高考化学一轮复习 化学与资源的开发利用配套课件 新课标

[解析]本题以工业上粗铝的提纯为载体考查了元素化合物的 性质，电解原理的应用以及金属的防护等知识。(1) Fe2O3、SiO2 和金属Al在高温下发生置换反应；(2)由题意杂质中还存在H2， H2与Cl2结合形成HCl，高温下Cl2也能与Na和Al反应生成NaCl和 AlCl3(700 ℃时升华形成气体)。(3)冷凝后的气体Cl2和HCl均能 与碱液反应；(4)电镀时，镀层金属作阳极，失电子形成阳离子， 即Al失电子形成Al3＋，Al3＋再与AlCl－ 4 结合形成Al2Cl－ 7 ；(5)致密的 氧化膜附着在钢材表面，阻止了内部金属与空气的接触。
(4)从海水中提取重水：蒸馏法、电解法、化学交换法和吸附法。
三、石油、煤和天然气的综合利用 1．煤的综合利用
2．石油的综合利用
(1)石油的初加工
石油油―气―分→离―脱―沙→―脱―水→―脱―盐→原油
(2)石油的分馏 ①原理：利用混合体系中各组分沸点的不同， 控制一定的温度范围，将混合体系分为不同沸 点范围的蒸馏产物。 ②设备：分馏塔。
(2)离子交换法
常用离子交换树脂作离子交换剂：如2NaR＋Ca2 ＋===CaR2＋2Na＋，2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。 用5%～8%的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的 NaR再生：CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋。
(3)药剂法
先加Ca(OH)2，再加Na2CO3。 ①Ca(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：
特别提醒
用Na2S除去Hg2＋的同时，也能将水中所含的Pb2＋、Cu2＋等
重金属离子除去的原因是：生成物PbS、CuS为难溶物质，离子
方程式为：Pb2＋＋S2－===PbS↓、Cu2＋＋S2－===CuS↓。
二、海水的综合利用
1．从海水中获得淡水资源 (1)基本方法——蒸馏法、电渗析法。 (2)水处理去离子方法——离子交换法。 2．从海水中获得化学资源 (1)海水制盐 ①海水制盐的方法有蒸发法、电渗析法和冷冻 法等。
(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应 的离子方程式为________。
(4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝
元素和氯元素主要以
AlCl
－
4
和Al2Cl
－
7
形式存在，铝电极的
主要电Leabharlann 极反应式为__________________________________________。
化学与技术属于选修模块，在高考中考查的重点内容是运 用所学化学基础知识、基本原理、各物质间的反应等，对化学 工业生产技术方面的问题做出合理的分析和解释。一般以工艺 流程的形式考查。考生在备考时，应紧紧依据考纲要求，立足 课本上的重点专题知识，有意识地强化“应用基本化学知识解 释、解决”有关技术问题的能力。另外，本章内容与实际工农 业生产联系紧密，所以还要关注社会新闻、了解科技动态，有 助于对试题的分析与解答。
1．(多选)(2011·海南，20)下列叙述正确的是 ()
[答案]AC
[解析]本题是对常见化工原理及工业原材料的考 查，突出考查学生对化工原理以及原材料的掌 握情况。海水中加入的是生石灰CaO，生石灰与 水反应生成Ca(OH)2，从而使得海水中的Mg2＋生 成Mg(OH)2沉淀，电解氯化镁溶液得不到金属镁， 只有电解氯化镁熔液才能制取单质镁，故B错； 普通水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和 铝酸三钙，说普通水泥的主要成分是硅酸钙正 确，C正确；黏土的主要成分是二氧化硅，还有 氧化镁、碳酸钙和三氧化二铝，D错。
(3)水的净化与软化的区别是________________________
③基本步骤：首先把石油压入加热炉加热，使 原油成为液态烃和气态烃的混合物，然后导入 分馏塔，混合物在温度从下到上依次降低的塔 板上不断蒸发和冷凝，使沸点不同的烃不断分 离。
(3)裂化——获取更多轻质油的方法
原理：在一定条件下，使含碳原子数较多、相 对分子质量较大、沸点较高的烃分解为含碳原 子数较少、相对分子质量较小、沸点较低的烃。
消毒剂为液氯、二氧化氯、O3等。
(2)化学软化法 ①加热法——具有暂时硬度的水； ②药剂法和离子交换法——具有永久硬度的水。 常用的化学药剂有纯碱、生石灰等。 2．污水处理 (1)污水处理方法比较表：
方法
中和法
沉淀法
适合废水
酸性或碱性废水
含重金属离子的工业废水
原理、 方法
备注
2H＋＋Ca(OH)2===Ca2＋＋
(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，
其原因是____________________________________________。
[答案](1)Fe2O3＋2Al =高==温== Al2O3＋2Fe 3SiO2＋4Al =高==温== 2Al2O3＋3Si
(2)HCl、AlCl3 NaCl (3)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 、H＋＋OH－===H2O (4)阳 Al－3e－＋7AlCl－ 4 ===4Al2Cl－ 7 (5)致密的氧化铝膜将内层金属与外界隔离
2．硬水软化的方法及原理 (1)加热法 只能软化暂时硬水，其原理为： Ca(HCO3)2==△===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O， Mg(HCO3)2==△===MgCO3↓＋CO2↑＋H2O。 继续煮沸时，MgCO3可转化为更难溶的Mg(OH)2： MgCO3＋H2O==△===Mg(OH)2↓＋CO2↑。
CaCO3↓＋
CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HCO－ 3 ==△===MgCO3↓＋2CO2↑＋H2O)
(2)RH 先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2等沉淀而
影响树脂交换效果
(3)反渗透法 电势差(或电场力) (4)电导率(或电阻率)
[解析]本题主要考查了水的净化原理。 (1)硬水是指含有较
4．了解化学对废旧物质再生与综
合利用的作用。
基础回扣 一、水的净化与污水处理 1．天然水的净化 (1)混凝法
如混凝剂明矾的作用原理为：Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H ＋，生成的胶体Al(OH)3具有较强的吸附性，可使水中的悬浮颗粒 沉降下来，从而起到净水作用。
作为生活用水，经混凝法净化后，还必须进行消毒，常用的
②由海水制盐的方法仍以蒸发法(盐田法)为主。盐田一般分成贮 水池、蒸发池和结晶池三部分。海水蒸发浓缩，达到饱和析出 食盐晶体，分离后所得到的母液叫苦卤。
③食盐资源的利用
精制饱和食盐水，电解可得H2、Cl2和NaOH。 (2)海水提溴：海水浓缩→氯化→吹出→吸收。
(3)海水提镁：贝壳焙烧→制石灰乳→得到氢氧化镁→沉淀分离 →沉淀溶解→浓缩→过滤→干燥→电解。
多钙镁离子的水(大多是碳酸氢盐溶液)，其硬度可以消除或治
理，其中碳酸氢钙或碳酸氢镁加热即可除去，方程式为：Ca2＋＋
2HCO
－
3
==△===
CaCO3↓＋CO2↑＋H2O(或Mg2＋＋2HCO
－
3
===MgCO3↓＋2CO2↑＋H2O)。
(2)根据交换树脂RH的工作原理，其原因是先通 过RH后，溶液呈酸性，可避免产生沉淀，防止 交换树脂堵塞，若先通过ROH，交换后溶液呈碱 性，造成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，从而造成交换 树脂堵塞。
(4)裂解——获取短链不饱和气态烃 以比裂化更高的温度，使石油分馏产物中的长 链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等气态短链烃。
3．天然气的综合利用 (1)作清洁燃料。 (2)重要的化工原料，如为合成氨提供原料气——氢气： CH4―高 裂―温 解→C＋2H2。
考 点 突破
有 的 放 矢········································轻 松 备 考
常用方法为蒸馏法、电渗析法等。
[例1]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：
(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 ___________________________________________________。
从近三年新课标地区的高考试题来看，纯碱工业、氯碱工
业、海水资源的利用及新材料的制备等一直是命题的热点，从 高考命题的稳定性来看，预计2013年的高考化学试题中，这些 知识点仍将保持其突出地位。
高考集训
课堂探究
考点突破
课堂反馈
课时作业
高 考 集训
感 悟 真 题········································体 验 技 能
(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留，从而获得 纯净水的方法称为________。电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动 力是________。
(4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是 测定水的________。
[答案](1)Ca2＋、Mg2＋
Ca2＋＋2HCO
－
3
==△===
(注：NaCl熔点为801 ℃；AlCl3在181 ℃升华) (1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂， 防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新 的杂质，相关的化学方程式为①________和② ________。
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气 泡 上 浮除 去 。气 泡 的主 要 成分 除 Cl2 外 还含有 ________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表 面形成浮渣，浮渣中肯定存在________。
2H2O； OH－＋H＋===H2O；2OH－＋
含 Hg2＋的废水，加 Na2S： Hg2＋＋S2－===HgS↓
CO2===CO23－＋H2O 或 OH－
＋CO2===HCO－ 3
对于高浓度的酸、碱废水，应 同时能除去废水中的 Pb2＋、
优先考虑回收利用
Cu2＋等
(2)处理工业废水还有其他方法，如氧化还原法 等。在实际处理工业废水时，根据污染物组成 和回收用水水质要求的不同，经常需要采用多 种技术分步处理，才能达到排放标准或复用指 标。
2．(2011·山东，31)水处理技术在生产、生活中应用广泛。
(1)含有较多________离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子 方程式为________(写出一个即可)。
(2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软化天然硬水，应 先 使 硬 水 通 过 ________( 填 “ RH” 或 “ ROH”) 型 离 子 交 换 树 脂 ， 原 因 是 ______________________________。
Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O； Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2=== 2CaCO3↓＋Mg(OH)2↓＋2H2O； MgS②O加4＋入纯Ca碱(O的H作)用2=是==将MCga2(＋O沉H淀)2出↓来＋：CaSO4。
Ca2＋＋CO23－===CaCO3↓。
3．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↓。 4．海水淡化
课 堂 探究
条 分 缕 析········································各 个 击 破
解读考考点纲
考纲解读
1.了解煤、石油和天然气等综合利
用的意义。
化学与 2．了解我国无机化工的生产资源
资源 和产品的主要种类。
的开发 3．了解海水的综合利用，了解化
利用 学科学发展对自然资源利用的作用。
(3)该方法为反渗透法，电渗析法的动力来自于 电势差(或电场力)。
(4)检验蒸馏水的纯度最简单的方法是测定溶液 的电导率。因为若含有其他离子时，谁的电导 率越大，说明蒸馏水的纯度越低。
3．(2011·广东，32)由熔盐电解法获得的粗铝含 一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气 精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材 镀铝。工艺流程如下：