高2021届高2018级高中化学一轮复习第四章非金属及其化合物核心素养提升9水资源的开发、利用及保护

素养说明：核心素养要求考生要认识化学、技术、社会和环境之间的相互关系,赞赏化学对社会发展的重大贡献。

而水资源的开发、利用及保护是当今社会热点问题,我们要充分利用水资源,服务于社会发展,造福于人类。

1.水资源开发和利用
水资源开发利用,是改造自然、利用自然的一个方面,其目的是发展社会经济。

当前各国都强调在开发利用水资源时,一般考虑经济效益、社会效益和环境效益三方面。

(1)海水淡化
①海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中分离出盐分,以达到淡化海水的目的。

②海水淡化的方法及原理
淡化方法原理
蒸馏法将海水加热蒸发汽化,然后冷凝水蒸气得到蒸馏水
电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、阳离子的选择透过性,在外加直流电场作用下,使水中的一部分离子转移入另一部分水中而达到除盐的目的
离子交换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阳离子和阴离子,得到去离子水的方法
(2)从海水中提取食盐
从海水中提取食盐的方法主要是盐田法。

盐田法(又叫滩晒法)历史最悠久,而且也是最简便和经济有效的方法,现在还在广泛使用。

(3)其他资源的利用
①氯碱工业；②海水提溴；③海水提镁。

2.水资源的污染与保护
(1)常见水污染
赤潮在海洋的近海处,有时可看到水面上漂浮着成片的带状或块状的东西,呈红色,
这是水中藻类等浮游生物的群落所组成,称为赤潮,赤潮能使水中溶解的氧急剧减少。

破坏水产资源,使海水发臭,造成水质恶化。

(2)酸雨：酸雨是指pH小于5.6的酸性降水。

形成酸雨的酸性物质最主要是硫酸,其次是硝酸。

酸雨中的硫酸、硝酸是由进入大气中的SO2和氮的氧化物生成的。

(3)汞污染——水俣病
水俣病是因食入被有机汞污染的河水中的鱼、贝类所引起的甲基汞为主的有机汞中毒。

(4)镉污染——骨痛病
镉是人体不需要的元素,镉进入人体,使人体骨骼中的钙大量流失,使骨质疏松、关节疼痛。

(5)水资源的保护
①必须合理开发水资源,避免水资源破坏。

②提高水资源利用率,减少水资源浪费。

③进行水资源污染防治,实现水资源综合利用。

[题型专练]
1.(2019·文昌模拟)许多国家十分重视海水资源的综合利用。

下列不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()
A.氯、溴、碘
B.钠、镁、铝
C.烧碱、氢气
D.食盐、淡水
试题解析获得Cl2、NaOH、H2需要电解饱和食盐水；获得Na、Mg、Al需电解相应熔融物,Br2、I2需由Br－、I－氧化得到；食盐、淡水分别通过海水蒸发、蒸馏即可得到,为物理变化。

参考答案D
2.海洋是人类的巨大宝库,在淡水资源短缺的今天,对海水(含Na＋、Cl－、Mg2＋、SO2－4、K＋、Br－等)进行淡化处理是获得淡水的一种重要途径,水的净化处理是一项极为常见而又重要的工作。

(1)在净水过程中需用到混凝剂,混凝剂除去悬浮物质的过程中发生了
________(填“物理”“化学”或“物理和化学”)变化,其中不能作为混凝剂使用的是________(填序号)。

a.硫酸铝 B.氧化铝
c.碱式氯化铝 D.氯化铁
(2)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法,其原理是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ,
此方法需要大量的能源,但现代蒸馏法可利用太阳能提供蒸馏所需要的能量,此过程中的能量转化形式为__________________________________________
________________________________________________________________。

(3)离子交换法是海水淡化的一种重要方法,其工作原理为：使海水分别通过阳离子交换树脂(成分表示为RH)和阴离子交换树脂(成分表示为ROH,两种树脂均不易电离),工作时海水中的离子分别与树脂上的—H、—OH交换,—H、—OH分别以H＋、OH－形式进入水中,某海水淡化车间的生产流程如图所示。

则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂为A柱________(填“RH”或“ROH”),这样放置可以防止因形成沉淀造成交换膜功能下降,写出形成沉淀时的离子方程式___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________, 另外写出海水中SO2－4被留在离子交换树脂中的离子方程式____________________________________________________________________。

试题解析(1)净水过程从悬浮物质变化角度看,它是被混凝剂吸附后形成大颗粒而沉淀下来,是物理变化；从混凝剂角度看,因Al3＋、Fe3＋最终转化为Al(OH)3、Fe(OH)3胶体,故是化学变化。

由于Al2O3不溶于水且无吸附性,故它不能作混凝剂。

(2)蒸馏的原理是海水中盐与水沸点不同,加热使沸点低的水汽化形成水蒸气,水
蒸气经冷凝后得淡水。

(3)利用离子交换法淡化海水时,应将海水先通过阳离子交换树脂RH,后通过阴离子交换树脂ROH；因为若先通过阴离子交换树脂,交换下来的OH－会与海水中的Mg2＋反应生成难溶的Mg(OH)2,这样会使离子交换膜发生堵塞从而影响交换效果。

参考答案(1)物理和化学 b
(2)水的沸点低于盐的沸点,加热海水时,沸点低的水先汽化形成水蒸气,经冷凝后得淡水,而盐则留在残余物中太阳能转化为热能
(3)RH Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓2ROH＋SO2－4===R2SO4＋2OH－
3.水是人类生存和发展的宝贵资源,而水质的污染问题却越来越严重。

目前,世界各国已高度重视这个问题,并采取积极措施进行治理。

工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。

以下处理措施和方法都正确的是________(填字母编号,可多选)。

选项污染物处理措施方法类别
A 废酸加生石灰中和物理法
B Cu2＋等重金属离子加硫酸盐沉降化学法
C 含纯碱的废水加石灰水反应化学法
试题解析污染治理要求能除掉有毒的物质,新生成的物质对环境无污染,物理法与化学法的区别是否有新物质生成。

A.酸和碱性氧化物的反应为化学反应,为化学法,故A错误；B.硫酸铜可溶,所以不能沉淀除去,故B错误；C.含纯碱的废水,加石灰水反应生成沉淀,为化学方法,故C正确。

参考答案C。