1、选修选修 2 知识纲要与发散思维训练知识纲要与发散思维训练 第二章化学与资源开发利用第二章化学与资源开发利用 一、一、获取洁净的水获取洁净的水 【知识纲要】【知识纲要】 要点 1. 生活用水的净化 （1）基本流程：混凝沉淀过滤 杀菌 （2）常用混凝剂为铝盐(如硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等)、三价铁盐等。原理 为 Al 33H 2OAl(OH)33H ，Fe33H 2OFe(OH)33H ，生成的胶体能吸 附水中的悬浮杂质而沉降。 （3）常用的消毒剂为液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等。 （4）除去水中的异味：活性炭颗粒的表面积大，吸附能力强，让水通过由细小 的活性炭颗粒组成的滤床能够除去水中的异味。
2、 要点 2. 污水处理 （1）基本流程： （2）污水处理的方法 方法 原理 操作 物理法 主要是利用物理原理和机械作 用对废水进行治理 沉淀、均衡调节、过滤、离心分 离等 物理化学 法 通过物理化学过程来除去污染 物的方法 吸附、浮选、反渗透、电渗析、 超过滤、超吸附等 化学法 通过施用化学药剂或采用其他 手段进行废水处理的方法 中和法 （处理酸性废水和碱性废 水） 、氧化法（除去油类、氮化 物、 硫化物等物质） 、 沉淀法 （处 理含有重金属离子的废水） 、离 子交换法等 生物化学 法 利用微生物的代谢作用，除去 废水中的溶胶物质及有机物质 的方法 活性污泥法、生物滤池法、厌气 处理法等 要
3、点 3. 硬水的软化 (1)暂时硬度和永久硬度：水的硬度是由 Ca(HCO3)2和 Mg(HCO3)2引起的，称暂时 硬度；水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的，称永久硬度。 (2)硬水软化的目的：降低硬水中 Ca 2、Mg2的含量使之达到规定标准。 (3) 硬水软化的方法： 加热法 范围 软化暂时硬度的水 原理 Ca(HCO3)2= CaCO3CO2H2O Mg(HCO3)2= MgCO3CO2H2O MgCO3H2O= Mg(OH)2CO2 水垢 CaCO3和 Mg(OH)2的混合物 药剂法 范围 暂时硬水和永久硬水 药品 纯碱、生石灰 原理 Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaC
4、O32H2O Mg(HCO3)22Ca(OH)2=2CaCO3Mg(OH)2 2H2O MgSO4Ca(OH)2=Mg(OH)2CaSO4 Ca2 CO2 3=CaCO3 离子交换法 范围 硬水中 Ca 2、Mg2以硫酸盐或氯化物形式存在 药品 磺化煤(NaR)作离子交换剂 原理 2NaRCa 2=2NaCaR 2 2NaRMg 2=2NaMgR 2 水垢的主要成分是 CaCO3和 Mg(OH)2，不是 CaCO3和 MgCO3，原因是 Mg(OH)2的 溶解度小于 MgCO3的溶解度，加热煮沸和石灰纯碱法除去 Mg 2时都转化为更难溶的 Mg(OH)2。 药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后
5、顺序，为使离子沉淀完全，所加入 的试剂必须过量，过量的试剂 Ca 2也必须除去，所以 Na 2CO3应在 Ca(OH)2之后。石 灰纯碱法软化后的硬水，仍然会有一定的硬度，原因是生成的钙镁化合物仍然有一 定的溶解度。 鉴别硬水和软水可利用肥皂水，加肥皂水硬水会产生较多的沉淀，软水会产 生较多的泡沫。 离子交换树脂不只有阳离子交换树脂，也有阴离子交换树脂。 要点 4. 海水淡化 海水淡化又称脱盐，利用物理、化学、生物方法将海水中溶解的盐脱除。常用 方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法等。 【典例分析】【典例分析】 例题 1 下列离子中，引起水质硬度较大的是（ ） Ca 2 Al3 Na Mg
6、2 HCO 3 SO 2 4 A.全部 B. C. D. 答案答案 解析解析 D 含 Ca 2、Mg2较多的水为硬水，由 Ca（HCO 3）2、Mg（HCO3）2造成的硬水为暂时硬 水，由 CaSO4、MgSO4造成的硬水为永久硬水 变式练习 1. 钠型离子交换剂磺化煤（NaR）可使硬水中的钙、镁离子通过离子交换 而软化。海水的一种淡化方法是使海水（含钠离子、镁离子、氯离子等）依次通过 两种离子交换树脂 A、B（如图所示） ，下列叙述不 正确的是（ ） A.A 为氢型离子交换树脂（HR） ，B 为羟型离子交换树脂（ROH） B.A 为羟型离子交换树脂（ROH） ，B 为氢型离子交换树脂（HR）
7、 C.HR 与镁离子的反应可表示为：2HRMg 2=MgR 22H D.ROH 与氯离子的反应可表示为：ROHCl =RClOH 答案答案 解析解析 B 若使海水先通过 ROH 树脂，溶液中会有较多的 OH ，这样使海水中的 Mg 2转化为 Mg（OH） 2沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败。所以 A 为氢 型离子交换树脂（HR） ，B 为羟型离子交换树脂（ROH） 例题 2 某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有 CN ，另一种废水中含有 Cr2O 2 7。该厂拟定如图所示的废水处理流程。回答以下问题： （1）上述处理废水的流程中主要使用的方法是 。 （2）中使用的 NaClO 溶液呈碱性
8、，用离子方程式解释原因 。 （3）中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为 。 （4）中反应时，当有 0.4 mol Cr2O 2 7参加反应时转移 2.4 mol e ，该反应的离 子方程式为 。 （5）取少量待检水样于试管中，先加入 NaOH 溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续 加入 NaOH 溶液， 直到不再产生蓝色沉淀为止， 再加入 Na2S 溶液， 有黑色沉淀生成， 且蓝色沉淀逐渐减少。请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原 因 。 答案答案 解析解析 （1）氧化还原法 （2）ClO H 2O HClOOH （3） CN ClO=CNO Cl （4）3S2O 2 34Cr2O 2 7
9、 26H =6SO2 48Cr 3 13H2O （5）待检水样中还有 Cu 2， Cu 22OH=Cu （OH） 2， Cu （OH）2（s） S 2 （aq） =CuS（s）2OH （aq） 或 Cu（OH）2Cu 2 2OH ，Cu2S2 =CuS， CuS比Cu （OH） 2更难溶或 CuS 比 Cu （OH）2的溶解度更小 （1）由题图可知 CN 被氧化，Cr 2O 2 7被还原，故处理 废水的流程中主要使用的方法是氧化还原法。 （2） NaClO 溶液呈碱性是因为 ClO 发生水解， 离子方程式 为：ClO H 2OHClOOH 。 （4）0.4 mol Cr 2O 2 7 参加反应
10、时转移 2.4 mol 电子，即 1 mol Cr2O 2 7参加 反应时转移 6 mol 电子，故反应中 Cr 元素化合价从 6 变为3， 则离子方程式为： 3S2O 2 34Cr2O 2 726H =6SO2 48Cr 313H 2O。 （5）加入氢氧化钠溶液后有蓝色沉淀产生，表明水 样中有 Cu 2；加入 Na 2S 有黑色沉淀产生，表明蓝色 沉淀转变为黑色的 CuS 沉淀，涉及的反应为 Cu（OH） 2（s）S 2 （aq）=CuS（s）2OH （aq）或 Cu（OH） 2Cu 22OH，Cu2S2=CuS，即 CuS 比 Cu （OH）2更难溶或 CuS 比 Cu（OH）2的溶解度更
11、小 变式练习 2. （1）有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性 能优良的消毒剂，还可将废水中少量的 S 2、NO 2和 CN 等有毒有害的还原性酸根离 子氧化除去。请写出用 ClO2将废水中含有剧毒的 CN 氧化成无毒气体的离子方程 式 ，并说明该方法的优点 。 （2）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 。 答案答案 解析解析 （1）2ClO22CN =2CO2N22Cl 产物为无毒的气体 （CO2和 N2） （2）吸附水中的有机 物（或去除水中的异
12、味） 反应产物无毒 无害 阳离子交换树 脂 阴离子交换树脂 （1） 书写氧化还原方程式时， 根据题意先确定反应产物： 应将 CN 氧化成无毒的 CO 2和 N2两种气体， 而 ClO2被还原 为 Cl ；再利用化合价升降法配平化学方程式：Cl 元素 由41 价，C 元素由24，N 元素由30 价。 （2）天然水 砂滤 去除水中不溶性杂质 活性炭 通过吸附 作用去除有毒、 有异味的分子 阳离子交换树脂 去除水中的 阳离子 阴离子交换树脂 去除水中的阴离子 O3 杀菌消 毒 二二、海水的综合利用海水的综合利用 【知识纲要】【知识纲要】 要点 1. 海水中盐的开发和利用 (1)海水制盐：以蒸发法为主
13、，主要得到 NaCl 和 CaCl2、MgCl2、Na2SO4。另外还 有电渗析法和冷冻法。 (2)氯碱工业 反应原理：2NaCl2H2O= 电解2NaOHH 2Cl2 工艺流程： 设备：离子交换膜电解槽。(阳)离子交换膜只允许 Na 通过。 产品：阳极室：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水。阴极室：氢气和 NaOH， 补充纯水(加入一定量 NaOH)流出 NaOH 溶液。 （3）粗盐的精制 目的：除去泥沙，使 Ca 2、Mg2、Fe3、SO2 4等离子的含量达到要求。 原因：Ca 2、Mg2等会在碱溶液中形成沉淀，损坏离子交换膜，泥沙及 SO2 4会 引入杂质。 试剂：BaCl2、Ca(OH)2
14、、Na2CO3、稀盐酸 用 BaCl2除去 SO 2 4，用 Ca(OH)2除去 Mg 2、Fe3，用 Na 2CO3除去 Ba 2及 Ca2，为 保证将杂质离子除尽，所加试剂总是略有过量，过量的试剂需依靠后续试剂除去。 因此试剂的加入要有一定的顺序。例如：纯碱须加在钡试剂后，过滤后才能在溶液 中加入稀盐酸。 有关反应离子方程式：Ba 2SO2 4=BaSO4，Mg 22OH=Mg(OH) 2，Fe 3 3OH=Fe(OH) 3， Ca 2CO2 3=CaCO3， Ba 2CO2 3=BaCO3， H OH=H 2O， CO 2 32H =H 2OCO2 要点 2. 从海水中提取溴单质 (1)
15、工艺流程： 通氯气前要将海水酸化，pH 为 3.5 时，氯气的氧化效果最好。 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。 (2)反应原理： Cl22NaBr=2NaClBr2 3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2 5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O Br2SO22H2O=2HBrH2SO4 Cl22HBr=2HClBr2 要点 3. 从海水中提取镁单质 (1)工艺流程： (2)主要化学反应： 制备石灰乳：CaCO3= 煅烧CaOCO 2，CaOH2O=Ca(OH) 沉淀
16、 Mg 2：Mg2Ca(OH) 2=Mg(OH)2Ca 2 制备 MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O 电解 MgCl2：MgCl2(熔融)= 通电MgCl 2 (3)生产中应用的平衡原理 沉淀溶解平衡原理： 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的，则最大限度地将 Mg 2转化为 Mg(OH) 2沉淀。 水解平衡原理：在 MgCl26H2O 脱水变为 MgCl2时，由于 MgCl22H2O垐? 噲 ? Mg(OH)22HCl 水解平衡的存在，在 HCl 气体环境中，增大了c(HCl)，抑制了 MgCl2
17、的水解，避免了 Mg(OH)2的生成。 （4）电解熔融 MgCl2生成的 Cl2可用于制盐酸，循环使用，节省成本。 【典例分析】【典例分析】 例题 3 海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。下列有 关说法不正确的是 ( ) A从能量转换角度来看，框图中的氯碱工业是一个将电能转化为化学能的过程 B过程中结晶出的 MgCl26H2O 要在 HCl 氛围中加热脱水制得无水 MgCl2 C在过程中溴元素均被氧化 D 过程中除去粗盐中的 SO 2 4、 Ca 2、 Mg2、 Fe3等杂质， 加入的药品顺序为： Na 2CO3 溶液NaOH 溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸 答案答案
18、 解析解析 D 氯碱工业是电解食盐水，其过程是将电能转化为化学能，A 项正确；由 MgCl26H2O 加热得到 MgCl2需要加 HCl 抑制 Mg 2的水解， B 项正确； 根据 工艺流程图、均是 Br 被氧化得到 Br 2，发生氧化反应，C 项正确；D 项需要先加BaCl2溶液后加Na2CO3溶液， 才能达到不引入Ba 2杂质的目的， D 项错误 变式练习 3. 天然海水中主要含有 Na 、K、Ca2、Mg2、Cl、SO2 4、Br 、CO2 3、 HCO 3等离子。火力发电燃煤排放的含 SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如下 图所示，下列说法中错误的是 ( ) A天然海水 pH8 的
19、原因是海水中的 CO 2 3、HCO 3水解 B“氧化”是利用氧气将 H2SO3、HSO 3、SO 2 3等氧化生成 SO 2 4 C“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸 D“排放”出来的海水中 SO 2 4的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同 答案答案 解析解析 D 由题中所给的天然海水的离子及结合流程图可分析知，氧化的环节是指 将烟气中硫元素氧化成 SO 2 4，故最终出来的海水中的 SO 2 4含量比进入吸 收塔的要高，D 项错 例题 4 将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般 是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一
20、系列工艺流程提取其他产品。 回答下列问题： (1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是_(填序号)。 用混凝法获取淡水 提高部分产品的质量 优化提取产品的品种 改进钾、溴、镁等的提取工艺 (2)采用“空气吹出法”从浓海水中吹出 Br2，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应 是 Br2Na2CO3H2O NaBrNaBrO3NaHCO3，吸收 1 mol Br2时，转移的电子为 _mol。 (3)海水提镁的一段工艺流程如下图： 浓海水的主要成分如下： 离子 Na Mg 2 Cl SO 2 4 浓度/(gL 1) 63.7 28.8 144.6 46.4 该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的
21、离子方程式为_， 产品 2 的化学式为_，1 L 浓海水最多可得到产品 2 的质量为_g。 (4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为 _；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学 方程式：_。 答案答案 解析解析 (1) (2)5 3 (3)Ca 2SO2 4=CaSO4 Mg(OH)2 69.6 (4)MgCl2= 通电MgCl 2 Mg2H2O= 高温 Mg(OH)2 H2 (1)将海水经过处理得到淡水和浓海水，这是综合利用海水的重要 途径之一，从而可以提高部分产品的质量，优化提取产品的品种， 改进钾、溴、镁等的提取工艺。(2)根据反应原理
22、，将方程式配平： 3Br26Na2CO33H2O=5NaBrNaBrO36NaHCO3。每 3 mol Br2被吸 收时转移 5 mol e ，则吸收 1 mol Br 2转移5 3 mol e 。(3)工艺流 程中，脱硫加入的是得到产品 2 过程中过滤时的滤液，而此滤液中 所含的能够脱硫的离子来源于合成步骤中的石灰乳， 故脱硫阶段的 主要离子方程式为 Ca 2SO2 4=CaSO4；而产品 2 是由加入石灰 乳之后得到的沉淀得来的，即 Mg 2Ca(OH) 2=Mg(OH)2Ca 2，故 产品 2 为 Mg(OH)2；1 L 浓海水中 Mg 2为 28.8 g，故可得到产品 2 即 Mg(O
23、H)2的质量为 28.8 g 24 gmol 158 gmol 169.6 g。(4)电解 熔融 MgCl2会得到 Mg 和 Cl2， 故化学方程式为 MgCl2= 电解MgCl 2。 因为 Mg 会与 H2O 发生反应生成 Mg(OH)2和 H2，故水存在会造成产品 Mg 的消耗，有关反应的化学方程式为 Mg2H2O= 高温Mg(OH) 2H2 变式练习 4. 海水是宝贵的自然资源，从海水中可以提取多种化工原料，如图是某 工厂对海水综合利用的示意图： (1)在粗盐中含有 Ca 2、Mg2、SO2 4等杂质，电解精制时所用的试剂有盐酸；氯 化钡溶液；氢氧化钠溶液；碳酸钠溶液。则加入试剂的先后顺
24、序是 _(填编号)。 (2)工业上电解饱和食盐水的离子方程式：_。 (3)步骤中已获得 Br2，步骤中又将 Br2还原为 Br ，其目的是_。步骤 用 SO2水溶液吸收 Br2， 吸收率可达 95%， 有关反应的离子方程式： _。 (4)从步骤得到的 Mg(OH)2沉淀中混有少量的 Ca(OH)2， 除去少量 Ca(OH)2的方法是 向沉淀中加入_溶液，充分搅拌后经_(填操作方法)可得纯净的 Mg(OH)2。 (5)在制取无水氯化镁时需要在干燥的 HCl 气流中加热 MgCl26H2O 的原因： _。 答案答案 解析解析 (1)(或、 ) (2)2Cl 2H 2O= 电解H 2 Cl22OH
25、(3)富集溴元素 Br2SO2 2H2O=4H SO2 42Br (4)MgCl2(或氯化镁) 过 滤、洗涤 (5)在干燥的 HCl 气流中， 能抑制 MgCl2的水解，且带 走 MgCl26H2O 受热产生的 水蒸气，得到无水 MgCl2 (1)在粗盐的提纯中，每步所加试剂都要过量，并且最后不 能引入新的杂质，所以碳酸钠溶液应在加入氯化钡溶液之 后再加，最后只能加入盐酸，故加入试剂的顺序可以是 、。(2)电解饱和食盐水的离 子方程式为 2Cl 2H 2O= 电解H 2Cl22OH 。 (3)经过步 骤和，通过反应：Br2SO22H2O=4H SO2 42Br ， 将溴富集。(4)除去 Mg(
26、OH)2中的少量 Ca(OH)2，可以加入 MgCl2溶液，然后过滤、洗涤即可除去。(5)在干燥的 HCl 气流中，加热 MgCl26H2O 晶体能抑制 MgCl2的水解，有利 于无水 MgCl2的生成 三三、石油、煤、天然气的综合利用石油、煤、天然气的综合利用 【知识纲要】【知识纲要】 要点 1. 石油的炼制 炼制方法 原理 变化 主要原料 主要产品 分馏 常压 利用烃的沸点不同， 将其分离成沸点不 同的产物 物理 变化 原油 液化石油气、汽 油、 煤油、 柴油、 重油等 减压 重油 柴油、润滑油、 燃料油、石蜡、 沥青等 裂化 在一定条件下，使长 链烃断裂为短链烃 化学 变化 重油、石 蜡
27、等 汽油、煤油、柴 油等轻质油 裂解 深度裂化(更高温度 下的裂化) 化学 变化 石油分馏 产物(包 括石油 气) 主要是乙烯、丙 烯、丁烯、甲烷 等 (1)汽油指含有 511 个碳原子的烃，裂化汽油与直馏汽油不同，裂化汽油 中含不饱和烃，能使溴的四氯化碳溶液褪色，而直馏汽油不能。 (2)裂解气中主要含乙烯、丙烯、丁烯等短链气态烃，而液化石油气是石油常 压分馏的产物，主要含有丙烷、丁烷及少量戊烷、戊烯和含硫化合物。 要点 2. 煤的综合利用 原理 产品 干馏 将煤隔绝空气加强热使其分解 焦炭、煤焦油、焦炉气 气化 把煤中的有机物转化为可燃性气 体 CO、H2、CH4等可燃气体和 CO2、N2等
28、非可燃气体 液直接高温、高压和有催化剂条件下，优质汽油、柴油、芳香烃和 化 液化 与溶剂混合，使煤与 H2作用生成 液体燃料 副产物燃料气、液化石油气 等 间接 液化 把煤转化成 CO 和 H2， 经催化合成 烃类燃料、醇类燃料(如 CH3OH) 等 合成汽油、甲醇等 要点 3. 概念辨析 【典例分析】【典例分析】 例题 5 煤被誉为工业的粮食，下列关于煤的说法正确的是( ) A煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃 B煤的液化是高温时将固体煤熔化为液体煤 C煤的气化技术在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用 D向煤中加入适量 CaSO4，可大大减少燃烧产物中 SO2的量 答案答案 解析解析 C 煤干
29、馏可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含这些芳香 烃，A 错；煤的液化是煤在高温高压的条件下与 H2反应直接转化为液 体燃油，B 错；向煤中加入适量 CaCO3、CaO 或 Ca(OH)2，可大大减少 燃烧产物中 SO2的量，D 错 变式练习 5. 下列关于石油的炼制和石油化工的叙述正确的是 ( ) A石油干馏可得到汽油、煤油等 B石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁烯 C煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 D石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的过程 答案答案 解析解析 C 石油分馏可获得汽油、煤油等，石油裂解可获得乙烯、丙烯和丁烯，A、B 错， C 正确；石油和油脂都不属
30、于高分子，D 错 例题 6 石油和煤都是重要的能源和化工原料，下图是煤化工产业链的一部分。试用 所学知识，解决下列问题： (1)柴油是由石油加工得到的重要产品，它在燃烧时往往冒黑烟，可能的原因是 _。 (2)煤经过干馏可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭等。煤焦油经过_(填加工方 法)可得到芳香族化合物。 (3)煤的直接液化是煤和适当溶剂混合在高温和_存在下与_作用生成 液态燃料的过程。 (4)煤和石油等化石燃料燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖。一种新的 处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石(地壳中最常见的矿石，含量高达 60%)成 分的水溶液里，其中一种反应的化学方程式：KAlSi3O8CO
31、22H2O=KHCO3X 3SiO2，则 X 的化学式为_ 。 (5)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示： FeS2 在微生物作用下 O2/H2O Fe 2SO2 4 在微生物作用下 O2/H Fe3 这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为 _，第二步反应的离子方程式为_。 (6)工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨空气混合气体中氧氨 比的关系。 其中直线表示反应的理论值，曲线表示实际生产情况。当氨氧化率达到 100%， 理论上 n(O2)/n(NH3)_，实际生产将 值维持在 1.72.2 之间，原 因是_。 答案答案 解析
32、解析 (1)燃烧不充分 (1)柴油燃烧时冒黑烟是因为燃烧不充分。(2) (2)蒸馏(分馏) (3)催化剂 H2 (4)Al(OH)3 (5)2FeS27O22H2O 微生 物,4H 2Fe24SO2 4 4H 4Fe2O 2= 微生物4Fe3 2H2O (6)1.25 氧气太少， 不利于氨 气的转化； 值为 2.2 时， NH3 的转化率已近 100% 分离沸点不同的混合物可以用蒸馏(分馏)的方 法。(4)根据反应前后原子的种类和数目不变， 推出X为Al(OH)3。 (5)根据题给反应物和生成物， 再结合化合价升降法配平，可得：2FeS27O2 2H2O 微生物,4H 2Fe24SO2 4，4
33、H 4Fe2 O2= 微生物4Fe32H 2O。(6)根据氨的催化氧化方 程式可知，氨氧化率达到 100%，理论上 n(O2)/n(NH3)541.25，但反应中氧气浓 度太小时不利于 NH3的转化，且在 n(O2)/n(NH3)2.2 时， 氨氧化率已接近 100%， 所以实际生产将值维持在 1.72.2 之间 变式练习 6. 煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。 (1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是_。 (2)下图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的流程示意图。 废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为_、_。 在煤中直接添加一种物质， 可有效减少煤燃烧产生
34、的 SO2， 则该物质是_。 石膏在工业生产中的用途是_(写出一种即可)。 (3)煤经过_(填加工方法， 下同)可以得到焦炉气、 煤焦油和焦炭。 煤焦油经过_可得到芳香族化合物。 答案答案 解析解析 (1)酸雨、粉尘污染 (2)SO2CaCO3= 高温 CaSO3CO2 2CaSO3 O2=2CaSO4 CaCO3或 CaO 或 Ca(OH)2 用于医 (1)煤燃烧产生的废气中含有 SO2，会导致酸雨形成；产生的固体小 颗粒会导致粉尘污染。 (2)废气脱硫的反应主要包括石灰石与 SO2 的反应及CaSO3与O2的反应。 煤燃烧时加入CaCO3、 CaO或Ca(OH)2， 可以减少 SO2的产生
35、。石膏可以用于医疗、建筑、制作模型等。 (3)煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭；煤焦油分馏可得到 芳香族化合物 疗(或制作建筑材料、 制作模型等其他合理 答案) (3)干馏 分馏 【强化练习】【强化练习】 一、选择题一、选择题（本小题共本小题共 7 7 小题小题，每题只有一个选项正确每题只有一个选项正确，每题每题 6 6 分分，共共 4242 分分） 1. 目前，我国城市供水处理技术由混凝、沉淀、过滤和消毒等过程组成。下列说 法中，不 正确的是( ) A传统的无机混凝剂按金属盐可分为铝盐系和铁盐系两大类 BNCl3可用于水消毒的原因是 NCl3跟水反应生成了 NH3 C用 ClO2代替 C
36、l2作消毒剂可减小水中有害氯代有机物的浓度 D新型水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4)既是消毒剂又是混凝剂 2. 自来水加工处理流程如下，下列有关说法不正确的是( ) A若用 FeSO4作混凝剂，最终铁将以 Fe(OH)2形式进入反应沉淀池 B投药时常加入适量的石灰，是为了除去水中 Mg 2、HCO 3等 C 自来水生产中，前面加氯起消毒杀菌作用，后面加氯是保持水中有效氯的含量， 防止自来水二次污染 D用 ClO2消毒自来水，消毒效率是等质量氯气的 2.63 倍 3. 21 世纪是海洋世纪，海洋经济专属区的开发受到广泛重视，下列有关说法正确 的是 () A海水含镁，将金属钠放入海水中可以制取金属
37、镁 B利用潮汐能发电是将化学能转化为电能 C从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应 D海底多金属结核矿含有 Fe、Mn、Co、B 等金属 4. 下如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是 ( ) A从 E 口逸出的气体是 H2 B从 B 口加入含少量 NaOH 的水溶液以增强导电性 C标准状况下每生成 22.4 L Cl2，同时产生 2 mol NaOH D粗盐水中含 Ca 2、Mg2、Fe2、SO2 4等离子，精制时先加 Na2CO3溶液 5. 下列有关硬水及其软化的说法中错误的是( ) A离子交换法可以软化硬水 B硬水中含有较多 Ca 2、Mg2 C生产、生活使用的天
38、然水必须经软化 D加热可暂时使硬水中的 Ca 2生成 CaCO 3沉淀 6. 在下列各种石油的加工处理过程中，属于裂化过程的是( ) A分离汽油和煤油 B将重油分离为润滑油等 C十六烷变为辛烷和辛烯 D将直链烃变为芳香烃 7. 煤的气化所得气体可用于城市家用燃气。下列选项中的气体均属于家用燃气有 效成分的是( ) ACO、H2、N2 BCO、CH4、H2 CCO、CH4、CO2 DCH4、H2、O2 二二、非非选择题选择题（本小题共（本小题共 4 4 小题，共小题，共 5858 分）分） 8. 水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质，水质优劣直接影 响人体健康。请回答下列问题：
39、（1）天然水中溶解的气体主要有 、 ； （2）天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 （填其中任何两种） ，其净水作用的原理是 _； （3）水的净化与软化的区别是_； （4） 硬度为 1 的水是指每升水含 10 mg CaO 或与之相当的物质 （如 7.1 mg MgO） 。 若某天然水中Ca2 1.2 103 mol L1， Mg26 104 mol L1，则此水的硬 度为 ； （5）若（4）中的天然水还含有HCO 38 10 4 mol L1，现要软化 10 m3 这种 天然水，则需先加入 Ca（OH）2 g，后加入 Na2CO3 g。 9. 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所
40、示。 (1)溶液 A 的溶质是_。 (2)电解饱和食盐水的离子方程式是_。 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的 pH 在 23。 用化学平衡移动原理解释盐酸的作 用：_。 (4)电解所用的盐水需精制， 去除有影响的Ca 2、 Mg2、 NH 4、 SO 2 4c(SO 2 4)c(Ca 2)， 精制流程如下图所示(淡盐水和溶液 A 来自电解池)： 盐泥 a 除泥沙外，还含有的物质是_。 过程中将 NH 4转化为 N2的离子方程式是_。 BaSO4的溶解度比 BaCO3的小。过程中除去的离子有_。 经过程处理， 要求盐水 c 中剩余 Na2SO3的含量小于 5 mgL 1。 若盐水 b 中 Na
41、ClO 的含量是 7.45 mgL 1， 则处理 10 m3盐水 b， 至多添加 10% Na 2SO3溶液_kg(溶 液体积变化忽略不计)。 10. 已知：A、B、F 是家庭中常见的有机物，E 是石油化工发展水平的标志。根据 下图所示的转化关系回答问题。 (1)操作的名称为_。 (2)取代反应的范畴很广，中属于取代反应的是_(填序号)。 (3)请写出下列反应的化学方程式： _ _； _ _； _ _。 (4)F 是一种常见的高分子材料，它给我们带来了巨大的方便。然而，这种材料造成 当今世界的某一环境问题是_。 11. 海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。 从海
42、水中提取食盐和溴的过程如下： (1)请列举海水淡化的两种方法：_、_。 (2)将 NaCl 溶液进行电解， 在电解槽中可直接得到的产品有 H2、 _、 _ 或 H2、_。 (3)步骤中已获得 Br2，步骤中又将 Br2还原为 Br ，其目的为_。 (4)步骤用 SO2为水溶液吸收 Br2，吸收率可达 95%，有关反应的离子方程式为 _。由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要 问题是_。 (5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2 的沸点为 59 ，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如 下装置简图： 请你参与分析讨论： 图中仪
43、器 B 的名称：_。 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是_。 实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件： _。 C 中液体产物颜色为_，为除去该产物中仍残留的少量 Cl2，可向其中加入 NaBr 溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_。 答案与解析答案与解析 选择题选择题 题号题号 答案答案 解析解析 1 B 选项 B 中由信息“NCl3可用于水消毒”推知，NCl3跟水反应的生成物 中有 HClO，错误；高铁酸钠(Na2FeO4)中的铁是高价铁有强氧化性， 其还原产物是 Fe 3，D 项正确 2 A A 项中 Fe 2具有较强的还原性，能被氯气氧化为
44、Fe3，最终将以 Fe(OH)3的形式进入反应沉淀池，A 项错误；B 项中加入石灰，是因反 应 Mg 22OH=Mg(OH) 2，Ca 2OHHCO 3=CaCO3H2O，使水 的硬度降低，B 项正确；多次处理自来水过程中易造成二次污染，再 次加氯，可消除这一影响，C 项正确；D 项中消毒过程中氯元素的化 合价发生变化：ClO2Cl ，1 mol ClO 2得 5 mol e ；Cl 22Cl ，等 质量的 Cl2得 67.5 g 71 g/mol21.9 mol e ， 两者消毒效率之比为 51.9 2.63，D 项正确 3 C Na 与水反应，A 错误；潮汐发电是动能转化为电能，B 错误；B(硼) 是非金属元素，D 错误 4 D 由 Na 移动方向判断 D 为阴极， 产生 NaOH 和 H 2， A 正确； 显然 B 正确； 由电解总反应方程式： 2NaCl2H2O= 通电2NaOHH 2Cl2得关系式 2NaOHCl2， 则 C 正确； D 项粗盐水精制过程中 Na2CO3加在 BaCl2之后 5 C 依据硬水的概念和硬水的软化方法可判断 A、B、D 项正确。生活使用 的硬水不是“必须”经软化使用， 如许多农村地区以井水、 泉水为饮 用水(Ca 2、Mg2含量适中会对人体有益) 6 C 裂化是在一定条件下， 把相对分子质量较大、沸点较高的
