高中化学选修二第二章 学案

第二单元 化学与资源开发利用教学重点（难点）：1、   天然水净化和污水处理的化学原理，化学再水处理中的应用和意义。硬水的软化。中和法和沉淀法在污水处理中的应用。2、   海水晒盐。海水提镁和海水提溴的原理和简单过程。氯碱工业的基本反应原理。从海水中获取有用物质的不同方法和流程。3、   石油、煤和天然气综合利用的新进展。知识归纳： 方法原理天然水的净化混凝法混凝剂：明矾、绿矾、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等Al3++3H2O3H++Al(OH)3  絮状胶体（吸附悬浮物）；带正电（使胶体杂质聚沉）。生活用水净化过程：混凝沉淀－过滤－杀菌化学软化法硬水：含有较多的Ca2+,Mg2+的水，较少或不含的为软水。      不利于洗涤，易形成锅垢，降低导热性，局部过热、爆炸。暂时硬度：Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的硬度。1、加热法       永久硬度：钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度。2、药剂法：纯碱、生石灰、磷酸盐3、离子交换法：离子交换树脂，不溶于水但能与同电性离子交换          2NaR+Ca2+==CaR2+2Na＋再生：CaR2+2Na＋==2NaR+Ca2+污水处理物理法一级处理：格栅间、沉淀池等出去不溶解的污染物。预处理。（微）生物法二级处理：除去水中的可降解有机物和部分胶体污染物。化学法三级处理：中和法－酸性废水（熟石灰），碱性废水（硫酸、CO2）          沉淀法－含重金属离子的工业废水（沉淀剂，如S2-）          氧化还原法。（实验：电浮选凝聚法）  方法原理盐的利用海水制盐蒸发法（盐田法）太阳照射，海水中的水分蒸发，盐析出。盐田条件：地点（海滩、远离江河入海口）、气候。盐田划分：贮水池、蒸发池、结晶池。苦卤：分离出食盐的母液。食盐利用电解（氯碱工业）2NaCl＋2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑阳极：2Cl－-2e－＝Cl2↑  阴极：2H++2e－＝H2↑海水提溴吹出法1、氯化：Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br22、吹出：空气（或水蒸气）吹出Br23、吸收：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
        再用氯气氧化氢溴酸。海水提镁具体过程海水―――Mg(OH)2―――MgCl2―――Mg碱（贝壳）/过滤     盐酸     干燥/电解海水提取重水蒸馏法、电解法、化学交换法、吸附法了解化学交换法  化工目的石油分馏（常压、减压）（物理）把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物，得到汽油（C5~11）、煤油（C11~16）、柴油（C15~18）等轻质油，但产量较低。裂化（化学）获得更多轻质油，特别是汽油。断链。列解（化学）获得重要有机化工原料：乙烯、丙稀、丁烯等。煤关注问题提高燃烧热效率，解决燃烧时的污染，分离提取化学原料。干馏隔绝空气加热。得焦炉气（H2、CH4、乙烯、CO等，燃料）、煤焦油（苯等芳香族化合物，进一步提取）、焦炭（金属冶炼）等。气化利用空气或氧气将煤中的有机物转化为可燃性气体。C＋水液化把煤转化为液体燃料的过程。直接液化：与溶剂混合，高温、高压、催化剂与氢气作用，得到汽油、柴油、芳香烃等。煤制油（内蒙古）。间接液化：先转变为CO和氢气，再催化合成为烃类、醇类燃料。一碳化学以分子中只含一个碳原子的化合物（甲烷、甲醇等）为原料合成一系列化工原料和燃料的化学。CO：煤    CH4：天然气。电解饱和食盐水中。正阳失，负阴得。阳极：活性电极，放电顺序：S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F­­­-阴极：  Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸性溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+   （1）在电解饱和食盐水中， 阳极有气泡产生，有刺激性味道的气体，湿润的KI-淀粉试纸变蓝。阴极有气泡，可燃气体。（2）如果交换电极：如果用的都是惰性电极（石墨或铂），那么可以互换（反应不变）；但如果原来阴极用的是铁棒，那么不能互换，若互换，铁作阳极：Fe-2e-=Fe2+，阴极：2H+2e-=H2；阴极产生的氢氧根离子会和阳极产生的亚铁离子在溶液中反应，生成氢氧化亚铁（白色沉淀，不稳定马上变成灰绿色，最终变成红褐色）。（3）阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。（4）阳极接在电源正极上，电源正极会不断地吸电子，所以只能挂惰性电极，如炭棒和Pt等，若挂其他，如铁棒，那么电子被电源正极吸收，Fe会变成铁离子，从而进入电解液中，你会很快看到铁棒不见了。那至于为什么用炭棒而不用Pt，则是价格关系。炭棒便宜。而阴极接在电源负极上，电源负极在不断产生电子，所以挂什么并没有什么大的关系，挂铁的话，反而保护了铁不变为铁离子。其实负极挂炭棒什么的，也可。在工业生产中一般阴极不用铁棒而做成铁网，增大反应接触面。而炭不易做成网状，所以选用炭棒。