化学与资源开发.ppt

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1、第2讲　化学与资源开发利用最新展示1.了解化学在水处理中的作用。2.了解海水的综合利用，了解科学发展对自然资源利用的作用。3.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。4.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。热点定位1.天然水净化、污水处理的方法。2.海水中提取溴、镁的工艺流程。3.氯碱工业的生产原理及工艺流程。4.石油裂化、裂解的比较，分馏产品及煤的综合利用。一、获取洁净的水1．天然水的净化(1)混凝法天然水中常含有一些悬浮物和胶体，常用加入混凝剂的方法，使细小的悬浮物和胶体凝聚成较大的颗粒而沉淀，再过滤除去。最常用的一种混凝剂是明矾，其在水中发生电离：KAl(SO4

2、)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋与水发生水解反应生成Al(OH)3：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。Al(OH)3在水中以絮状的胶体形式存在，由于水中的胶体杂质一般都带负电，而Al(OH)3胶体粒子都带正电，从而使胶体杂质聚沉，同时Al(OH)3还能吸附一些悬浮物。在工业生产中还常用硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁等作混凝剂。(2)化学软化法①硬水：含有较多Ca2＋、Mg2＋的水。②暂时硬度：由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的水的硬度。③永久硬度：由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的水的硬度。④化学软化方法a．加热法只能软化暂时硬水，其原理为：Ca

3、(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg(HCO3)2MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，继续煮沸时，MgCO3可转化为更难溶的Mg(OH)2：MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑。b．药剂法先加Ca(OH)2，再加Na2CO3。Ca(OH)2可消除水的暂时硬度，还可将Mg2＋引起的永久硬度转化为由Ca2＋形成的硬度，其作用原理如下：Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2OMg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===2CaCO3↓＋Mg(OH)2↓＋2H2OMgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4加入纯碱的作用是将

4、过量Ca2＋沉淀出来，Ca2＋＋CO===CaCO3↓。c．离子交换法概念：使离子交换树脂上的离子与水中的离子交换，除去水中的阴、阳离子的方法。表示方法：nHR＋Mn＋MRn＋nH＋，mROH＋Ym－RmY＋mOH－。树脂再生：交换完成后的树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力。2．污水处理(1)中和法酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用H2SO4或CO2中和。(2)沉淀法Hg2＋、Pb2＋、Cu2＋等重金属离子可用Na2S除去，反应的离子方程式为Hg2＋＋S2－===HgS↓，Pb2＋＋S2－===PbS↓，Cu2＋＋S2－===CuS↓。3．海水淡化：常用方法为

5、蒸馏法、电渗析法等。【应用指南】(1)水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2。(2)水的净化是除去天然水中的悬浮物、细菌等，常用FeCl3、AlCl3、Al2(SO4)3或明矾等易水解的物质作净水混凝剂、用木炭脱色脱臭，饮用水还常用漂白粉、液氯等消毒、杀菌。(2009年浙江高考)以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答有关问题：(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是(可多选)________。由上述四个反应可归纳出，原子经济性最高的是________反应(填反应类型)。(2)有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO

6、2是一种性能优良的消毒剂，还可将废水中少量的S2－、NO和CN－等有毒有害的还原性酸根离子氧化去除。请写出用ClO2将废水中剧毒的CN－氧化成无毒气体的离子方程式____________________________________，并说明该方法的优点____________________。(3)下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：活性炭的作用是_______________；O3消毒的优点是________________。A、B中放置的物质名称分别是：A________________；B________________。解析(1)原

7、子经济性是指原子利用率，应为加成反应原子是百分之百利用。(2)根据电荷守恒、电子守恒、元素守恒可配平。(3)活性炭能吸附水中某些有毒或有异味的分子，O3消毒不引入新杂质A、B应为离子交换树脂，其中阴离子交换树脂不能在前，因为离子交换过程中产生的OH－与Ca2＋、Mg2＋离子形成不溶性物质而造成堵塞。【答案】(1)AD加成(2)2ClO2＋2CN－===2CO2↑＋N2↑＋2Cl－产生了无毒的CO2、N2(3)吸附水中的有机物(或去除水中的异味)反应产物无毒无害　阳离子交换树脂　阴离子交换树脂二、海水的综合利用1．海水中盐的开发利用——氯碱