第十三章化學(xué)與技術(shù)(選修)第二講化學(xué)與資源開發(fā)利用 考綱要求 1了解海水的綜合利用。了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用的作用。 2了解化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。 3了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。 4了解化學(xué)對廢舊物資再生與綜合利用的作用。 1水的凈化 (1)混凝法：常用明礬、_等作混凝劑，用明礬凈水的原理是_?？键c一從水資源獲取純凈水的主要方法考點一從水資源獲取純凈水的主要方法 知識梳理知識梳理綠礬、綠礬、Fe2(SO4)3、FeSO4、聚合鋁、聚合鋁 (2)化學(xué)軟化法。 煮沸法除暫時硬度：_ _。 藥劑法：先加_，再加_。 離子交換法：向硬水中加入離子交換劑(如NaR)，反應(yīng)式為_，且離子交換樹脂能再生：CaR22Na=2NaRCa2。Ca(OH)2 Na2CO3Ca22NaR=CaR22Na、Mg22NaR=MgR22Na 2污水處理 (1)中和法：酸性廢水常用_中和，堿性廢水常用_中和。 (2)沉淀法：Hg2、Pb2、Cu2等重金屬離子可用_除去，反應(yīng)的離子方程式為_ _。 3海水淡化 常用方法為_、_等。熟石灰熟石灰H2SO4或或H2CO3Na2S蒸餾法蒸餾法電滲析法電滲析法 特別提醒水的暫時硬度和永久硬度的區(qū)別：在于所含的主要陰離子種類的不同，由Mg(HCO3)2或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度叫水的暫時硬度，由鈣和鎂的硫酸鹽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暫時硬度和永久硬度的總和。 水處理主要包括水的凈化、污水處理、硬水軟化和海水淡化等。 (1)水處理技術(shù)的核心是減少或除去水中的各種雜質(zhì)離子。目前，_和_是主要的去離子方法。題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練離子交換法離子交換法 膜分離法膜分離法 CH4 否否 1 廢水常用Cl2氧化CN成CO2和N2。若參加反應(yīng)的Cl2與CN的物質(zhì)的量之比為5 2，則該反應(yīng)的離子方程式為_。 (3)地下水往往含有鈣、鎂的碳酸鹽，自來水廠需要對地下水進行_處理。把進行過離子交換的CaR2(或MgR2)型樹脂置于_中浸泡一段時間后便可再生。軟化軟化 食鹽水食鹽水 (4)海水的淡化是除去海水中所含的鹽分，下圖是海水中利用電滲析法獲得淡水的原理圖，已知海水中含有Na、Cl、Ca2、Mg2、SO等離子，電極為惰性電極。 請回答： 陽離子交換膜是指_(填“A”或“B”)。 寫出通電后陽極區(qū)的電極反應(yīng)式_。B 1水的凈化的基本流程 (3)離子交換法。 利用離子交換反應(yīng)原理，軟化水的質(zhì)量高。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圖所示： 3污水處理 (1)基本流程。 (2)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和機利用物理原理和機械作用對廢水進行械作用對廢水進行處理處理沉淀、均衡調(diào)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)試劑或其使用化學(xué)試劑或其他化學(xué)手段處理廢他化學(xué)手段處理廢水水(1)中和法：處理酸性廢水和堿性廢水中和法：處理酸性廢水和堿性廢水(2)沉淀法：處理含有重金屬離子的廢水沉淀法：處理含有重金屬離子的廢水(3)氧化還原法：除去油類、氮化物、硫氧化還原法：除去油類、氮化物、硫化物等物質(zhì)化物等物質(zhì)生物法生物法利用微生物的作用利用微生物的作用除去廢水中溶膠物除去廢水中溶膠物質(zhì)及有機物質(zhì)及有機物活性污泥法、生物濾池法、厭氧處理法活性污泥法、生物濾池法、厭氧處理法 1海水制鹽 以_法為主，主要得到_和_。 2氯堿工業(yè) (1)設(shè)備：_。 (2)反應(yīng)原理：_?？键c二海水的綜合利用考點二海水的綜合利用 知識梳理知識梳理蒸餾蒸餾NaCl離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽 3海水提溴 (1)工藝流程。 4海水提鎂 (1)工藝流程。 (2)主要反應(yīng)原理 _ 特別提醒(1)為提高反應(yīng)中Mg2的濃度，將海水濃縮或用提取食鹽后的鹽鹵。 (2)電解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制鹽酸，循環(huán)使用，節(jié)省成本。 (3)所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4雜質(zhì)在加鹽酸前應(yīng)除去，以保證MgCl2的純度。 將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。 回答下列問題： (1)下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是_(填序號)。 用混凝法獲取淡水提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種改進鉀、溴、鎂等的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2，并用純堿吸收。純堿吸收溴的主要反應(yīng)是：Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2時轉(zhuǎn)移的電子為_mol。題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練 (3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖： 濃海水的主要成分如下： 該工藝過程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為_，產(chǎn)品2的化學(xué)式為_，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為_g。Mg(OH)2 69.6 (4)采用石墨陽極，不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 從海水中獲得淡水資源的方法和原理 1基本方法及原理方法方法主要原理主要原理優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點蒸蒸餾餾法法將海水加熱至將海水加熱至105 105 蒸發(fā)汽蒸發(fā)汽化，然后蒸氣冷凝而得到蒸化，然后蒸氣冷凝而得到蒸餾水的方法餾水的方法設(shè)備結(jié)構(gòu)簡設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易操作、單、易操作、淡水質(zhì)量好淡水質(zhì)量好能耗大能耗大電滲電滲析法析法利用陰、陽離子交換膜對水利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的選擇透過性，中陰、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場作用下，使在外加直流電場作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達到除鹽目的一部分水中而達到除鹽目的的方法的方法易于大規(guī)模易于大規(guī)模生產(chǎn)、得到生產(chǎn)、得到的濃鹽水可的濃鹽水可用于其他工用于其他工業(yè)業(yè)( (如海水如海水提鎂等提鎂等) )設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、淡水質(zhì)雜、淡水質(zhì)量較差、能量較差、能耗較大耗較大 2.水處理去離子方法：離子交換法、膜分離法 1石油的綜合利用 (1)分餾：分為_分餾和_分餾，每種餾分仍是混合物。考點三石油、煤和天然氣的綜合利用考點三石油、煤和天然氣的綜合利用 知識梳理知識梳理常壓常壓減壓減壓 (2)裂化與裂解。(催化催化)裂化裂化裂解裂解含義含義通過催化劑催化、高溫，使通過催化劑催化、高溫，使含碳原子數(shù)多、沸點高的烴含碳原子數(shù)多、沸點高的烴斷裂為含碳原子數(shù)少、沸點斷裂為含碳原子數(shù)少、沸點低的烴的過程低的烴的過程采用比裂化更高溫度采用比裂化更高溫度(700 1 000 )使長鏈烴斷裂成短鏈、使長鏈烴斷裂成短鏈、不飽和烴的過程不飽和烴的過程目的目的_原料原料減壓分餾后的重油、石蠟等減壓分餾后的重油、石蠟等石油分餾的餾分石油分餾的餾分提高輕質(zhì)油，特別是汽油提高輕質(zhì)油，特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量的產(chǎn)量和質(zhì)量獲得有機化工原料，特別是獲得有機化工原料，特別是提高乙烯的產(chǎn)量提高乙烯的產(chǎn)量汽油、柴油、煤汽油、柴油、煤油等油等乙烯、丙烯、丁烯等組成的裂乙烯、丙烯、丁烯等組成的裂解氣及少量液態(tài)烴解氣及少量液態(tài)烴 特別提醒(1)汽油指含有511個碳原子的烴，裂化汽油與直餾汽油不同，裂化汽油中含不飽和烴，能使溴的四氯化碳溶液褪色，而直餾汽油不能。 (2)裂解氣中主要含乙烯、丙烯、丁二烯等短鏈氣態(tài)烴，而液化石油氣是石油常壓分餾的產(chǎn)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。 2天然氣的綜合利用 除了直接用作燃料外，還可以制造合成氨原料氣_，合成_及其他化工原料。例如：天然氣重整的方程式：_。H2甲醇甲醇 3煤的綜合利用 (1)煤的干餾：將煤隔絕空氣加強熱，使之分解的過程，得到的固態(tài)物質(zhì)_，液態(tài)物質(zhì)_，氣態(tài)物質(zhì)焦?fàn)t氣的成分為_等。 (2)煤的氣化：是把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。主要反應(yīng)： _。 (3)煤的液化：直接液化：煤與氫氣作用生成液體燃料； 間接液化：先把煤轉(zhuǎn)化成_，再催化合成烴類燃料、醇類燃料及化學(xué)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 (2015濟南二模)煤炭被人們譽為黑色的“金子”，它是人類使用的主要能源之一。為了提高煤的利用率，減少有害氣體的排放，人們采取了各式各樣的方法。 (1)煤的氣化和液化可以提高煤的利用率。煤的氣化技術(shù)的主要產(chǎn)物是_。煤的液化技術(shù)又分為直接液化和間接液化。將煤隔絕空氣加強熱得到焦?fàn)t氣、煤焦油及焦炭等產(chǎn)品的技術(shù)稱為_。題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練CO、H2 煤的干餾煤的干餾 (2)煤在燃燒前、后及燃燒過程中均可采取措施減少有害氣體的排放。 在燃燒前，可以采用微生物脫硫技術(shù)。原理如下：中間產(chǎn)物，作催化劑，加快中間產(chǎn)物，作催化劑，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