選修2 第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用

1、第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用一、獲取潔凈的水一、獲取潔凈的水1.1.水的凈化水的凈化(1)(1)基本流程基本流程: :常用的混凝劑有常用的混凝劑有:_:_、_、_、聚合鋁等。、聚合鋁等。常用的消毒劑有常用的消毒劑有:_:_、_、ClOClO2 2、高鐵酸鹽等。、高鐵酸鹽等。(2)(2)明礬凈水原理明礬凈水原理: :明礬在水中發(fā)生電離明礬在水中發(fā)生電離:_,:_,AlAl3+3+發(fā)生水解發(fā)生水解:_,:_,氫氧化氫氧化鋁膠粒能破壞天然水中的膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定性鋁膠粒能破壞天然水中的膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定性, ,吸附懸浮物而沉吸附懸浮物而沉降。降。明礬明礬AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3FeSOFeS

2、O4 4漂白粉漂白粉液氯液氯43242KAl(SO )KAl2SO 323Al3H OAl OH3H膠體2.2.硬水的軟化硬水的軟化(1)(1)硬水和軟水：硬水和軟水： 硬水：含硬水：含_較多的水較多的水 軟水：含少量或不含軟水：含少量或不含_的水的水(2)(2)硬水的類型：硬水的類型：暫時(shí)硬度暫時(shí)硬度由鈣、鎂的由鈣、鎂的_引起的硬度引起的硬度永久硬度永久硬度由鈣、鎂的由鈣、鎂的_引起的硬度引起的硬度(3)(3)硬水的軟化方法：硬水的軟化方法：硬水軟化的常用方法有硬水軟化的常用方法有_、藥劑法和離子交換法等。、藥劑法和離子交換法等。天然水天然水CaCa2+2+、MgMg2+2+CaCa2+2+

3、、MgMg2+2+碳酸氫鹽碳酸氫鹽硫酸鹽或氯化物硫酸鹽或氯化物加熱法加熱法3 3污水處理污水處理基本流程基本流程二、海水的綜合利用二、海水的綜合利用1.1.海水水資源的利用海水水資源的利用海水淡化海水淡化海水淡化的常用方法有海水淡化的常用方法有_、電滲析法和離子交換法等。、電滲析法和離子交換法等。蒸餾法蒸餾法2.2.海水中化學(xué)資源的開發(fā)利用海水中化學(xué)資源的開發(fā)利用(1)(1)海水中食鹽的開發(fā)利用海水中食鹽的開發(fā)利用: :海水制鹽海水制鹽從海水中提取食鹽的主要方法是從海水中提取食鹽的主要方法是_。其原理是將海水太。其原理是將海水太陽(yáng)照射后陽(yáng)照射后, ,蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮, ,使食鹽結(jié)晶析出。得到的

4、產(chǎn)品為粗鹽。使食鹽結(jié)晶析出。得到的產(chǎn)品為粗鹽。另外還有電滲析法和冷凍法。另外還有電滲析法和冷凍法。氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)a.a.原料原料: :粗鹽粗鹽b.b.反應(yīng)原理反應(yīng)原理:2NaCl+2H:2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2蒸發(fā)法蒸發(fā)法通電通電=c.c.工藝流程工藝流程d.d.設(shè)備設(shè)備: :離子交換膜電解槽。離子交換膜電解槽。(2)(2)從海水中提取鎂從海水中提取鎂: :生產(chǎn)流程及反應(yīng)原理生產(chǎn)流程及反應(yīng)原理CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+CO2 2 高溫高溫=CaO+HCaO+H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2MgClMgC

5、l2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2= Mg(OH)= Mg(OH)2 2+CaCl+CaCl2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl+2HCl2 2=MgCl=MgCl2 2+2H+2H2 2O OMgClMgCl2 2( (熔融熔融) Mg+Cl) Mg+Cl2 2通電通電=(3)(3)從海水中提取溴：從海水中提取溴：純堿純堿SOSO2 2反應(yīng)原理反應(yīng)原理氯化氯化:_:_,_,_。_,_,_。ClCl2 2+2NaBr=2NaCl+Br+2NaBr=2NaCl+Br2 23Br3Br2 2+3Na+3Na2 2COCO3 3 = 5NaBr+NaBrO5NaBr+NaBrO3

6、3+3CO+3CO2 25NaBr+NaBrO5NaBr+NaBrO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=3Br=3Br2 2+3Na+3Na2 2SOSO4 4+3H+3H2 2O OBrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4ClCl2 2+2HBr=2HCl+Br+2HBr=2HCl+Br2 2三、煤、石油、天然氣的綜合利用三、煤、石油、天然氣的綜合利用1.1.煤的綜合利用煤的綜合利用隔絕空氣隔絕空氣焦炭焦炭煤焦油煤焦油可燃性氣體可燃性氣體液體燃料液體燃料汽油汽油 甲醇甲醇2.2.石油的煉制石油的煉制煉制煉制方法方法原理原理變化

7、變化主要主要原料原料主要產(chǎn)品主要產(chǎn)品分分餾餾常常壓壓利用烴的利用烴的不同沸點(diǎn)不同沸點(diǎn), ,將其分離將其分離成沸點(diǎn)不成沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物同的產(chǎn)物_原油原油石油氣、汽油、煤油、石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等柴油、重油等減減壓壓重油重油柴油、燃料油、潤(rùn)滑柴油、燃料油、潤(rùn)滑油等油等裂化裂化在一定條在一定條件下件下, ,使使長(zhǎng)鏈烴斷長(zhǎng)鏈烴斷裂為短鏈裂為短鏈烴烴_重油、重油、石蠟石蠟等等_、煤油、柴油、煤油、柴油等輕質(zhì)油等輕質(zhì)油物理變化物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化汽油汽油煉制煉制方法方法原理原理變化變化主要主要原料原料主要產(chǎn)品主要產(chǎn)品裂解裂解深度裂深度裂化化( (更高更高溫度下溫度下的裂化的裂化) )_石油石油

8、分餾分餾產(chǎn)物產(chǎn)物( (包包括石括石油油氣氣) )主要是主要是_、丙、丙烯、丁烯、甲烷等烯、丁烯、甲烷等化學(xué)變化化學(xué)變化乙烯乙烯3.3.煤化工和天然氣化工的發(fā)展煤化工和天然氣化工的發(fā)展一碳化學(xué)一碳化學(xué)(1)(1)煤的氣化煤的氣化: :2C+O2C+O2 2 2CO2COC+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2(2)(2)天然氣的利用天然氣的利用: :CHCH4 4+H+H2 2O CO+3HO CO+3H2 22CH2CH4 4+O+O2 2 2CH2CH3 3OHOH高溫高溫=高溫高溫=高溫高溫=高溫高溫催化劑催化劑=催化劑催化

9、劑【思考辨析【思考辨析】1.1.硬水中加入適量石灰水后硬水中加入適量石灰水后, ,由于生成由于生成Mg(OH)Mg(OH)2 2、CaCOCaCO3 3沉淀沉淀, ,水水就軟化了。就軟化了。( )( )【分析【分析】加入石灰水后加入石灰水后, ,只能將只能將MgMg2+2+引起的硬度轉(zhuǎn)化為引起的硬度轉(zhuǎn)化為CaCa2+2+引起引起的硬度的硬度, ,仍然存在大量的仍然存在大量的CaCa2+2+。2.2.廢水中的重金屬離子廢水中的重金屬離子HgHg2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+均可用加入強(qiáng)堿均可用加入強(qiáng)堿(NaOH(NaOH) )使其沉淀的方法除去。使其沉淀的方法除去。( )( )【分

10、析【分析】HgHg2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+等重金屬離子應(yīng)用等重金屬離子應(yīng)用NaNa2 2S S使其轉(zhuǎn)化成硫使其轉(zhuǎn)化成硫化物沉淀而除去?；锍恋矶?。3.3.離子交換膜電解槽電解食鹽水時(shí)陰極產(chǎn)物是離子交換膜電解槽電解食鹽水時(shí)陰極產(chǎn)物是NaOHNaOH和氫氣。和氫氣。 ( )( )【分析【分析】電解食鹽水時(shí)電解食鹽水時(shí), ,陽(yáng)極產(chǎn)物是陽(yáng)極產(chǎn)物是ClCl2 2, ,陰極產(chǎn)物是陰極產(chǎn)物是H H2 2和和NaOHNaOH。4.4.將將MgClMgCl2 26H6H2 2O O加熱分解可制得無(wú)水氯化鎂。加熱分解可制得無(wú)水氯化鎂。( )( )【分析【分析】MgClMgCl2 26H6H

11、2 2O O加熱時(shí)加熱時(shí)MgClMgCl2 2發(fā)生水解發(fā)生水解, ,生成生成Mg(OH)Mg(OH)2 2, ,故應(yīng)故應(yīng)在在HClHCl的氣流中加熱的氣流中加熱MgClMgCl2 26H6H2 2O O才能得到無(wú)水才能得到無(wú)水MgClMgCl2 2。5.5.石油裂化的目的是為了獲得以短鏈不飽和烴為主要成分的基石油裂化的目的是為了獲得以短鏈不飽和烴為主要成分的基本化工原料。本化工原料。( )( )【分析【分析】石油裂化的目的是為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量石油裂化的目的是為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量, ,而裂解的而裂解的主要目的是為了獲得短鏈的不飽和烴。主要目的是為了獲得短鏈的不飽和烴。6.6.石油的分餾和煤的干

12、餾都是物理變化過程。石油的分餾和煤的干餾都是物理變化過程。( )( )【分析【分析】石油的分餾是物理變化石油的分餾是物理變化, ,而煤的干餾是化學(xué)變化。而煤的干餾是化學(xué)變化。7.7.從海水中提取溴的工藝流程中有兩次由從海水中提取溴的工藝流程中有兩次由BrBr- -BrBr2 2的目的是提的目的是提高溴的產(chǎn)量。高溴的產(chǎn)量。( )( )【分析【分析】第一次由第一次由BrBr- - BrBr2 2的目的是富集海水中的溴。第的目的是富集海水中的溴。第二次是為了提純二次是為了提純BrBr2 2。因?yàn)榈谝淮蔚玫降摹Ｒ驗(yàn)榈谝淮蔚玫降腂rBr2 2中混有水中混有水, ,不易分不易分離離, ,使其轉(zhuǎn)化為使其轉(zhuǎn)化

13、為BrBr- -, ,再氧化得再氧化得BrBr2 2。氧化氧化 考點(diǎn)考點(diǎn) 1 1 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)1.1.原料原料精制飽和食鹽水。精制飽和食鹽水。(1)(1)精制目的精制目的: :除去泥沙除去泥沙, ,使使CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、S S 等離子的含等離子的含量達(dá)到要求。量達(dá)到要求。(2)(2)精制原因精制原因:Ca:Ca2+2+、MgMg2+2+等在堿溶液中形成的沉淀及泥沙等會(huì)等在堿溶液中形成的沉淀及泥沙等會(huì)破壞離子交換膜破壞離子交換膜, ,而使產(chǎn)品不純。而使產(chǎn)品不純。24O(3)(3)精制方法精制方法: :用用BaClBaCl2 2除去除去 用用Ca(OH)Ca

14、(OH)2 2除去除去MgMg2+2+、FeFe3+3+, ,用用NaNa2 2COCO3 3除去除去BaBa2+2+及及CaCa2+2+, ,所加沉淀劑需稍過量。最后加鹽酸調(diào)節(jié)所加沉淀劑需稍過量。最后加鹽酸調(diào)節(jié)鹽水的鹽水的pHpH。24SO，(4)(4)有關(guān)離子方程式有關(guān)離子方程式: :BaBa2+2+ =BaSO+ =BaSO4 4MgMg2+2+2OH+2OH- -=Mg(OH)=Mg(OH)2 2FeFe3+3+3OH+3OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3CaCa2+2+ =CaCO+ =CaCO3 3BaBa2+2+ =BaCO+ =BaCO3 3 +2H +2H+ +=H

15、=H2 2O+COO+CO2 224SO23CO23CO23CO(5)(5)工藝流程工藝流程: :粗鹽水粗鹽水 過濾過濾 離子交換樹脂離子交換樹脂精鹽水。精鹽水。在進(jìn)入電解槽前需通過離子交換樹脂進(jìn)一步除去在進(jìn)入電解槽前需通過離子交換樹脂進(jìn)一步除去CaCa2+2+、MgMg2+2+等等離子離子, ,以防破壞離子交換膜。以防破壞離子交換膜。2.2.原理原理2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2沉淀劑沉淀劑加適量稀鹽酸加適量稀鹽酸通電通電=3.3.主要設(shè)備主要設(shè)備離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽: :陽(yáng)極室陽(yáng)極室: :加入的是精制后的飽和食

16、鹽水加入的是精制后的飽和食鹽水陰極室陰極室: :加入純水加入純水( (加入一定量的加入一定量的NaOHNaOH溶液溶液) )4.4.生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程【高考警示【高考警示】(1)(1)除去飽和食鹽水中的除去飽和食鹽水中的CaCa2+2+、MgMg2+2+、S S 時(shí)時(shí), ,純堿應(yīng)在鋇試劑純堿應(yīng)在鋇試劑之后加入之后加入, ,稀鹽酸應(yīng)在過濾后加入。稀鹽酸應(yīng)在過濾后加入。(2)(2)電解飽和食鹽水時(shí)要使用惰性電極而不能使用電解飽和食鹽水時(shí)要使用惰性電極而不能使用FeFe、CuCu等活等活性電極性電極, ,否則陽(yáng)極得不到否則陽(yáng)極得不到ClCl2 2。(3)(3)陽(yáng)離子交換膜既防止了陽(yáng)離子交換膜既防止了C

17、lCl2 2與與NaOHNaOH溶液的反應(yīng)溶液的反應(yīng), ,又防止了又防止了ClCl2 2與與H H2 2的反應(yīng)。的反應(yīng)。24O【典例【典例1 1】(2012(2012浙江高考浙江高考)(1)(1)氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生產(chǎn)產(chǎn)為基礎(chǔ)的工業(yè)體系。為基礎(chǔ)的工業(yè)體系。(2)(2)電解前電解前, ,為除去食鹽水中的為除去食鹽水中的MgMg2+2+、CaCa2+2+、S S 等雜質(zhì)離子等雜質(zhì)離子, ,下下列加入順序合理的是列加入順序合理的是。A.A.碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇B.B.碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉C.C.氫氧化鈉、碳酸鈉、

18、氯化鋇氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇D.D.氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉24O(3)“(3)“鹽泥鹽泥”是粗鹽提純及電解食鹽水過程中形成的工業(yè)是粗鹽提純及電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢廢料料”。某工廠的鹽泥組成如下。某工廠的鹽泥組成如下: :成分成分NaClNaClMg(OH)Mg(OH)2 2CaCOCaCO3 3BaSOBaSO4 4其他不其他不溶于酸溶于酸的物質(zhì)的物質(zhì)質(zhì)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)(%)(%)15152020151520205 510103030404010101515為了生產(chǎn)七水硫酸鎂為了生產(chǎn)七水硫酸鎂, ,設(shè)計(jì)了如圖所示的工藝流程設(shè)計(jì)了如圖所示的工藝流程: :裝置裝置

19、1 1中加入的酸應(yīng)選用中加入的酸應(yīng)選用, ,加入的酸應(yīng)適當(dāng)過量加入的酸應(yīng)適當(dāng)過量, ,控控制制pHpH為為5 5左右左右, ,反應(yīng)溫度在反應(yīng)溫度在5050左右。持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng)左右。持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng), ,以使以使Mg(OH)Mg(OH)2 2充分溶解并轉(zhuǎn)化為充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSOMgSO4 4, ,在此過程中同時(shí)生成在此過程中同時(shí)生成CaSOCaSO4 4。其中碳酸鈣可以轉(zhuǎn)化為硫酸鈣的原因是。其中碳酸鈣可以轉(zhuǎn)化為硫酸鈣的原因是 。裝置裝置2 2中濾渣的主要成分為中濾渣的主要成分為。裝置裝置3 3中通入高溫水蒸氣并控制溫度在中通入高溫水蒸氣并控制溫度在100100110,110,蒸發(fā)結(jié)

20、晶蒸發(fā)結(jié)晶, ,此時(shí)析出的晶體主要是此時(shí)析出的晶體主要是。用裝置。用裝置6(6(真空干燥器真空干燥器) )干干燥七水硫酸鎂晶體的理由是燥七水硫酸鎂晶體的理由是 ?！窘忸}指南【解題指南】解答本題要注意以下解答本題要注意以下2 2點(diǎn)點(diǎn): :(1)(1)關(guān)注關(guān)注“鹽泥鹽泥”的主要成分。的主要成分。(2)(2)粗鹽的提純過程中試劑的滴加順序。粗鹽的提純過程中試劑的滴加順序?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)由于電解飽和食鹽水的過程中產(chǎn)生了由于電解飽和食鹽水的過程中產(chǎn)生了ClCl2 2、H H2 2和和NaOHNaOH, ,所以電解食鹽水主要是為了制取以上三種物質(zhì)。所以電解食鹽水主要是為了制取以上三種物質(zhì)。(

21、2)(2)在粗在粗鹽提純過程中鹽提純過程中, ,所加除雜試劑的順序通常為先加所加除雜試劑的順序通常為先加BaClBaCl2 2, ,再加再加NaOHNaOH, ,最后加入最后加入NaNa2 2COCO3 3。加。加NaOHNaOH的順序可以放在的順序可以放在BaClBaCl2 2的前面也的前面也可以放在可以放在NaNa2 2COCO3 3的后面的后面, ,但但NaNa2 2COCO3 3的加入順序必須放在的加入順序必須放在BaClBaCl2 2的的后面后面, ,因過量的因過量的BaClBaCl2 2需用需用NaNa2 2COCO3 3除去。除去。(3)(3)由于最終的產(chǎn)品為由于最終的產(chǎn)品為Mg

22、SOMgSO4 4 7H7H2 2O,O,所以所加的酸應(yīng)該是所以所加的酸應(yīng)該是H H2 2SOSO4 4, ,加入加入H H2 2SOSO4 4后發(fā)生的反后發(fā)生的反應(yīng)有應(yīng)有:Mg(OH):Mg(OH)2 2+H+H2 2SOSO4 4=MgSOMgSO4 4+2H+2H2 2O,CaCOO,CaCO3 3+H+H2 2SOSO4 4=CaSOCaSO4 4+ +COCO2 2+H+H2 2O O。CaCOCaCO3 3和和H H2 2SOSO4 4的反應(yīng)之所以能夠持續(xù)進(jìn)行的反應(yīng)之所以能夠持續(xù)進(jìn)行, ,是因?yàn)槭且驗(yàn)樵摲磻?yīng)是在該反應(yīng)是在5050及持續(xù)攪拌的條件下進(jìn)行的及持續(xù)攪拌的條件下進(jìn)行的, ,

23、該條件下該條件下COCO2 2可以可以迅速?gòu)娜芤褐幸莩龆蛊胶獠粩嘞蛘磻?yīng)方向移動(dòng)。迅速?gòu)娜芤褐幸莩龆蛊胶獠粩嘞蛘磻?yīng)方向移動(dòng)。CaSOCaSO4 4是是一種微溶物一種微溶物, ,濾渣中除濾渣中除BaSOBaSO4 4、不溶于酸的物質(zhì)外還應(yīng)含有、不溶于酸的物質(zhì)外還應(yīng)含有CaSOCaSO4 4。在真空干燥器中在真空干燥器中MgSOMgSO4 47H7H2 2O O表面的水不需要加熱烘干就能揮發(fā)表面的水不需要加熱烘干就能揮發(fā)掉掉, ,這樣就能有效防止失去結(jié)晶水。這樣就能有效防止失去結(jié)晶水。答案答案: :氯氣、燒堿、氫氣氯氣、燒堿、氫氣( (只寫出氯氣、燒堿也可只寫出氯氣、燒堿也可) )D D(

24、(稀稀) )硫酸硫酸攪拌過程中攪拌過程中COCO2 2不斷逸出不斷逸出, ,使平衡使平衡CaCOCaCO3 3+H+H2 2SOSO4 4 CaSOCaSO4 4+H+H2 2COCO3 3,H,H2 2COCO3 3 H H2 2O+COO+CO2 2不斷向右移動(dòng)不斷向右移動(dòng)CaSOCaSO4 4、BaSOBaSO4 4、其他不溶于酸的物質(zhì)、其他不溶于酸的物質(zhì)氯化鈉氯化鈉防止失去結(jié)晶水防止失去結(jié)晶水【互動(dòng)探究【互動(dòng)探究】電解前除去食鹽水中的電解前除去食鹽水中的MgMg2+2+、CaCa2+2+、S S 等雜質(zhì)等雜質(zhì)離子離子, ,除本題的除本題的(2)(2)中的試劑加入順序外中的試劑加入順序外

25、, ,還有其他加入順序嗎還有其他加入順序嗎? ?提示提示: :還可以按以下順序除去食鹽水中的雜質(zhì)離子還可以按以下順序除去食鹽水中的雜質(zhì)離子: :NaOHBaClNaOHBaCl2 2NaNa2 2COCO3 324O考點(diǎn)考點(diǎn) 2 2 水的凈化與處理水的凈化與處理1.1.硬水軟化的方法硬水軟化的方法(1)(1)加熱法加熱法( (只能軟化具有暫時(shí)硬度的水只能軟化具有暫時(shí)硬度的水):):其原理為其原理為Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O,O,Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgCOMgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2

26、 2O,O,繼續(xù)煮沸時(shí)繼續(xù)煮沸時(shí),MgCO,MgCO3 3可轉(zhuǎn)化為更難溶的可轉(zhuǎn)化為更難溶的Mg(OH)Mg(OH)2 2: :MgCOMgCO3 3+H+H2 2O Mg(OH)O Mg(OH)2 2+CO+CO2 2。=(2)(2)藥劑法藥劑法( (石灰純堿法石灰純堿法):):反應(yīng)原理反應(yīng)原理: :Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=2CaCO=2CaCO3 3+2H+2H2 2O OMg(HCOMg(HCO3 3) )2 2+2Ca(OH)+2Ca(OH)2 2= 2CaCO 2CaCO3 3+Mg(OH)+Mg(OH)2 2+2H+2H2 2O

27、OMgSOMgSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaSO+CaSO4 4CaCa2+2+ + =CaCOCaCO3 323CO(3)(3)離子交換法離子交換法: :利用了離子交換反應(yīng)原理利用了離子交換反應(yīng)原理, ,軟化水的質(zhì)量高。軟化水的質(zhì)量高。常用離子交換樹脂作離子交換劑常用離子交換樹脂作離子交換劑, ,其軟化硬水和再生的過程如其軟化硬水和再生的過程如圖所示圖所示: :2.2.污水處理的常用方法污水處理的常用方法污水處污水處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利用物理原理和機(jī)械作用對(duì)和機(jī)械作用對(duì)廢水進(jìn)行處理廢水進(jìn)行處理沉淀、均衡調(diào)

28、節(jié)、過濾、離心分離沉淀、均衡調(diào)節(jié)、過濾、離心分離化學(xué)法化學(xué)法使用化學(xué)試劑使用化學(xué)試劑或其他化學(xué)手或其他化學(xué)手段處理廢水段處理廢水(1)(1)中和法中和法: :處理酸性廢水和堿性廢水處理酸性廢水和堿性廢水(2)(2)沉淀法沉淀法: :處理含有重金屬離子的廢處理含有重金屬離子的廢水水(3)(3)氧化還原法氧化還原法: :除去油類、氮化物、除去油類、氮化物、硫化物等物質(zhì)硫化物等物質(zhì)生物法生物法利用微生物的利用微生物的作用除去廢水作用除去廢水中溶膠物質(zhì)及中溶膠物質(zhì)及有機(jī)物有機(jī)物活性污泥法、生物濾池法、厭氣處理活性污泥法、生物濾池法、厭氣處理法法【高考警示【高考警示】(1)(1)用藥劑法軟化硬水時(shí)一定要

29、注意加入試劑的先后順序用藥劑法軟化硬水時(shí)一定要注意加入試劑的先后順序, ,即即NaNa2 2COCO3 3應(yīng)在應(yīng)在Ca(OH)Ca(OH)2 2之后加入。之后加入。(2)(2)用陽(yáng)離子交換樹脂用陽(yáng)離子交換樹脂HRHR除去硬水中的除去硬水中的CaCa2+2+、MgMg2+2+時(shí)時(shí), ,溶液中的溶液中的酸性會(huì)增強(qiáng)酸性會(huì)增強(qiáng), ,應(yīng)再用堿性溶液中和應(yīng)再用堿性溶液中和H H+ +。(3)(3)污水處理中的酸性廢水常用熟石灰中和而不用污水處理中的酸性廢水常用熟石灰中和而不用NaOHNaOH溶液中溶液中和和, ,堿性廢水常用堿性廢水常用COCO2 2中和。中和?！镜淅镜淅? 2】(2011(2011山東

30、高考山東高考) )水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。廣泛。(1)(1)含有較多含有較多離子的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳離子的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為酸鹽沉淀的離子方程式為:_(:_(寫一個(gè)即可寫一個(gè)即可) )。(2)(2)將將RHRH型陽(yáng)離子交換樹脂和型陽(yáng)離子交換樹脂和ROHROH型陰離子交換樹脂串接來軟化型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水天然硬水, ,應(yīng)該先使硬水通過應(yīng)該先使硬水通過( (填填“RH”RH”或或“ROH”)ROH”)型型離子交換樹脂離子交換樹脂, ,原因是原因是_。(3)(3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子

31、或離子通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留截留, ,從而獲得純凈水的方法稱為從而獲得純凈水的方法稱為_。電滲析法凈化水時(shí)電滲析法凈化水時(shí), ,使離子通過半透膜的推動(dòng)力是使離子通過半透膜的推動(dòng)力是_。(4)(4)檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí)檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí), ,最簡(jiǎn)單易行的方法是測(cè)定水的最簡(jiǎn)單易行的方法是測(cè)定水的_?！窘忸}指南【解題指南】解答本題時(shí)注意如下解答本題時(shí)注意如下3 3點(diǎn)點(diǎn): :(1)(1)硬水應(yīng)先通過硬水應(yīng)先通過“RH”,RH”,再通過再通過“ROH”,ROH”,防止生成防止生成Mg(OH)Mg(OH)2 2影影響交換效果響交換效果; ;(2)(2)電滲析法凈化水時(shí)使離子通

32、過半透膜的推動(dòng)力是電勢(shì)差電滲析法凈化水時(shí)使離子通過半透膜的推動(dòng)力是電勢(shì)差( (或或電場(chǎng)力電場(chǎng)力) )。(3)(3)水是一種極弱的電解質(zhì)水是一種極弱的電解質(zhì), ,純度越高電導(dǎo)率越小或電阻率越大。純度越高電導(dǎo)率越小或電阻率越大?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)含有較多的鈣、鎂離子的水稱為硬水含有較多的鈣、鎂離子的水稱為硬水; ;加熱硬水產(chǎn)加熱硬水產(chǎn)生碳酸鹽的化學(xué)方程式為生碳酸鹽的化學(xué)方程式為Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCOCaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O;O;Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgCOMgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O,O,故離

33、子方程式為故離子方程式為CaCa2+2+ CaCO+ CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O;O;MgMg2+2+ MgCO+ MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O。(2)(2)先通過陽(yáng)離子交換樹脂先通過陽(yáng)離子交換樹脂RH,RH,因溶液中鎂離子易與因溶液中鎂離子易與ROHROH型陰離型陰離子交換樹脂反應(yīng)生成子交換樹脂反應(yīng)生成Mg(OH)Mg(OH)2 2影響交換效果。影響交換效果。=32HCO=32HCO=(3)(3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留截留, ,獲得純凈水的方法稱為反滲透法。電滲析法

34、凈化水時(shí)獲得純凈水的方法稱為反滲透法。電滲析法凈化水時(shí), ,使使離子通過半透膜的推動(dòng)力是電勢(shì)差離子通過半透膜的推動(dòng)力是電勢(shì)差( (或電場(chǎng)力或電場(chǎng)力) )。(4)(4)水越純水越純, ,電導(dǎo)率越小或電阻率越大電導(dǎo)率越小或電阻率越大, ,可用于測(cè)定水的純度?？捎糜跍y(cè)定水的純度。答案答案: :(1)(1)鈣、鎂鈣、鎂CaCa2+2+ CaCO+ CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O;O;( (或或MgMg2+2+ MgCO+ MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O)O)(2)RH(2)RH先通過陰離子交換樹脂可能產(chǎn)生先通過陰離子交換樹脂可能產(chǎn)生Mg(OH)Mg(OH)2 2等沉

35、淀而影響等沉淀而影響樹脂交換效果樹脂交換效果(3)(3)反滲透法電勢(shì)差反滲透法電勢(shì)差( (或電場(chǎng)力或電場(chǎng)力) )(4)(4)電導(dǎo)率或電阻率電導(dǎo)率或電阻率32HCO=32HCO=【互動(dòng)探究【互動(dòng)探究】(1)(1)用蒸餾的方法可得到軟水嗎用蒸餾的方法可得到軟水嗎? ?提示提示: :可以可以, ,水中鈣、鎂的化合物難揮發(fā)水中鈣、鎂的化合物難揮發(fā), ,水蒸氣冷凝得到的水水蒸氣冷凝得到的水屬于軟水。屬于軟水。(2)(2)用用RHRH型陽(yáng)離子交換樹脂軟化后的硬水型陽(yáng)離子交換樹脂軟化后的硬水,pH,pH會(huì)發(fā)生什么變化會(huì)發(fā)生什么變化? ?只用只用RHRH陽(yáng)離子交換樹脂軟化的水可用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嗎陽(yáng)離子交換樹脂軟

36、化的水可用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嗎? ?提示提示: :水的水的pHpH會(huì)減小會(huì)減小, ,酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng), ,不能直接應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。不能直接應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。1.(20121.(2012山東高考山東高考) )石油和煤炭加工過程涉及多種技術(shù)和設(shè)備。石油和煤炭加工過程涉及多種技術(shù)和設(shè)備。(1)(1)石油分餾時(shí)石油分餾時(shí), ,在不斷向在不斷向( (填工業(yè)設(shè)備名稱填工業(yè)設(shè)備名稱) )內(nèi)投放原內(nèi)投放原料的同時(shí)獲得產(chǎn)品料的同時(shí)獲得產(chǎn)品, ,該過程為該過程為操作過程。操作過程。(2)(2)石油裂化分為熱裂化、石油裂化分為熱裂化、和加氫裂化和加氫裂化, ,裂化的目的是裂化的目的是提高提高的產(chǎn)量。的產(chǎn)量。(3)(3)

37、煤的洗選是為了降低原煤中灰分和煤的洗選是為了降低原煤中灰分和的含量。煤的的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒, ,并使全部煤炭顆粒并使全部煤炭顆粒_進(jìn)行燃燒的過程。進(jìn)行燃燒的過程。(4)(4)煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和存存在下與在下與作用生成液體燃料的過程。作用生成液體燃料的過程。【解析【解析】(1)(1)石油分餾是在分餾塔中進(jìn)行的。因石油成分復(fù)雜石油分餾是在分餾塔中進(jìn)行的。因石油成分復(fù)雜, ,隨分子中碳原子數(shù)增加、沸點(diǎn)升高隨分子中碳原子數(shù)增加、沸點(diǎn)升高, ,逐漸分離出沸點(diǎn)在不同范逐漸分離出沸

38、點(diǎn)在不同范圍的餾分。圍的餾分。(2)(2)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化。裂化是將長(zhǎng)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化。裂化是將長(zhǎng)鏈烴斷為短鏈烴鏈烴斷為短鏈烴( (輕質(zhì)油輕質(zhì)油) )。(3)(3)煤洗選是降低灰分和硫煤洗選是降低灰分和硫, ,可以防止煤燃燒導(dǎo)致酸雨?？諝鈴目梢苑乐姑喝紵龑?dǎo)致酸雨?？諝鈴牡撞看等氲撞看等? ,可使煤粉呈可使煤粉呈“沸騰沸騰”狀狀, ,燃燒充分。燃燒充分。(4)(4)煤的直接液化是煤在催化劑條件下煤的直接液化是煤在催化劑條件下, ,與與H H2 2作用生成甲醇等液作用生成甲醇等液體燃料的過程。體燃料的過程。答案答案: :(1)(1)分餾塔連續(xù)分餾塔連續(xù)(

39、2)(2)催化裂化輕質(zhì)燃料油催化裂化輕質(zhì)燃料油( (或汽油或汽油) )(3)(3)硫硫(S)(S)浮動(dòng)浮動(dòng)(4)(4)催化劑氫氣催化劑氫氣(H(H2 2) )2.2.水是生命之源水是生命之源, ,但隨著工業(yè)的發(fā)展但隨著工業(yè)的發(fā)展, ,許多寶貴的水資源受到了許多寶貴的水資源受到了污染。下面是對(duì)某自來水廠水源進(jìn)行水質(zhì)分析時(shí)得到的部分信污染。下面是對(duì)某自來水廠水源進(jìn)行水質(zhì)分析時(shí)得到的部分信息息: :水體渾濁水體渾濁, ,有一定異味有一定異味,pH,pH為為6.5,6.5,細(xì)菌總數(shù)細(xì)菌總數(shù)1 mL1 mL水中含有水中含有250250個(gè)個(gè)( (國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每亳升不得超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每亳升不得超過1001

40、00個(gè)個(gè)) )。(1)(1)為了達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)為了達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn), ,下列處理措施中不正確的是下列處理措施中不正確的是_。A.A.加混凝劑沉降加混凝劑沉降 B.B.用堿調(diào)節(jié)到中性用堿調(diào)節(jié)到中性C.C.用活性炭吸附用活性炭吸附 D.D.注入液氯消毒注入液氯消毒(2)(2)已知高鐵酸鈉已知高鐵酸鈉(Na(Na2 2FeOFeO4 4) )加入水中加入水中, ,能殺死水中的微生物和細(xì)能殺死水中的微生物和細(xì)菌菌, ,并能產(chǎn)生類似明礬的凈水作用并能產(chǎn)生類似明礬的凈水作用, ,寫出其在凈水過程中發(fā)生反寫出其在凈水過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式應(yīng)的離子方程式_。(3)(3)剛出廠的自來水中含少量余氯剛出廠的自來

41、水中含少量余氯, ,它在配水管中停留可有效地它在配水管中停留可有效地起到殺菌作用起到殺菌作用, ,并能保持較長(zhǎng)時(shí)間。請(qǐng)解釋其原因并能保持較長(zhǎng)時(shí)間。請(qǐng)解釋其原因_。(4)(4)水中可溶性鈣及鎂的化合物含量的高低可用水的硬度來表水中可溶性鈣及鎂的化合物含量的高低可用水的硬度來表示。下列問題的出現(xiàn)與水的硬度無(wú)關(guān)的是示。下列問題的出現(xiàn)與水的硬度無(wú)關(guān)的是_。A.A.鍋爐管道結(jié)垢鍋爐管道結(jié)垢B.B.肥皂去污效果降低肥皂去污效果降低C.C.水中溶解氧降低水中溶解氧降低D.D.長(zhǎng)期飲用造成尿道結(jié)石長(zhǎng)期飲用造成尿道結(jié)石【解析【解析】(1)(1)用堿調(diào)節(jié)污水到中性的方法不可取用堿調(diào)節(jié)污水到中性的方法不可取, ,因

42、為這樣只是因?yàn)檫@樣只是換了一種污染水的方法。換了一種污染水的方法。(2)Na(2)Na2 2FeOFeO4 4中中+6+6價(jià)的鐵體現(xiàn)氧化性時(shí)變?yōu)閮r(jià)的鐵體現(xiàn)氧化性時(shí)變?yōu)?3+3價(jià)鐵價(jià)鐵, ,而而FeFe3+3+會(huì)水解會(huì)水解產(chǎn)生具有凈水功能的產(chǎn)生具有凈水功能的Fe(OH)Fe(OH)3 3膠體。膠體。(3)Cl(3)Cl2 2與與H H2 2O O的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),HClO,HClO具有殺菌消毒作用具有殺菌消毒作用, ,當(dāng)當(dāng)其被消耗后其被消耗后, ,由于剩余由于剩余ClCl2 2的存在的存在, ,會(huì)使會(huì)使ClCl2 2與與H H2 2O O反應(yīng)的平衡向生反應(yīng)的平衡向生成成H

43、ClOHClO的方向移動(dòng)的方向移動(dòng), ,從而使水中的從而使水中的HClOHClO能得到及時(shí)的補(bǔ)充。能得到及時(shí)的補(bǔ)充。(4)(4)根據(jù)根據(jù)“水中可溶性鈣及鎂的化合物含量的高低可用水的硬水中可溶性鈣及鎂的化合物含量的高低可用水的硬度來表示度來表示”的意思的意思, ,水中溶解氧的降低與水的硬度無(wú)關(guān)。水中溶解氧的降低與水的硬度無(wú)關(guān)。答案答案: :(1)B(1)B(2)Fe(2)Fe3+3+3H+3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 3( (膠體膠體)+3H)+3H+ +(3)Cl(3)Cl2 2+H+H2 2O HCl+HClOO HCl+HClO, ,由于余氯的存在由于余氯的存在, ,當(dāng)次氯

44、酸被消耗當(dāng)次氯酸被消耗后后, ,上述反應(yīng)的化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng), ,使水中的次氯酸得使水中的次氯酸得到了及時(shí)的補(bǔ)充到了及時(shí)的補(bǔ)充( (答出平衡移動(dòng)即可答出平衡移動(dòng)即可) )(4)C(4)C3.3.海洋是人類巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)海洋是人類巨大的化學(xué)資源寶庫(kù), ,海洋資源的綜合利用具有海洋資源的綜合利用具有極為廣闊的發(fā)展前景。極為廣闊的發(fā)展前景。(1)(1)蒸餾法是目前技術(shù)和工藝比較成熟的海水淡化方法蒸餾法是目前技術(shù)和工藝比較成熟的海水淡化方法, ,但由于但由于使用大量燃煤使用大量燃煤, ,造成能耗多造成能耗多, ,排污量大。針對(duì)上述蒸餾法的缺點(diǎn)排污量大。針對(duì)上

45、述蒸餾法的缺點(diǎn), ,請(qǐng)你提出一條改進(jìn)建議請(qǐng)你提出一條改進(jìn)建議:_:_。(2)(2)空氣吹出法是目前從海水中提取溴的常用方法空氣吹出法是目前從海水中提取溴的常用方法, ,流程如圖所流程如圖所示示( (苦鹵即海水蒸發(fā)結(jié)晶分離出食鹽后的母液苦鹵即海水蒸發(fā)結(jié)晶分離出食鹽后的母液):):反應(yīng)反應(yīng)后通入后通入“空氣、水蒸氣空氣、水蒸氣”的目的是的目的是_。反應(yīng)反應(yīng)后先加入四氯化碳后先加入四氯化碳, ,目的是目的是_,_,從四氯化碳中分離出單質(zhì)溴的方法是從四氯化碳中分離出單質(zhì)溴的方法是_。(3)(3)苦鹵中含有苦鹵中含有NaClNaCl、MgClMgCl2 2、KClKCl、MgSOMgSO4 4等鹽類物質(zhì)

46、。用簡(jiǎn)要等鹽類物質(zhì)。用簡(jiǎn)要的文字說明如何測(cè)定苦鹵中的文字說明如何測(cè)定苦鹵中MgClMgCl2 2的含量的含量?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)潮汐能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等均為綠色能源潮汐能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等均為綠色能源, ,可以代替可以代替燃煤燃煤, ,降低污染。降低污染。(2)(2)反應(yīng)反應(yīng)的目的是置換溴的目的是置換溴, ,溴被置換出來后溴被置換出來后溶解在水中溶解在水中, ,通入熱的空氣、水蒸氣通入熱的空氣、水蒸氣, ,溫度升高溫度升高, ,溴被吹出溴被吹出, ,吹出吹出后的溴與二氧化硫反應(yīng)后的溴與二氧化硫反應(yīng), ,生成生成BrBr- -, ,反應(yīng)反應(yīng)是氯氣再次氧化是氯氣再次氧化BrBr- -, ,然然

47、后用四氯化碳萃取溴后用四氯化碳萃取溴, ,最后通過蒸餾分離出溴。最后通過蒸餾分離出溴。(3)(3)苦鹵中有兩苦鹵中有兩種鎂鹽種鎂鹽, ,即硫酸鎂和氯化鎂。即硫酸鎂和氯化鎂。答案答案: :(1)(1)充分利用潮汐能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等海邊富有的潔凈能充分利用潮汐能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等海邊富有的潔凈能源源(2)(2)使置換出的溴被吹出來使置換出的溴被吹出來使生成的溴溶解在四氯化碳使生成的溴溶解在四氯化碳中中( (或答或答“萃取溴萃取溴”) )蒸餾蒸餾(3)(3)先用足量先用足量BaClBaCl2 2溶液沉淀溶液沉淀 求出求出 的總量的總量, ,即求出即求出MgSOMgSO4 4的量的量, ,然后用足量然后

48、用足量NaOHNaOH溶液沉淀溶液沉淀MgMg2+2+, ,求出總的求出總的MgMg2+2+, ,減去減去MgSOMgSO4 4中中MgMg2+2+的量即可得到的量即可得到MgClMgCl2 2的量的量24SO，24SO4.4.請(qǐng)回答氯堿工業(yè)中的如下問題請(qǐng)回答氯堿工業(yè)中的如下問題: :(1)(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時(shí)按照二者固定的比率氯氣、燒堿是電解食鹽水時(shí)按照二者固定的比率k(k(質(zhì)量比質(zhì)量比) )生成的產(chǎn)品。理論上生成的產(chǎn)品。理論上k=k=( (要求寫出計(jì)算表達(dá)式和結(jié)要求寫出計(jì)算表達(dá)式和結(jié)果果) )。(2)(2)原料粗鹽中常含有泥沙和原料粗鹽中常含有泥沙和CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、S S 等雜質(zhì)等雜質(zhì), ,必必須精制后才能供電解使用。精制時(shí)須精制后才能供電解使用。精制時(shí), ,粗鹽溶于水過濾后粗鹽溶于水