2016-2017学年高中化学第2单元化学与资源开发利用单元归纳提升课件新人教版选修.ppt

知 识 网 络 构 建 专 题 归 纳 提 升 专 题 对 点 演 练 水的净化 自然界中的河水、湖水、井水等天然水都是混合物，为使其净化可采用的 方法有沉降、吸附、过滤、蒸馏等， 其中净化效果最好的是蒸馏。 净化 水 的方 法 原理 作用 沉淀 静置，使不溶性杂质与水分层 除去较大的不溶性杂质 吸附 利用明矾在水中生成胶 状物吸附杂质 吸附不溶性絮状物 利用活性炭的吸附作用 吸附水中的一些可溶性 杂质、异味及色素 除去可溶性杂质、异味 及色素 过滤 把液体与不溶于液体的固体分离 除去不溶性杂质 蒸馏 加热时硬水中的钙、镁 化合物一般不挥发，水 加热到沸腾时，生成大 量水蒸气，冷凝即可把 杂质分离出来 软化硬水 某种纯净水生产线 的主要工艺流程如图： 阅读该纯净水生产线的有关资料后回答问题： 资料：反渗透器的核心部件是 RO 芯， RO 芯是由多层反渗透复合膜组成 的，太空宇航员原用于废水的再生。 RO 芯的孔径很小，大约是普通细菌的 1/600 ，细小固体、有机物杂质不能通过，简单离子、水可以通过。生产时为 保证成品的质量，通常控制水压使成品产率在 50 % 左右。 RO 芯部分工作参数如下： 硬 度 铁 游离 氯 有机 物 1. 7 mg/ L 0. 1 mg/ L 0.1 mg/L 1 mg/L (1) 纯净水一定是不含任何杂质的水吗？ (2) 水中的 Ca 2 和 Mg 2 是引起水的硬度的主要因素，硬度的表示方法是： 将水中的 Ca 2 和 Mg 2 都看作 Ca 2 ，并将其质量折算成 Ca 2 的质量，以 1 L 水中 含有的 CaO 的质量来表示。可用一定浓度的 Y 溶液进行滴定， Y 跟 Ca 2 和 Mg 2 都以等物质的量完全反应。该工厂现用地下水生产纯净水，取地下水样品 25.0 mL ，用 0.0 1 m ol/ L Y 溶液滴定，完全反应时消耗 Y 溶液 15.0 m L 。试判断该地下 水是否可直接用来生产纯净水。 【解析】 (1) 纯净水是含 有少量杂质的水。 (2) 设钙离子的物质的量为 x Ca 2 Y CaO 1 m ol 1 m ol 1 m ol x 0.01 m ol/ L 15 0 10 3 L x 解得： x 1.5 10 4 mol ，则 1 L 该地下水中含有钙离子的物质的量 1 000 25 1.5 10 4 mol ，进一步可计算出 CaO 的质量： 56 g/m ol 1 000 25 1.5 10 4 m ol 33 6 m g 。 【答案】 (1) 不是，纯净水也可能含有少量的杂质。 (2) 此 地下水的硬度为 336 m g/L ，不能直接用来生产纯净水。 海水综合利用的知识网络 海洋是一个至今未被完全开发的巨大化学资源宝库，海洋资源的 综合利用具有非常广阔的前景。请回答下列问题： (1) 蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法。你认为运用蒸馏法淡化海水 最理想的能源是 _ 。 (2) 海水综合利用的流程图如下： 用 NaCl 作原料可以得到多种产品。 工业上由 NaCl 制备金属钠的化学方程式是 _ 。 实验室用惰性电极电解 100 m L 0.1 m ol/ L NaCl 溶液，若阴、阳两极均 得到 1 12 mL 气体 ( 标准状况 ) ，则所得溶液的 pH 为 _ _( 忽略反应前后溶液 的体积变化 ) 。 电解氯化钠稀溶液可制备 “ 84 消毒液 ” ，通电时氯气被溶液完全吸收， 若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式： _ _ _ 。 电解 25 % 的饱和食盐水 200 k g ，当溶液中 NaC l 的质量分数下降到 20 % 时，计算收集到的氯气的物质的量为 _( 被溶液吸收的氯气忽略不计， 计算结果保留一位小数 ) 。 【解析】 (1) 运用蒸馏法进行海水淡化要消耗大量的能量，合理利用廉价 易得的能源 太阳能，可节约能源，减少环境污染。 (2) 金属钠可通过电解熔融的 Na Cl 得到。 溶液中： n (NaCl) 0. 1 m ol/ L 0.1 L 0.0 1 m ol ， n (H 2 ) 0.1 12 L 22.4 L/m ol 0.005 m ol ，因此反应中 NaCl 恰好完全反应，可根据 NaCl 或 H 2 的物质的量计算 生成的 NaOH 的物质的量。 根据反应： 2NaCl 2H 2 O = = 电解 2NaOH H 2 Cl 2 ， n (NaOH ) 2 n (H 2 ) 0.005 m o l 2 0.01 mol ， c (OH ) c (NaOH ) 0.01 m ol 0.1 L 0.1 mol/L ，则 c (H ) 1.0 10 13 m ol/ L ， pH 13 。 电解氯化钠稀溶液制备 “ 84 消毒液 ” 的过程中发生的反应依次为： 2N aCl 2H 2 O = = 电解 2N aOH H 2 Cl 2 ， 2N aOH Cl 2 = =NaC l NaClO H 2 O ，把两反应相加，可得 NaC l H 2 O = = 电解 NaC lO H 2 。 设参加反应的 NaCl 的质量为 x 。根据题意，则 2NaCl 2H 2 O = = 电解 2NaOH H 2 Cl 2 m 1 17 73 x 73 1 17 x 因此 200 kg 25 % x 200 kg 73 1 17 x 100 % 20 % ，解得 x 1 1.43 kg 。 根据反应： 2N aCl 2H 2 O = = 电解 2N aOH H 2 Cl 2 ， n (Cl 2 ) 1 2 n (NaC l) 1 2 1 1.43 10 3 g 58.5 g/m ol 97.7 mol 。 【答案】 (1) 太阳能 (2) 2N aCl( 熔融 ) = = = 电解 2N a Cl 2 13 NaC l H 2 O = = 电解 NaC lO H 2 97.7 m ol 石油、煤、天然气综合利用的两组易混问题 1 化学三馏 蒸馏、分馏、干馏 蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸汽，再使蒸汽冷却凝结成液体的操作。蒸 馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到分离或提纯的目的，混合物中至少 要有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质 ( 馏分 ) 越纯。若不 同组 分之间沸点差别小或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。 分馏：对多组分混合物控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏。分馏可 使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物 分离或除去杂质的目的。 干馏：把固态混合物 ( 如煤、木材 ) 隔绝空气加强热使之分解的过程叫作干 馏。蒸馏与分馏属于物理变化，干馏过程往往很复杂，属于物理、化学变化。 2 水煤气、天然气、焦炉气、炼厂气、出炉煤气、裂解气、高炉煤气、 石油气的区别： 名称 来历 主要成分 主要用途 天然气 蕴藏在地层内的一种 可燃性气体 CH 4 作燃料、制炭黑等 水煤气 水蒸气通过灼热的炭 层： C(s) H 2 O(g) = = 高温 CO (g) H 2 (g) CO 、 H 2 作燃料、合成 NH 3 焦炉 气 煤的干馏 H2、 CH4、 C2H4、 CO等 作化工原料、燃料 出炉 煤气 煤的干馏 焦炉气、粗氨水、 煤焦油 制农药、医药、炸 药、染料等 高炉 煤气 炼铁的余气 CO、 CO2、 N2、 O2 等 作燃料 炼厂 气 石油炼制的副产气 气态烃的混合物， 主要为丁烯、丙烯、 乙烯等 作化工原料、燃料 裂解 气 石油裂解得到的气 态烃 乙烯、丙烯、丁烯、 少量 CH4、 C2H2、 H2等 作化工原料 石油 气 又叫 液 化气 天然气、油田气、 炼厂气加压、降温 后液化 丙烷、丙烯、丁烷、 丁烯及少量戊烷 作化工原料、燃料 某混合气体通过溴水 ( 使其褪色 ) ，再通过灼热的氧化铜 ( 使其由黑 色变红色 ) ，再通过无水 Cu SO 4 白色粉末 ( 使其变蓝色 ) ，再通过澄清石灰水 ( 石灰 水由澄清变浑浊，再变澄清 ) ，最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈蓝色，这 种混合气体是 ( ) A 水煤气 B 焦炉煤气 C 石油液化气 D 高炉煤气 【解析】 水煤气主要成分为 CO 、 H 2 等，焦炉煤气主要成分为 H 2 、 CH 4 、 C 2 H 4 、 CO 等，石油液化气主要成分为 C 3 H 4 、 C 4 H 10 ，高炉煤气主要成分为 CO 2 、 CO 、 N 2 等。符合题意的气体只有焦炉煤气。 【答案】 B