第2节 化学与资源开发利用
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1.了解海水的综合运用,了解科学发展对自然资源的作用。
2.了解化学在水处理中的应用。
3.了解煤、石油和天然气等综合运用的意义。
4.了解化学资源对废旧物的再生和综合运用的作用。
一、获取洁净的水
1.天然水的净化——混凝法
(1)概念:加入______,形成____吸附天然水中的______和______聚集成较大颗粒而沉淀,然后过滤除去的方法。
(2)常见混凝剂:______、硫酸铝、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。
(3)混凝法净水流程:______―→______―→______。
2.硬水的软化
(1)分类
硬水:含有__________和__________较多的天然水。
软水:含有________和________较少或不含的天然水。
(2)硬度的划分
暂时硬度:水的硬度由__________或__________引起;
永久硬度:由________________________等引起。
(3)硬水的软化方法
①加热法:
原理(用化学方程式表示):_____________、_____________、______________。
适用范围:________________________。
②药剂法:常用药剂__________________和______等。
流程:
原理:HCO-3+OH-===CO2-3+H2O、Ca2++CO2-3===______________、Mg2++OH-===________________。
适用范围:__________________。
特别提示:药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后顺序,为使离子沉淀完全,所加入的试剂必须过量,过量的试剂Ca2+也必须除去,所以Na2CO3应在Ca(OH)2之后。
③离子交换法:
利用交换剂中的______与水中Ca2+和Mg2+发生交换使水软化。离子交换剂常用NaR、HR表示。离子交换剂使用一段时间后失去交换能力,可以利用食盐水使NaR型离子交换剂发生逆交换,重新恢复交换能力,这个过程叫做__________。
3.污水处理
(1)基本流程
(2)污水处理常用的化学方法
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
海水淡化的方法有:________、__________等。
即时训练1 下列说法中错误的是______。
①混凝法可以除去水中的钙、镁离子,且能杀菌消毒
②明矾净水和绿矾净水原理相同,均是利用了胶体的吸附性
③烧水时形成水垢是由水的暂时硬度引起的
④除去水中的永久硬度只能用药剂沉淀法
⑤海水淡化中蒸馏法与电渗析法均属于物理变化
⑥废水中的重金属Hg2+、Pb2+、Cu2+均可以用沉淀法(Na2S)除去
二、海水的综合利用
1.氯碱工业
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______离子通过。
(2)原理
氯碱工业的生产原理用化学方程式表示为:______________________。
(3)工艺流程
粗盐水――→沉淀剂______――――――→加适量稀盐酸调节pH精盐水。
在进入电解槽前需通过阳离子交换塔进一步除去__________________等离子,以防破坏离子交换膜。
(4)粗盐的精制
①目的:除去泥沙,使Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4等离子的含量达到要求。
②原因:Ca2+、Mg2+、Fe3+等在碱溶液中形成沉淀,破坏离子交换膜。
③试剂:______________________________________。
用BaCl2除去SO2-4,用NaOH除去Mg2+、Fe3+,用Na2CO3除去Ba2+及Ca2+,所加沉淀剂需稍过量。
试剂的加入顺序:纯碱需在钡试剂后加,稀盐酸在过滤后加。
④有关反应的离子方程式:
Ba2++SO2-4===BaSO4↓
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
Ca2++CO2-3===CaCO3↓
Ba2++CO2-3===BaCO3↓
CO2-3+2H+===H2O+CO2↑
(5)产品
①阳极室产品:______,补充__________流出______。
②阴极室产品:氢气和NaOH,补充纯水(加入一定量NaOH稀溶液)流出NaOH浓溶液。
2.从海水中提取溴单质
(1)工艺流程