化学与资源开发利用(课件PPT).ppt

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1、十一章化学与资源开发利用学案46化学与资源开发利用轻松学教材一､从水资源中获取洁净水的主要方法和原理1.天然水净化(1)混凝法①一般过程:混凝沉淀､过滤､杀菌｡②常用的混凝剂:明矾､绿矾､聚合铝､硫酸铁等｡③明矾净水反应原理:离子方程式为(2)化学软化法①具有暂时硬度的水:水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的｡常用软化方法为加热法,反应原理为②具有永久硬度的水:水的硬度是由钙､镁的硫酸盐或氯化物所引起的,常用软化方法为药剂法和离子交换法｡a.药剂法:把纯碱､生石灰等试剂加入到硬水中,与Ca2+､Mg2+反应形成沉淀,分离｡b.离子交换法:用离子交换

2、剂除去硬水中的Ca2+､Mg2+｡如用离子交换树脂软化水的过程为2NaR+Ca2+===CaR2+2Na+,2NaR+Mg2+====MgR2+2Na+｡而离子交换树脂的再生(用离子方程式表示)为CaR2+2Na+===2NaR+Ca2+｡2.污水处理(1)酸碱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蒸馏法､电渗析法等｡二､海水中盐的开发和利

3、用1.海水制盐(1)利用蒸发法,从海水中主要获得氯化钠及氯化镁､氯化钾等副产品｡(2)电渗析法､冷冻法不仅能制得盐,同时还可得到淡水｡2.氯碱工业——食盐资源的利用离子交换膜法电解食盐水:(1)设备:离子交换膜电解槽｡离子交换膜只允许Na+通过｡(2)原理:化学方程式为｡(3)工艺流程在进入电解槽前需通过离子交换树脂进一步除去Ca2+､Mg2+等离子,以防破坏离子交换膜｡(4)产品阳极室产品:氯气,补充饱和食盐水流出淡盐水｡阴极室产品:氢气和NaOH,补充纯水(加入一定NaOH溶液)流出NaOH溶液｡3.粗盐的精制(1)目的:除去泥沙,使Ca2+､Mg2+､Fe3+､等

4、离子的含量达到要求｡(2)原因:Ca2+､Mg2+等会在碱溶液中形成沉淀,破坏离子交换膜,泥沙及会引起杂质｡(3)试剂:BaCl2､Ca(OH)2､Na2CO3､稀盐酸｡用BaCl2除去,用Ca(OH)2除去Mg2+､Fe3+,用Na2CO3除去Ba2+及Ca2+,所加沉淀剂需过量｡试剂的加入顺序:纯碱须加在钡试剂后,稀盐酸加在过滤后｡(4)有关反应方程式:三､海水提取溴的原理探究1.工艺流程2.主要反应原理:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-3.溴的吸收富集(1)纯碱吸收法:海水中的溴离子被氧化为溴单质后,用热空气或水蒸气吹出,通过Na2CO3溶液使溴富集后,再将

5、得到的溶液用稀硫酸酸化,用有机溶剂萃取溴单质｡发生的反应:3Br2+3Na2CO3===5NaBr+NaBrO3+3CO2↑5NaBr+NaBrO3+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O(2)SO2吸收法:用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起,不易分离,用还原剂SO2吸收后,再用氯气氧化HBr即得到溴单质｡特别提醒:①通氯气前要将海水酸化,pH为3.5时,氯气的氧化效果最好｡②用空气或H2O(g)将溴吹出,而不用CCl4萃取,因后者工艺复杂,设备投资大,经济效益低且对环境污染严重｡四､海水提取镁工艺流程和化学平衡原理的应用1.生产步骤(1)加熟石灰;(2

6、)过滤;(3)加盐酸;(4)浓缩结晶脱水干燥;(5)熔融电解｡2.工艺流程3.主要化学反应(1)制备石灰乳4.工业生产中平衡原理的应用(1)沉淀溶解平衡原理的应用①向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2,由于c(OH-)增大,Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可最大程度地将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀｡②向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸,使沉淀溶解平衡右移｡(2)水解平衡原理的应用在MgCl2·6H2O脱水变为MgCl2时,由于MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl水解平衡的存在,在HCl气体环境中,增大c(OH-),抑制了MgCl2的水解,避免了Mg(OH)

7、2的生成｡特别提醒:①为提高反应中Mg2+的浓度,将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤｡②电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸,循环使用,节省成本｡③所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去,以保证MgCl2的纯度｡五､石油､煤､天然气的综合利用1.石油和天然气(1)石油的综合利用①石油的分馏,分为常压分馏和减压分馏｡②石油的催化裂化:如十六烷裂化｡③石油的裂解:如己烷裂解｡(2)天然气的综合利用除了直接用作燃料外,还可以制造合成氨原料气(H2),合成甲醇及其他化工原料｡例如:天然气重整的方程式｡2.裂化､裂解的对比(