之分解的，使之分解的过过程，得到的固程，得到的固态态物物质质_，液，液态态物物质质_，气，气态态物物质质焦炉气的成分焦炉气的成分为为_等。等。(2)煤的气化：是把煤中的有机物煤的气化：是把煤中的有机物

18、转转化化为为可燃性气体的可燃性气体的过过程。主要反程。主要反应应：_。(3)煤的液化：煤的液化：直接液化：煤与直接液化：煤与氢氢气作用生成液体燃料；气作用生成液体燃料；间间接液化：先把煤接液化：先把煤转转化成化成_，再催化合成，再催化合成烃类烃类燃料、燃料、醇醇类类燃料及化学品等。燃料及化学品等。焦炭焦炭煤焦油、粗氨水煤焦油、粗氨水H2、CH4、CO、CO2、N2CO和和H2 2021/8/11 星期三34(2015济南二模济南二模)煤炭被人煤炭被人们们誉誉为为黑色的黑色的“金子金子”，它是人，它是人类类使用的使用的主要能源之一。主要能源之一。为为了提高煤的利用率，减少有害气体的排放，人了提高

19、煤的利用率，减少有害气体的排放，人们们采取了采取了各式各各式各样样的方法。的方法。(1)煤的气化和液化可以提高煤的利用率。煤的气化技煤的气化和液化可以提高煤的利用率。煤的气化技术术的主要的主要产产物物是是_。煤的液化技。煤的液化技术术又分又分为为直接液化和直接液化和间间接液化。将煤隔接液化。将煤隔绝绝空气加空气加强强热热得到焦炉气、煤焦油及焦炭等得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产产品的技品的技术术称称为为_。题组训练题组训练CO、H2 煤的干馏煤的干馏 2021/8/11 星期三35(2)煤在燃煤在燃烧烧前、后及燃前、后及燃烧过烧过程中均可采取措施减少有害气体的排放。程中均可采取措施减少有害气体的排放。在燃在燃烧烧前，可以采用微生物脱硫技前，可以采用微生物脱硫技术术。原理如下：。原理如下：2021/8/11 星期三36中间产物，作催化剂，加快中间产物，作催化剂，加快S元素的氧化元素的氧化 流化床流化床 CaO(或者或者CaCO3)吸收塔吸收塔 2021/8/11 星期三372021/8/11 星期三38