第二单元 化学与资源开发利用
文档属性
| 名称 | 第二单元 化学与资源开发利用 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 111.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-22 08:41:00 | ||
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文档简介
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第二单元 化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
● 了解污水处理的方法及获取洁净水的方法。
● 了解硬水的概念，知道硬水软化的常用方法。
● 理解加热煮沸法和离子交换法软化硬水的基本原理，了解药剂法软化硬水的原理。
〔知识梳理〕
1．天然水中常含有一些悬浮物和胶体，可以用明矾净水，写出明矾净水的离子方程式
。
2．自来水厂用绿矾和氯水一起净水，请用离子方程式和简要的文字叙述说明原理
。
3．硬水是指 ；软水是指 。
4．区别硬水和软水常用两种方法，方法一：加入肥皂水振荡，有大量泡沫产生的是 ，
泡沫很少且有大量沉淀产生的是 ；方法二：加入饱和Na2CO3溶液，有
产生的是软水，有 产生的是硬水，反应的离子方程式为
。
5．加热法可以消除 硬度，反应的化学方程式为
。
6．常用磺化煤NaR做离子交换剂来软化硬水，反应的离子方程式是 、
，经过离子交换得到的水中， 离子浓度增大。失去交换能力的磺化煤在 中浸泡后，可以再生，反应的化学方程式是 。
7．处理污水的方法很多，一般可归纳为 、 和 等。污水处理程度可分为一级、二级、三级，一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理程度。对于酸性废水和碱性废水，可以采用 法进行处理，一般有用中和剂如
来中和钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水，用 或 来中和碱性废水。
8．向含有Hg2＋的废水中加入Na2S，可以使Hg2＋转变为HgS沉淀而除去，写出反应的离子方程式 ；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，写出有关反应的离子方程式 、
。
〔方法导引〕
1．硬水的危害
⑴ 对生活的危害：用硬水洗衣服不易洗净；硬度过高的水或硬度过低的水，若长期饮用，不利于人体健康。
⑵ 对生产的危害：长期烧煮的锅炉，使用硬度太高的水易形成锅垢，不仅浪费燃料，而且会引起爆炸。暂时硬水对锅炉的危害更大。
2．水的净化和硬水的软化
水的净化和软化是两个不同的概念。天然水中常含有许多细小的悬浮物（如泥土、细菌、藻类等不溶物）、腐殖质胶体和一些可溶性盐类、气体等。水的净化是除去天然水中的悬浮物、细菌等，常用FeCl3、AlCl3、Al2(SO4)3或明矾等易水解的物质作净水凝聚剂、用木炭脱色脱臭，饮用水还常用漂白粉、液氯等消毒、杀菌。水的软化是降低水中大量Ca2+、Mg2+的过程。常用的方法有：加热法、药剂法（石灰纯碱法、磷酸钠法）、离子交换法（离子交换剂如磺化煤等）。
经净化和软化后的水仍含有少量的Ca2＋、Mg2＋和一定量的SO42－、Na+，并不是纯水。
3．水的暂时硬度和永久硬度的区别
主要区别在于所含的主要阴离子种类的不同，由Mg(HCO3)2或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。
4．硬水软化的方法及原理
⑴加热煮沸法：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↑
⑵离子交换法：利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用磺化煤（NaR）作离子交换剂：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+，2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+。用8%～10%
的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生：CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+。
⑶用石灰纯碱法：先加Ca(OH)2，再加Na2CO3。Ca(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：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaSO4
加入纯碱的作用是将过量Ca2+的沉淀出来，Ca2++CO32－=CaCO3↓。
[例题1]用下列方法除去含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-的硬水，所得水含离子浓度最小的是（ ）。
A．蒸馏 B．加热煮沸法 C．用石灰纯碱法 D．用离子交换法
[解析]蒸馏可以制得非常纯的蒸馏水，几乎不含任何杂质离子，所以A项是正确的；加热煮沸法只可降低Ca2＋、Mg2＋的浓度，但不能除去Cl－；石灰纯碱法或离子交换法虽比加热煮沸除去Ca2＋、Mg2＋彻底，但仍不能完全除去，也不能除去其它阴离子，并在除掉Ca2＋、Mg2＋的同时增加了Na＋的浓度。所以B、C、D项均不正确。
[答案]A
[例题2]某含钙的天然水，以CaO的形式表示，水中CaO含量为0.002%。若每升水中含CaO10 mg时为1°，求该水的硬度为多少？
[解析]1L水的质量为1000g·L－1×1L＝1000g，
其中含CaO的质量为1000g×0.002%＝0.02g。
该水的硬度为0.02g×103mg·g－1÷10mg×1°＝2°
[答案]2°
[例题3]磺化煤（表示式NaR）是一种钠型离子交换剂，它能把硬水中的Ca2＋、Mg2＋交换除去而使水软化，现代海水的淡化方法是：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示：
⑴现有氢型阳离子交换树脂（HR）和羟基型阴离子交换树脂（ROH），则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是（填代表符号）：A柱 ；B柱 。
⑵说明按上述顺序装柱的理由是 。
[解析]由离子交换法的原理迁移应用到题给信息可知，阳离子交换树脂的交换原理为：
Na＋＋HR＝H＋＋NaR Ca2＋＋2HR＝2H＋＋CaR2 Mg2＋＋2HR＝2H＋＋MgR2
阴离子交换树脂的交换原理为：
ROH＋Cl－＝RCl＋OH－ 2ROH＋SO42－＝R2SO4＋2OH－
ROH＋HCO3－＝RHCO3＋OH－
交换下来的H＋和OH－反应生成H2O从而得到淡水。
[答案]⑴A．HR B．ROH
⑵若相反，则首先产生OH－易与Mg2＋等反应产生Mg(OH)2等沉淀，堵塞离子交换柱。
〔基础训练〕
1．锅炉长期烧煮硬水结成的锅垢的成分是（ ）。
A．MgCO3 B．CaSO3 C．Mg(OH)2 D．CaCO3
2．软化含有Ca(HCO3)2的硬水的方法是（ ）。
A．加适量的Ca(OH)2 B．通入CO2
C．加入盐酸或硫酸 D．加热
3．检验某地天然水是否为硬水，最灵敏的试剂是（ ）。
A．Na2CO3溶液 B．肥皂水 C．石灰水 D．AgNO3溶液
4．用明矾净化后的自来水是（ ）。
A．含悬浮杂质少的水 B．硬水 C．软水 D．纯水
5．用下列方法除去含Ca2＋、Mg2＋、Cl－、HCO3－的硬水，所得的水中含离子浓度最小的是（ ）。
A．蒸馏 B．加热煮沸
C．加Ca(OH)2与Na2CO3 D．离子交换法
6．水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是（ ）。
A．蒸馏法是海水淡化的方法之一
B．淡水的密度小于海水的密度
C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少
D．0℃以上，温度越高，水的密度越小
7．下列所述情况可能引起水污染的是（ ）。
①城市生活污水的任意排放 ②农业生产中农药、化肥使用不当 ③海上油轮石油泄漏 ④工业生产中废液、废渣、废气的排放
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②④ D．①②③④
8．关于离子交换法软化硬水，下列叙述正确的是（ ）。
A．磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的Ca2＋、Cl－、SO42－等离子
B．经磺化煤软化处理后，水中Na＋浓度增大
C．经磺化煤软化处理后，从水中分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物
D．磺化煤软化硬水，使水中Ca2＋、Mg2＋离子浓度减小
9．水可以造福人类，但水被污染后却会给人类造成灾难。为了防止水被污染，下面①～⑤项措施中，可以采用的是（ ）。
①抑制水中所有动植物的生长 ②生活污水经过净化处理后再排放 ③禁止使用农药和化肥 ④不任意排放工业废水 ⑤减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量，防止形成酸雨
A．①②④ B．③④⑤ C．②④⑤ D．②③④
10．关于硬水的下列叙述中，错误的是（ ）。
A．硬水中的Ca2＋、Mg2＋离子可阻碍肥皂起泡
B．用漂白粉对自来水消毒，会增加水的硬度
C．向硬水中加入明矾，可以使硬水软化
D．雨水的硬度比海水的硬度小
11．最近科学研究表明，用氯气杀灭自来水中的病菌并非优良的方法，氯胺（NH2Cl）在中性或酸性条件下是一种更好的强消毒剂。氯胺的消毒原理之一是（ ）。
A．NH2Cl +HCl＝NH3↑＋Cl2↑ B．NH2Cl +H2O NH3＋HClO
C．NH2Cl＝NH2＋＋Cl－ D．NH2Cl ＋HClO NH2ClO+HCl
12．现有纯碱、石灰、明矾和磺化煤，可用作净水剂的是 ，可用作软化含CaSO3、CaCl2的硬水的是 ，可用作软化暂时硬水的是 。
13．目前使用的一种药剂法软化硬水，所用的试剂为熟石灰和纯碱。熟石灰只适用于除
离子，纯碱除 离子效果好，除 离子效果不好。用熟石灰纯碱法软化含CaCl2、MgSO4的硬水时，加入石灰的作用是 。
14．取某地下水（含暂时硬度和永久硬度）作如下实验：
⑴加热煮沸足够长时间所得沉淀主要是 ，反应的离子方程式是
。
⑵取上述水样加入澄清的石灰水，反应的离子方程式是
。
⑶第⑵步操作完成后，在所得溶液中加入Na2CO3溶液，有何现象 ，
反应的离子方程式为 。
15．洪水泛滥时会将地面上的一切卷入水中，使洪水中含有大量的细菌和杂质，灾民喝了这样的水后很容易患肠道传染病。如果你是支援灾区的志愿者，请你设计方案使用最廉价的化学试剂，将被污染的水处理成饮用水。
〔拓展提高〕
16．用自来水配制NaOH溶液时,往往会产生白色浑浊，因为发生了反应 、
、 。
17．某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、
OH－、NO3－六种离子。
甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是 、 、 。
乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的 （选填“活性炭”、“硫酸亚铁”或“铁粉”），可以回收其中的金属 （填写金属的元素符号）。
另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当比例混合，可以使废水中的 （填写离子符号）转化为沉淀。经过滤后的废水主要含 ，可用来浇灌农田。
18．我国南方某些地区的井水取来久置后，井水由澄清透明变成有少量棕红色絮状沉淀积于缸底，水面浮着一层“锈皮”，当地居民常采用加明矾的方法处理。
⑴井水久置后，水面浮着的一层“锈皮”的主要成分是（写化学式） 。
⑵用化学方法鉴别该井水的步骤是
，
离子方程式是 。
⑶用化学方法鉴别经明矾处理后的水的步骤是
，
离子方程式是 。
19.我国规定饮用水的硬度不能超过25度，硬度的表示方法是：将水中的Ca2＋和Mg2＋都看作Ca2＋，并将其质量折算成CaO的质量，通常把1L水中含有10mgCaO称为1度，水中的Ca2＋和Mg2＋可用一定浓度的Y溶液进行滴定，Y跟Ca2＋和Mg2＋都以等物质的量完全反应。
⑴ 现取某地区的地下水样品25.00mL，用0.0100mol·L－1Y溶液滴定，完全反应时消耗Y溶液15.00mL。试计算该地下水的硬度，并判断是否符合饮用水标准。
⑵ 如果每次分析时取的水样都是25.00mL，为了便于计算，要求每消耗0.50mLY溶液即相当于水的硬度为1度，则Y溶液的物质的量浓度应为多少？
课题2 海水的综合利用
● 了解海水的综合利用，认识化学科学发展对自然资源利用的作用。
● 了解氯碱工业及其发展。
● 知道如何从海水中提取食盐、镁、溴、重水等。
〔知识梳理〕
1．海水中含有大量的盐类。由海水制食盐的方法主要是 法，分离食盐后得到的母液叫 ，可以从中制得一系列的副产品，如氯化钾、 等。
2．氯碱工业中，通过电解饱和食盐水制得H2、Cl2、NaOH。电解时，阳极得到 ，电极反应式为 ；阴极得到 ，电极反应式为 ；
总电解反应方程式为 。
3．工业食盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质，常加入熟石灰和纯碱精制。精制过程发生反应的离子方程式为 。
4．海水中含有大量的溴，可以采用 法从海水中提取溴。首先用氯气氧化海水中的溴，
离子方程式为 ；然后用空气或水蒸气吹出溴，用二氧化硫将吹出的Br2还原，反应的化学方程式为 ；再用氯气将其氧化就可得到溴产品。
5．从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用。请回答下列问题：
⑴粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，精制时所用的试剂为：盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是 、 、 、 。
⑵写出电解饱和食盐水的总反应式 。
⑶用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的有关化学反应方程式是 、
。
⑷在海水中加入石灰乳可以制得Mg(OH)2，写出制取Mg(OH)2的化学方程式
。将Mg(OH)2过滤出来，然后加入盐酸，可以得到MgCl2溶液，反应的离子方程式为 ，将溶液浓缩得到MgCl2晶体。将MgCl2晶体通过一系列处理，得到无水MgCl2。
⑸电解熔融的MgCl2可制得金属镁和氯气，电解的反应方程式为 。
利用副产品氯气和粉末状熟石灰反应可制得漂白粉，反应的化学方程式为
。
6．氢有三种同位素，写出其化学符号和名称 、 、 ；重水的化学式为 。由海水制重水的方法有 、 、 、 等。
〔方法导引〕
1．氯碱工业：以食盐为原料，用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、H2、Cl2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。
原理：阳极(C)： 2Cl-－2e-＝Cl2↑ (氧化反应)
阴极(Fe)： 2H+＋2e-＝H2↑ (还原反应)
总反应：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
装置：离子交换膜电解槽
2. 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
⑴食盐水的精制：由于食盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须除去。先加氯化钡，除去SO42－；再加碳酸钠，除去过量的Ba2＋和Ca2＋以及大部分的Mg2＋、
Fe3＋；再加氢氧化钠除去Mg2＋、Fe3＋，；最后用盐酸调整溶液的pH。这样处理的盐水中仍含有少量的Ca2＋、Mg2＋等金属阳离子，必须送入阳离子交换塔进一步进行离子交换。
⑵电解：阳极区得到氯气；阴极区生成氢气和氢氧化钠溶液。
3.镁的工业制法：镁是活泼的金属，不宜用热还原法制取，一般采用电解熔融的MgCl2的方法。MgCl2主要存在于海水和光卤石中，所以制取MgCl2的途径是在海水或若卤中加入熟石灰，使Mg(OH)2析出：MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2，再用盐酸溶解Mg(OH)2，然后将溶液浓缩，得到MgCl2晶体，将晶体在HCl中加热除去结晶水，即得无水MgCl2。然后电解熔融的MgCl2，MgCl2 Mg＋Cl2↑，就可得到金属镁。
[例题1]海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
⑴若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出反应的化学方程式
。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是
。
⑵Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
。
⑶实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时 ；
过滤时 ；
蒸发时 。
[解析] ⑴MgCl2·6H2O在加热时可发生水解反应：
MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl＋HCl＋5H2O，加热可促进水解，HCl、水蒸气的挥发使水解反应趋于完成，生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl受热进一步分解得到MgO；而在干燥的HCl气流中加热时，即可抑制MgCl2水解，又会带走MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气，促进失去结晶水反应的发生，得到无水MgCl2。
⑵由于Mg(OH)2难溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，所以加入适量MgCl2溶液，过滤、洗涤、干燥可得纯净的Mg(OH)2。
⑶熟悉溶解、过滤、蒸发的操作要点，即可回答玻璃棒的作用。
[答案]⑴MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑
MgCl2·6H2O MgO＋2HCl↑＋5H2O↑〔Mg(OH)Cl MgO＋HCl↑〕
在干燥的HCl气流中加热时，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气，故得到无水MgCl2。
⑵加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤
⑶搅拌，加速溶解 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止溶液外洒 搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅
[例题3]现代工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请回答下列问题：
⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应为 。
⑵电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，使用的试剂有：a．Na2CO3溶液 b．Ba(OH)2溶液 c．稀盐酸，其合理的加入顺序为 （填试剂序号）。
⑶如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中，通电1min在阴极上可产生11.2L(标准状况)Cl2，这里溶液的pH是 （设体积保持不变）。
[解析]⑶由2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑可知，
n(NaOH)＝2n(Cl2)＝2×11.2L/22.4L·mol－1＝1mol
c(OH－)＝0.1mol·L－1 故溶液的pH＝13
[答案]⑴2Cl-－2e-＝Cl2↑ ⑵b、a、c ⑶13
〔基础训练〕
1． 从海水中提取金属镁的生产步骤有以下几步，其正确的排列是（ ）。
①浓缩结晶 ②加熟石灰 ③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解
A．①②③④⑤ B．②③④⑤① C．②④③①⑤ D．③④②①⑤
2．市售家用消毒液发生器是利用常见的精盐和自来水为反应物。通直流电时，发生器中电解槽内的极板上产生大量的气泡，闻有刺激性气味；切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，且对人体无毒副作用。跟该发生器直接有关的化学反应是（ ）。
A．2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ B．Cl2＋H2＝2HCl
C．Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O D．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
3．海水中含有氯化镁,是镁的主要来源之一.从海水中提取镁,可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引有海水的水渠中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，干燥产物；④将得到产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法正确的是（ ）。
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．进行①、②、③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．也可用电解熔融MgO或Mg(OH)2的方法制金属镁
D．以上提取镁的过程涉及到的反应有分解、化合和置换反应
4．氯碱工业上所用的食盐水必须精制。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行：①过滤，②加适量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量Na2CO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液等五项操作。正确的操作顺序是（ ）。
A．①④②⑤③ B．④②⑤③① C．②⑤④①③ D．⑤③②④①
5．在冶金工业上，常用电解法得到Na、Mg、Al等金属，其原因是（ ）。
A．这些金属的化合物熔点低 B．它们都是轻金属
C．它们的性质很活泼 D．此方法成本低
6．从海水里提取溴的过程中，有如下反应：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O，下列反应与此反应原理最相似的反应是（ ）。
A．2NaBr＋Cl2＝2NaCl＋Br2 B．AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O＝4Al(OH)3↓＋3NaCl
C．2H2S＋SO2＝3S＋2H2O D．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
7．下列反应不符合工业冶炼金属的实际情况的是（ ）。
A．2Ag2O 4Ag＋O2↑ B．4Al＋3MnO2 2Al2O3＋3Mn
C．2MgO 2Mg＋O2↑ D．4C＋Fe3O4 3Fe＋4CO↑
8．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室中从海藻中提取碘的步骤为：①将海藻晒干、灼烧，得海藻灰；②过滤；③浸泡海藻灰得悬浊液；④加四氯化碳；⑤通入适量氯气；⑥水浴蒸馏得晶体碘。正确的操作步骤是（ ）。
A．①②③④⑤⑥ B．①③②⑤④⑥
C．①②④③⑤⑥ D．①③②④⑤⑥
9．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使氯气被完全吸收，制得有较强的杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分的判断正确的是（ ）。
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
10．下列说法中，不正确的是（ ）。
A．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
B．海水中溶解的主要无机盐有NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等
C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体系
D．海水淡化因能耗大、成本高，不能形成规模生产
11．制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯氯化钙中混有镁离子，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90℃～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用（ ）。
A．氢氧化钙乳 B．碳酸钠溶液 C．碳酸氢钠溶液 D．氢氧化钠溶液
12．由H、D、18O形成三原子化合物分子共有 种，其中含有重氢的化学式为 、
。
13．用离子交换膜电解槽电解电解饱和食盐水制氯气，阴极产物是 ，阳极产物是 。
反应的离子方程式是 。残液的成分是 。
若不使用隔膜法电解食盐水，可得到一种消毒液，其主要成分是 ，反应的化学方程式是 。
14．工业上用食盐、石灰石和水为原料生产漂白粉。写出有关反应的化学方程式：
15．从海水中提取溴的方法之一是：通入氯气把溴化物氧化，然后用空气把生成的溴吹出，用Na2CO3溶液吸收生成的溴生成NaBr、NaBrO3、和CO2，再加H2SO4使溴析出，这样得到的溴中可能含有少量的氯气，这些氯气可加FeBr3除去。试写出上述反应的化学方程式。
⑴ 、⑵ 、
⑶ 、⑷ 。
16．某氯碱厂日产50%NaOH溶液3000kg，试计算：
⑴该厂每天生产H2和Cl2的体积（标准状况）。
⑵如果把这些H2和Cl2都制成38%的盐酸，理论上每天可生产盐酸的质量。
〔拓展提高〕
17．用新的铝锅、铝壶盛自来水并加热时，会发现其内壁被水淹没的地方会变黑，这层黑色物质是 ，产生的原因是 ，
这种物质对人体是否有害？ ，为什么？ 。
18．以六水合氯化镁（MgCl2·6H2O）为原料制备无水氯化镁。已知：MgCl2·6H2O晶体在空气中加热时，释出部分结晶水，同时生成Mg(OH)Cl或MgO；在干燥HCl气流中加热能制备无水MgCl2。
可选用药品：MgCl2·6H2O晶体、NaCl(s)、KClO(s)、MnO2、浓H2SO4、浓HCl、稀NaOH溶液。
仪器：见图（装置可重复使用）。
回答下列问题：
⑴组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器（用编号A、B…填入）是 ；
⑵按HCl气流方向，其余装置的连接顺序（用数字1、2…填入）是（ ）→（ ）（ ）→
（ ）（ ）→（ ）（ ）；
⑶各装置中应放的药品：A B C D E ；
⑷B装置的作用是 ，B中能观察到的现象是
。
19．海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源。
（1）海水中含有大量的氯化钠。氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族。
（2）目前国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经过冷却而得高纯度淡水，由此可判断蒸馏法是 （填：物理变化、化学变化）
（3）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应式为：
食盐 + H2O NaOH + H2 + Cl2（未配平）。该反应中食盐的化学式是 。利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000t，最少需要消耗食盐 t。
（4）近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：
写出②④的化学反应方程式：
② ④
上述亚硫酸氢钠与甲醛经过加成反应，可以合成俗称“吊白块”（雕白粉）的物质。吊白块对人体有害，不能用于食品漂白。写出其反应的化学方程式 。
19．某温度下将一定量密度为1.15g/cm3的NaCl溶液用石墨电极通直流电，设NaCl恰好完全反应，且无其他反应发生，得到的溶液中氧元素的质量分数为80.%。
⑴求电解后溶液中溶质与溶剂的物质的量之比。
⑵求原NaCl溶液的物质的量浓度。
课题3 石油、煤和天然气的综合利用
● 了解石油和煤是有机物的主要来源，是各类化工生产的基础。
● 理解石油分馏、裂化、裂解的基本原理；了解对石油初步加工的主要产品。
● 了解煤的干馏原理，了解煤干馏产品的主要成分和用途。
● 了解一碳化学的发展；通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。
〔知识梳理〕
1．石油所含的基本元素是 ，还含有少量的 等。石油主要是由各种 组成的混合物，因此，它没有固定的 点和 点。地下开采出来的原油是 色的 状物质。
2．工业上常用 的方法，把石油分成沸点不同的产品，分离出来的产品叫
，这些产品仍然是 物。
3．为了获得更多的轻质油，工业上常把相对分子质量较大、沸点较高的烷烃，采用
的方法，进行分解，目的是为了提高 的产量；也可以将长链烃在更高的温度下，进行深度裂化，目的是使长链烃断裂为 、 、 等短链烃，这种方法又称为 。
4．煤的组成元素主要是 ，还有少量的 等元素，煤是由无机物和
物组成的复杂的混合物。将煤在 使其分解的过程叫煤的干馏。煤干馏后的主要产品是 ；能有力证明煤的主要成分不是碳单质的事实是 。
5．为了减少煤对环境的污染，人们将煤进行 和 ，使煤变成清洁的能源，同时提高煤的燃烧效率。写出煤的气化的有关化学方程式 、
。
6．写出煤气化的主要反应的化学方程式：
；
天然气重整的化学方程式为 。
〔方法导引〕
1．石油的炼制
炼制方法 分馏 裂化 裂解
常压 减压
原理 利用烃的不同沸点，将其分离成沸点不同的产物 在一定条件下，使长链烃断裂为短链烃 深度裂化（更高温度下的裂化）
变化 物理变化 化学变化 化学变化
主要原料 原油 重油 重油、石蜡等 石油分馏产物（包括石油气）
主要产品 石油气、汽油、煤油、柴油、重油等 柴油、润滑油、燃料油、石蜡、沥青等 汽油、煤油、柴油等轻质油 主要是乙烯、丙烯、丁烯
2．煤的综合利用
干馏 气化 液化
直接液化 间接液化
原理 将煤隔绝空气加强热使其分解 把煤中的有机物转化为可燃性气体 高温、高压下，与溶剂混合，使煤与H2作用生成液体燃料 把煤气化成CO和H2，经催化合成液体燃料（CH3OH等）
产品 焦炭、煤焦油、焦炉气、出炉煤气 低热值气CO、H2、N2、中热值气CO、H2、少量CH4高热值气CH4 优质汽油、柴油、芳香烃和副产燃料气、液化石油气等 合成汽油、甲醇等液体燃料
3．几组易混淆概念的比较
⑴分馏和干馏的本质区别：分馏是对石油固有的成分的分离，为物理变化；干馏是对煤强热分解得到新产物，为化学变化。
⑵煤和木炭、焦炭组成不同：煤是以碳为主的复杂有机物和无机物的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质，所以木炭、焦炭易于燃烧，而煤不易燃料。
⑶天然气和焦炉气不同：天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其主要成分是CH4、C2H6、C3H8等小分子烷烃，主要是CH4，它既是一种重要能源，又是一种重要的工业资源。焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、CH4、CO、C2H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。
[例题1]下列说法错误的是（ ）。
A．化石燃料在任何条件下都能燃烧
B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D．固体煤变为气态燃料后，燃烧效率将更低
[解析]本题考查燃料充分燃烧的条件及能源的综合利用等知识。化石燃料只有在一定的温度和氧气存在情况下才能燃烧。化石燃料不经深加工处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。煤、石油等化石燃料经深加工后变为气体燃料，不仅能减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，也便于输送。所以选项A、D错误，B、C是正确的。
[答案]AD
[例题2]有一套以天然气为燃料的灶具，改用石油气(C3H8)为燃料，使用时应采取的措施是 ，其原因是 。
[解析]天然气的主要成分是CH4，其燃烧的化学方程式为：CH4＋2O2→CO2＋2H2O；石油气燃烧的方程式为：C3H8＋5O2→3CO2＋4H2O，由方程式可知，燃烧等体积的天然气和石油气，石油气消耗O2的体积大。故改装灶具时应该增大空气的进气量或减少石油气的进气量。
[答案]应增大空气的进气量或减少石油气的进气量；因燃烧等体积的天然气和石油气时，石油气消耗的氧气的体积大。
[例题3]科学家致力于CO2“组合转化”技术研究，把过多的CO2转化为有益于人类的物质，如将CO2和H2按1﹕4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下，可获得一种主要的能源，请完成以下化学方程式：CO2＋4H2→（ ）＋2H2O
若将CO2与H2混合，在一定条件下以1﹕3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水，该化工原料可能是（ ）。
A．烷烃 B．烯烃 C．炔烃 D．芳香烃
[解析]从原子守恒来讲，1molCO2与4molH2反应生成2molH2O，同时另一种物质必有1molC和4molH，所以是CH4。
同理，1molCO2＋3molH2→2molH2O＋1molCH2，即该烃的最简式为CH2，即为烯烃。
[答案]CH4 ；B
〔基础训练〕
1．天然气的主要成分是（ ）。
A．CO B．CH4 C．C2H4 D．H2
2．下列变化不属于化学变化的是（ ）。
A．煤的干馏 B．石油的分馏 C．催化裂化 D．裂解
3．在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（ ）。
A．液化气 B．煤油 C．煤饼 D．木柴
4．石油裂化的目的是（ ）。
A．提高轻质液体燃料的产量 B．获得短链不饱和气态烃
C．主要是提高汽油的质量 D．主要是提高汽油的产量
5．工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是（ ）。
A．石油的分馏 B．石油的裂化
C．石油的裂解 D．直馏汽油的催化重整
6．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展的标志是（ ）。
A．石油的产量 B．乙烯的产量 C．合成纤维的产量 D．硫酸的产量
7．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（ ）。
A．酒精 B．汽油 C．柴油 D．液化石油气
8．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分是（ ）。
A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类
9．我国即将全面禁止使用含铅汽油（含铅汽油中溶有能提高汽油抗震性的四乙基铅），其主要目的是（ ）。
A．减少汽车尾气中氮的氧化物的排放量 B．提高汽油的燃烧值
C．消除汽车尾气中的铅对大气的污染 D．提高汽油的抗震性
10．下列说法正确是（ ）。
A．煤的干馏是物理变化
B．石油裂解的目的主要是为了得到更多的汽油
C．石油分馏能得到不同沸点范围的产物
D．石油裂化主要得到是乙烯、丙烯等
11．我国最近从国外引进一套设备，它可以有效地消除“白色污染”，把回收的废旧塑料加工成汽油、煤油等。试分析在该加工过程中发生的主要反应类型为（ ）。
A．裂解 B．裂化 C．分馏 D．干馏
12．含有5个C原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多是（ ）。
A．2种 B．4种 C．5种 D．6种
13．近年来，我国部分地区陆续发现了“毒油”，所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不宜食用。下列有关说法中正确的是（ ）。
A．汽油是纯净物，有固定的沸点
B．汽油只能是石油分馏得到
C．可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油
D．汽油是含碳原子数为5～11的多种烃的混合物
14．把下列各物质的制取方法填写在各题后面的空格中：
⑴用煤制取煤焦油 ；⑵用煤焦油制取二甲苯 ；
⑶用石蜡制汽油 ；⑷用煤油制乙烯 。
15．能源在我国的社会主义建设中的作用举足轻重，目前我国主要的能源品种仍然是煤、石油、天然气，试以它们各自的主要成分C、CnH2n＋2、CH4为代表，写出燃烧的化学方程式 、 、 。
比较当它们质量相同时，哪一种燃料对环境造成的负面影响（产生温室效应）最小 。
16．作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油气为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4，它们的燃烧反应如下：
2CO＋O2 2CO2 2H2＋O2 2H2O CH4＋2O2 CO2＋2H2O
根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是
，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是 进风口（填“增大”或“减小”），如不作改进可能产生的不良结果是
。
乙烷 丙烷 丁烷
熔点/℃ －183.3 －189.7 －138.4
沸点/℃ －88.6 －42.1 －0.5
管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有
少量乙烷、 丙烷、丁烷等，它们的某些性质
见右表：
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒季节有
管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是
。
〔拓展提高〕
17．下面是对三种不同类型汽车（以序号1、2、3表示）的废气排放情况进行了比较。这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气（主要成分是甲烷）为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为⑴的是 汽车，序号为⑶的是 汽车。
18．家用液化石油气的主要成分是烷烃和烯烃的混合物，它们在1.01×105Pa的沸点如下表所示：
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 乙烯 丙烯 丁烯 戊烯
沸点/℃ －161.7 －88.6 －42.2 －0.5 36.1 －102.4 －47.7 －6.5 30.1
有人发现液化石油气用完后,残留在钢瓶内的液体能溶解油脂,就将它倒出用来擦洗物件上的油污,这种废物利用的做法，是否可取？ 。原因是
。
19．汽车工业同能源工业的发展有着密切的联系。由石油炼制可得到汽油和柴油等燃料。它们的主要成分是 类化合物。目前有些国家把煤气化成CO和H2，然后再经催化合成液体燃料甲醇，甲醇代替汽油作发动机的燃料。
⑴试写出CO、H2合成甲醇的化学方程式 ，甲醇燃烧的化学方程式为 。
⑵在汽车尾气中，造成大气污染的主要物质是 和 。现在人们正研究在汽车尾气出口处安装催化转化装置，可消除主要污染物，试写出化学方程式 。
⑶氢气最有希望成为未来汽车的理想燃料，氢气作为燃料的主要优点是
。
20．用CO和H2在443K～473K的温度下，并用钴(Co)作催化剂时，可以反应生成n＝5～8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。
⑴写出用CnH2n+2表示的人工合成汽油的配平化学方程式 。
⑵如果向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和H2，当完全反应时，合成塔温度不变，而塔内气体压强降低为原来的2/5，通过计算说明这里有无汽油生成。
⑶要达到上述合成汽油的要求，CO和H2的体积比的取值范围是多少？
单元检测题
（时间：100分钟 满分100分）
一、选择题（本题包括5小题，每小题3分，共15分。每小题只有一个选项符合题意）
1．从保护人类的生存环境角度看，最好的燃料应是（ ）。
A．木材 B．石油 C．煤 D．氢气
2．下列物质属于纯净物的是（ ）。
A．焦炭 B．煤油 C．石蜡 D．丁烯
3．常通入适量的氯气进行杀菌消毒，氯气与水反应的产物之一是盐酸，在街坊上有些不法商贩为牟取暴利，利用自来水充当纯净水桶装出售，为别真假，可用一种试剂来鉴别，该试剂是 ( )。
A．酚酞试液 B．氯化钡试液 C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液
4．下列变化属于物理变化的是（ ）。
A．石油分馏 B．煤的气化 C．石油裂解 D．煤的液化
5．向天然水中加入下列物质的溶液时，无沉淀的是（ ）。
A．肥皂 B．Ca(OH)2 C．Na2CO3 D．NaHCO3
二、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题有1~2个选项符合题意）
6．从海水中可以提取溴，主要反应为：2Br－ + Cl2 = 2Cl－ + Br2，下列说法正确的是（ ）。
A．溴离子具有氧化性 B．氯气是还原剂
C．该反应属于复分解反应 D．氯气的氧化性比溴单质强
7．下列叙述错误的是（ ）。
A．用明矾净水可降低水的硬度
B．硬水对生产的最大危害是引起锅炉积垢
C．经磺化煤（NaR）处理过的软水，Na＋浓度会增大
D．某天然水加热后无沉淀，通入二氧化碳也不发生浑浊，则可说明天然水是软水
8．下列说法不正确的是 （ ）。
A．取消汽油加铅的目的是为了节约能源
B．甲醛是某些劣质装饰材料释放的常见污染物
C．被蜂、蚁蜇咬后可涂抹稀氨水或小苏打溶液
D．形成酸雨的主要原因是SO2、NOx等的过量排放
9．ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 2ClO2↑ + K2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O ,
下列说法正确的是（ ）。
A．KClO3在反应中得到电子 B．ClO2是氧化产物
C．H2C2O4在反应中被还原 D．1 molKClO3参加反应有2mol电子转移
10．工业上合成氨的原料之一—氢气，有一种来源是取自石油气，例如烷烃。有人设计了以下反应途径，假设反应都能进行，你认为合理的是（均未配平）（ ）。
A．C3H8 C＋H2
B．C3H8 C＋H2
C．C3H8 ＋ H2O CO2＋H2
D．C3H8＋O2→CO2＋H2O H2O H2＋O2
11．“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观象冰。1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是（ ）。
A．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源
B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证
D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
12．2004年4月22日，是第35个“世界地球日”，我国确定的主题是“善待地球——科学发展”。下列行为中不符合这一主题的是（ ）。
A．采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质
B．大量开采地下水，以满足社会对水的需求
C．减少直到不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯烃
D．节约能源，提高能源利用率
13．下列活动可以引起水源污染的主要是（ ）。
①天然气跟空气、岩石、土壤等长期接触 ②工业生产中废水、废气、废渣的排放 ③水生动物、植物的繁殖 ④城市生活污水的排放和农药、化肥的使用不当 ⑤雷雨闪电时形成的含氮化合物
A．②④ B．①②④⑤ C．②③④ D．①②③④⑤
14．在溶液中能大量共存的离子组是（ ）。
A．Mg2+ 、H+ 、HCO3- 、SO42- B．H+ 、Na+ 、Cl- 、AlO2-
C．NH4+ 、Mg2+ 、SO42- 、Cl- D．Al3+ 、Na+ 、Cl- 、AlO2-
15．瓦斯爆炸是空气中含CH4在5﹪～15﹪时遇火所产生的(空气中O2的体积分数约是21﹪)，发生爆炸最强列时，在空气中的体积分数约是（ ）。
A．10.5﹪ B．9.5﹪ C．8.0﹪ D．5.0﹪
16．隔绝空气加将CH4强热，CH4可分解为C2H2 、H2，若1mol CH4有80﹪按上述形式分解，所得混合气体的密度是相同条件下氢气密度的倍数是（ ）。
A．2.0 B．2.22 C．3.46 D．4.44
17．工业上以石灰石、海水为原料制取金属镁，下列四种基本反映类型①化合反应②分解反应③复分解反应④置换反应，在反应过程中用到的是（ ）。
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④
18．从海水得到的粗盐中常含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、SO42-等杂质，氯碱工业用的食盐必须精制，在粗盐过滤后可加入适宜试剂并采取适当的方法除去杂质，下列加入的试剂及加入顺序正确的是（ ）。
A．Na2CO3 、Ca(OH)2、 BaCl2 、HCl B．Na2CO3 、Ca(OH)2、 BaCl2 、NaOH
C．BaCl2 、Ca(OH)2、Na2CO3 、HCl D．BaCl2 、Na2CO3、 HCl 、Ca(OH)2
19．已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应相比，前者大。下面关于天然气的几种叙述：①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应相比，也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是（ ）。
A．是①②③ B．只有是① C．是①② D．只有是③
20．为精制100L食盐水，测得原盐水中所含杂质CaCl2、MgCl2和NaHCO3浓度均为0.01mol·L－1，Na2SO4为0.015 mol·L－1，今有如下操作：①加入1mol Ca(OH)2 ；②加入2 mol Na2CO3 ；③加入1.5 molBaCl2 ；④加入1mol·L－1的盐酸1L ；⑤加入1.5 molBa(OH)2。从节省原料的角度考虑，最好的选择是（ ）。
A．①③④ B．②④⑤ C．只有⑤ D．②③
三、（本题共3小题，共28分）
21．（6分）铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾还强，本身在反应中被还原为Fe3＋离子。铁酸钠之所以能净水，除了能消毒杀菌外，另一个原因是 ，
写出反应的化学方程式 。
22．（14分）我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：
pH 6.5～8.5
Ca2＋、Mg2＋总浓度 ＜0.0045mol·L－1
细菌总数 ＜100个·mL－1
以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图：
⑴源水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO3－、Cl－等，加入石灰后Ca(OH)2生成，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式 。
⑵凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 (填写编号)。
①只是物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程
FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成 沉淀。
⑶通入CO2的目的是 和 。
⑷气体A的作用是 ，这种作用是基于气体A和水反应的产物具有 性。
⑸下列物质中， 可以作为气体A的代用品（填写编号）。
①Ca(ClO)2 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2
23．（8分）某科研小组用高岭土（主要成分Al2O3·SiO2·2H2O是并含少量CaO、Fe2O3），研制新型净水剂（铝的化合物）。其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用浸取熔块，过滤，弃去残渣。滤液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。
⑴写出熔融时主要成分与纯碱的反应方程式（Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似） 、 。
⑵最后的沉淀物是 ；生成该沉淀的离子方程式是 。
四、（本题包括1小题，12分）
24．（12分）取某城市用煤样品2.1g，完全燃烧后产生的SO2通往足量氯水中，再加入25.00mL浓度为0.05mol·L－1BaCl2溶液，取过滤后的滤液用0.04mol·L－1的Na2SO4溶液滴定，当滴入14.80mL时，恰好将滤液中Ba2＋完全沉淀出来。
⑴求该城市用煤含硫的质量分数。
⑵若该城市每天烧煤平均0.8万吨，其中80%的硫转化为SO2进入空气，设某一天这些SO2全部转化为H2SO4。其中有20%未能扩散而随着8×106m3的雨水降落到地面上，求这次酸雨的pH约为多少？
【参考答案】
第二单元 化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
1．CD 2．D 3．B 4．A 5．A 6．D 7．D 8．BD 9．C 10．C 11．B
12．明矾 纯碱 石灰
13．Mg2＋ Ca2＋ Mg2＋ 将含Mg2＋引起的硬度转化为由Ca2＋引起的硬度。
14．⑴Mg(OH)2、CaCO3
Ca(HCO3)2 CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
Mg(HCO3)2 MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
⑵Ca2＋＋HCO3－＋OH－＝CaCO3↓＋H2O
Mg2＋＋2HCO3－＋4OH－＝Mg(OH)2↓＋2CO32－＋2H2O
Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓
⑶有沉淀 Ca2＋＋CO32－＝CaCO3↓
15．首先用明矾通过混凝沉淀，然后过滤，再用漂白粉杀菌消毒，可以使被污染的水变成饮用水。
16．Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓ Ca2＋＋2HCO3－＋2OH－＝CaCO3↓＋CO32－2＋H2O
Mg2＋＋2HCO3－＋4OH－＝Mg(OH)2↓＋2CO32－＋2H2O
17．K＋、Cl－、OH－ 铁粉 Ag Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－ KNO3
18．⑴Fe(OH)3
⑵取少量水样于试管中，滴加适量氯水后，再滴加数滴NH4SCN溶液，若溶液呈血红色，即为井水。2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋SCN－＝Fe(SCN)2＋
⑶取少量水样于试管中，加入少量BaCl2溶液，并加适量硫酸，如产生明显浑浊，即为明矾处理后的水 Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓
19．⑴25.00mL水中含Ca2＋、Mg2＋的总的物质的量为：
0.0100mol·L－1×0.015L＝1.5×10－4mol
折合成CaO的质量为：1.5×10－4mol×56g·mol－1＝8.40×10－3g
水的硬度为：8.40×10－3g×0.025L×1000mg·g－1÷10mg/L·度＝33.6度 因硬度超过25度，故不符合饮用水标准。
⑵〔利用⑴的计算结果〕设Y溶液的浓度为C，则
（0.0100mol·L－1×15.00mL）：（C×0.50mL）＝33.6度：1度
C＝8.92×10－3mol·L－1
课题2 海水的综合利用
1．C 2．AC 3．AB 4．C 5．C 6．C 7．C 8．B 9．B 10．D 11．A
12．三种，HDO、D2O
13．H2 Cl2 2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋ Cl2↑
NaClO Cl2＋2NaOH＝NaClO＋NaClO＋H2O
14．2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
CaCO3 CaO＋CO2↑ CaO＋H2O＝Ca(OH)2
2Cl2＋2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
15．⑴Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2 ⑵3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑
⑶5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O
⑷2FeBr3＋3Cl2＝2FeCl3＋3Br2
16．⑴420m3 420m3 ⑵3602kg
17．单质铁 铝与铁制水管中微量Fe2＋的发生反应置换出单质铁
对人体无害，因为铁是人体必需元素
18．⑴C、E ⑵⑤→①②→⑥⑦〔或⑦⑥〕→④③
⑶ A 稀NaOH溶液 B浓H2SO4 C 固体NaCl D MgCl2·6H2O E浓H2SO4
⑷吸收尾气，防止污染环境；白雾
19．ⅠA 物理变化 NaCl 585t
NaOH+SO3==NaHSO3 NaHSO3 + HCl==NaCl+ H2O + SO2 ↑
20．⑴ 1：10 ⑵ 4.48mol·L－1
课题3 石油、煤和天然气的综合利用
1．B 2．B 3．A 4．AD 5．C 6．B 7．B 8．B 9．C 10．C
11．B 12．C 13．D
14．⑴干馏 ⑵蒸馏 ⑶裂化 ⑷裂解
15．C＋O2 CO2 CnH2n＋2＋ O2 nCO2＋(n＋1)H2O
CH4＋2O2 CO2＋H2O CH4
16．天然气 增大 不能充分燃烧，生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅
17．电动 以汽油为燃料
18．不可取 因残留物为戊烷和戊烯，在空气中它们易挥发成气体，当空气中它们达到一定比例后，遇明火会发生爆炸，所以不可取
19．烃 ⑴CO＋2H2 CH3OH
2CH3OH＋3O2 2CO2＋4H2O
⑵碳的氧化物 氮的氧化物 2CO＋2NO N2＋2CO2
⑶燃料热高，无污染
20．⑴nCO＋(2n+1)H2→CnH2n+2＋nH2O ⑵无汽油生成
⑶ ≤ ≤
单元检测题
1．D 2．D 3．D 4．A 5．D 6．D 7．AD 8．A 9．A 10．C
11．C 12．B 13．A 14．C 15．B 16．D 17．D 18．C 19．C 20．C
21．还原产物发生水解生成Fe(OH)3胶体，吸附水中的杂质
Fe3＋＋3H2O＝Fe(OH)3(胶体)＋3H＋
22．⑴ Ca2＋＋HCO3－＋OH－＝CaCO3↓＋H2O
⑵ ③ 胶状Fe(OH)3 ⑶ 除Ca2＋ 调pH
⑷ 杀菌消毒 强氧化 ⑸ ①③
23．⑴SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑ Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑
⑵硅酸 SiO32－＋2H＋＋H2O＝H4SiO4↓
24．⑴ 1.0% ⑵ 4
海水
母液
粗盐
精盐
Mg(OH)2
MgCl2·6H2O
MgCl2
Mg
贝壳
CaO
石灰乳
煅烧
水
蒸发
水，重结晶
盐酸，浓缩
脱水
电解
3
4
A
1
2
B
E
6
7
D
③
氯化钠溶液
氢氧化钠溶液
氢气
氯气
②
吸收含SO2废气
亚硫酸氢钠
HCl
氯化钠（原料）
回收SO2
①
④
电解
电解
极高温
高温脱氢
催化剂
△
源水
曝气池
一级沉降池
二级沉降池
过滤池
自来水
通入气体A
通入CO2
加入石灰
加入沉淀剂
O
H—C－H
NaHSO3 ＋
→ HOCH2SO3Na
3n+1
2
17
8
11
5
V(CO)
V(H2)
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第二单元 化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
● 了解污水处理的方法及获取洁净水的方法。
● 了解硬水的概念，知道硬水软化的常用方法。
● 理解加热煮沸法和离子交换法软化硬水的基本原理，了解药剂法软化硬水的原理。
〔知识梳理〕
1．天然水中常含有一些悬浮物和胶体，可以用明矾净水，写出明矾净水的离子方程式
。
2．自来水厂用绿矾和氯水一起净水，请用离子方程式和简要的文字叙述说明原理
。
3．硬水是指 ；软水是指 。
4．区别硬水和软水常用两种方法，方法一：加入肥皂水振荡，有大量泡沫产生的是 ，
泡沫很少且有大量沉淀产生的是 ；方法二：加入饱和Na2CO3溶液，有
产生的是软水，有 产生的是硬水，反应的离子方程式为
。
5．加热法可以消除 硬度，反应的化学方程式为
。
6．常用磺化煤NaR做离子交换剂来软化硬水，反应的离子方程式是 、
，经过离子交换得到的水中， 离子浓度增大。失去交换能力的磺化煤在 中浸泡后，可以再生，反应的化学方程式是 。
7．处理污水的方法很多，一般可归纳为 、 和 等。污水处理程度可分为一级、二级、三级，一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理程度。对于酸性废水和碱性废水，可以采用 法进行处理，一般有用中和剂如
来中和钢铁厂、电镀厂等产生的酸性废水，用 或 来中和碱性废水。
8．向含有Hg2＋的废水中加入Na2S，可以使Hg2＋转变为HgS沉淀而除去，写出反应的离子方程式 ；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，写出有关反应的离子方程式 、
。
〔方法导引〕
1．硬水的危害
⑴ 对生活的危害：用硬水洗衣服不易洗净；硬度过高的水或硬度过低的水，若长期饮用，不利于人体健康。
⑵ 对生产的危害：长期烧煮的锅炉，使用硬度太高的水易形成锅垢，不仅浪费燃料，而且会引起爆炸。暂时硬水对锅炉的危害更大。
2．水的净化和硬水的软化
水的净化和软化是两个不同的概念。天然水中常含有许多细小的悬浮物（如泥土、细菌、藻类等不溶物）、腐殖质胶体和一些可溶性盐类、气体等。水的净化是除去天然水中的悬浮物、细菌等，常用FeCl3、AlCl3、Al2(SO4)3或明矾等易水解的物质作净水凝聚剂、用木炭脱色脱臭，饮用水还常用漂白粉、液氯等消毒、杀菌。水的软化是降低水中大量Ca2+、Mg2+的过程。常用的方法有：加热法、药剂法（石灰纯碱法、磷酸钠法）、离子交换法（离子交换剂如磺化煤等）。
经净化和软化后的水仍含有少量的Ca2＋、Mg2＋和一定量的SO42－、Na+，并不是纯水。
3．水的暂时硬度和永久硬度的区别
主要区别在于所含的主要阴离子种类的不同，由Mg(HCO3)2或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度叫水的暂时硬度，由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫水的永久硬度。天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和。
4．硬水软化的方法及原理
⑴加热煮沸法：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↑
⑵离子交换法：利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用磺化煤（NaR）作离子交换剂：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na+，2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+。用8%～10%
的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的磺化煤再生：CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+。
⑶用石灰纯碱法：先加Ca(OH)2，再加Na2CO3。Ca(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：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaSO4
加入纯碱的作用是将过量Ca2+的沉淀出来，Ca2++CO32－=CaCO3↓。
[例题1]用下列方法除去含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-的硬水，所得水含离子浓度最小的是（ ）。
A．蒸馏 B．加热煮沸法 C．用石灰纯碱法 D．用离子交换法
[解析]蒸馏可以制得非常纯的蒸馏水，几乎不含任何杂质离子，所以A项是正确的；加热煮沸法只可降低Ca2＋、Mg2＋的浓度，但不能除去Cl－；石灰纯碱法或离子交换法虽比加热煮沸除去Ca2＋、Mg2＋彻底，但仍不能完全除去，也不能除去其它阴离子，并在除掉Ca2＋、Mg2＋的同时增加了Na＋的浓度。所以B、C、D项均不正确。
[答案]A
[例题2]某含钙的天然水，以CaO的形式表示，水中CaO含量为0.002%。若每升水中含CaO10 mg时为1°，求该水的硬度为多少？
[解析]1L水的质量为1000g·L－1×1L＝1000g，
其中含CaO的质量为1000g×0.002%＝0.02g。
该水的硬度为0.02g×103mg·g－1÷10mg×1°＝2°
[答案]2°
[例题3]磺化煤（表示式NaR）是一种钠型离子交换剂，它能把硬水中的Ca2＋、Mg2＋交换除去而使水软化，现代海水的淡化方法是：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示：
⑴现有氢型阳离子交换树脂（HR）和羟基型阴离子交换树脂（ROH），则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂是（填代表符号）：A柱 ；B柱 。
⑵说明按上述顺序装柱的理由是 。
[解析]由离子交换法的原理迁移应用到题给信息可知，阳离子交换树脂的交换原理为：
Na＋＋HR＝H＋＋NaR Ca2＋＋2HR＝2H＋＋CaR2 Mg2＋＋2HR＝2H＋＋MgR2
阴离子交换树脂的交换原理为：
ROH＋Cl－＝RCl＋OH－ 2ROH＋SO42－＝R2SO4＋2OH－
ROH＋HCO3－＝RHCO3＋OH－
交换下来的H＋和OH－反应生成H2O从而得到淡水。
[答案]⑴A．HR B．ROH
⑵若相反，则首先产生OH－易与Mg2＋等反应产生Mg(OH)2等沉淀，堵塞离子交换柱。
〔基础训练〕
1．锅炉长期烧煮硬水结成的锅垢的成分是（ ）。
A．MgCO3 B．CaSO3 C．Mg(OH)2 D．CaCO3
2．软化含有Ca(HCO3)2的硬水的方法是（ ）。
A．加适量的Ca(OH)2 B．通入CO2
C．加入盐酸或硫酸 D．加热
3．检验某地天然水是否为硬水，最灵敏的试剂是（ ）。
A．Na2CO3溶液 B．肥皂水 C．石灰水 D．AgNO3溶液
4．用明矾净化后的自来水是（ ）。
A．含悬浮杂质少的水 B．硬水 C．软水 D．纯水
5．用下列方法除去含Ca2＋、Mg2＋、Cl－、HCO3－的硬水，所得的水中含离子浓度最小的是（ ）。
A．蒸馏 B．加热煮沸
C．加Ca(OH)2与Na2CO3 D．离子交换法
6．水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是（ ）。
A．蒸馏法是海水淡化的方法之一
B．淡水的密度小于海水的密度
C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少
D．0℃以上，温度越高，水的密度越小
7．下列所述情况可能引起水污染的是（ ）。
①城市生活污水的任意排放 ②农业生产中农药、化肥使用不当 ③海上油轮石油泄漏 ④工业生产中废液、废渣、废气的排放
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②④ D．①②③④
8．关于离子交换法软化硬水，下列叙述正确的是（ ）。
A．磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水中的Ca2＋、Cl－、SO42－等离子
B．经磺化煤软化处理后，水中Na＋浓度增大
C．经磺化煤软化处理后，从水中分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物
D．磺化煤软化硬水，使水中Ca2＋、Mg2＋离子浓度减小
9．水可以造福人类，但水被污染后却会给人类造成灾难。为了防止水被污染，下面①～⑤项措施中，可以采用的是（ ）。
①抑制水中所有动植物的生长 ②生活污水经过净化处理后再排放 ③禁止使用农药和化肥 ④不任意排放工业废水 ⑤减少空气中硫氧化物和氮氧化物的含量，防止形成酸雨
A．①②④ B．③④⑤ C．②④⑤ D．②③④
10．关于硬水的下列叙述中，错误的是（ ）。
A．硬水中的Ca2＋、Mg2＋离子可阻碍肥皂起泡
B．用漂白粉对自来水消毒，会增加水的硬度
C．向硬水中加入明矾，可以使硬水软化
D．雨水的硬度比海水的硬度小
11．最近科学研究表明，用氯气杀灭自来水中的病菌并非优良的方法，氯胺（NH2Cl）在中性或酸性条件下是一种更好的强消毒剂。氯胺的消毒原理之一是（ ）。
A．NH2Cl +HCl＝NH3↑＋Cl2↑ B．NH2Cl +H2O NH3＋HClO
C．NH2Cl＝NH2＋＋Cl－ D．NH2Cl ＋HClO NH2ClO+HCl
12．现有纯碱、石灰、明矾和磺化煤，可用作净水剂的是 ，可用作软化含CaSO3、CaCl2的硬水的是 ，可用作软化暂时硬水的是 。
13．目前使用的一种药剂法软化硬水，所用的试剂为熟石灰和纯碱。熟石灰只适用于除
离子，纯碱除 离子效果好，除 离子效果不好。用熟石灰纯碱法软化含CaCl2、MgSO4的硬水时，加入石灰的作用是 。
14．取某地下水（含暂时硬度和永久硬度）作如下实验：
⑴加热煮沸足够长时间所得沉淀主要是 ，反应的离子方程式是
。
⑵取上述水样加入澄清的石灰水，反应的离子方程式是
。
⑶第⑵步操作完成后，在所得溶液中加入Na2CO3溶液，有何现象 ，
反应的离子方程式为 。
15．洪水泛滥时会将地面上的一切卷入水中，使洪水中含有大量的细菌和杂质，灾民喝了这样的水后很容易患肠道传染病。如果你是支援灾区的志愿者，请你设计方案使用最廉价的化学试剂，将被污染的水处理成饮用水。
〔拓展提高〕
16．用自来水配制NaOH溶液时,往往会产生白色浑浊，因为发生了反应 、
、 。
17．某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、
OH－、NO3－六种离子。
甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是 、 、 。
乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的 （选填“活性炭”、“硫酸亚铁”或“铁粉”），可以回收其中的金属 （填写金属的元素符号）。
另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当比例混合，可以使废水中的 （填写离子符号）转化为沉淀。经过滤后的废水主要含 ，可用来浇灌农田。
18．我国南方某些地区的井水取来久置后，井水由澄清透明变成有少量棕红色絮状沉淀积于缸底，水面浮着一层“锈皮”，当地居民常采用加明矾的方法处理。
⑴井水久置后，水面浮着的一层“锈皮”的主要成分是（写化学式） 。
⑵用化学方法鉴别该井水的步骤是
，
离子方程式是 。
⑶用化学方法鉴别经明矾处理后的水的步骤是
，
离子方程式是 。
19.我国规定饮用水的硬度不能超过25度，硬度的表示方法是：将水中的Ca2＋和Mg2＋都看作Ca2＋，并将其质量折算成CaO的质量，通常把1L水中含有10mgCaO称为1度，水中的Ca2＋和Mg2＋可用一定浓度的Y溶液进行滴定，Y跟Ca2＋和Mg2＋都以等物质的量完全反应。
⑴ 现取某地区的地下水样品25.00mL，用0.0100mol·L－1Y溶液滴定，完全反应时消耗Y溶液15.00mL。试计算该地下水的硬度，并判断是否符合饮用水标准。
⑵ 如果每次分析时取的水样都是25.00mL，为了便于计算，要求每消耗0.50mLY溶液即相当于水的硬度为1度，则Y溶液的物质的量浓度应为多少？
课题2 海水的综合利用
● 了解海水的综合利用，认识化学科学发展对自然资源利用的作用。
● 了解氯碱工业及其发展。
● 知道如何从海水中提取食盐、镁、溴、重水等。
〔知识梳理〕
1．海水中含有大量的盐类。由海水制食盐的方法主要是 法，分离食盐后得到的母液叫 ，可以从中制得一系列的副产品，如氯化钾、 等。
2．氯碱工业中，通过电解饱和食盐水制得H2、Cl2、NaOH。电解时，阳极得到 ，电极反应式为 ；阴极得到 ，电极反应式为 ；
总电解反应方程式为 。
3．工业食盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质，常加入熟石灰和纯碱精制。精制过程发生反应的离子方程式为 。
4．海水中含有大量的溴，可以采用 法从海水中提取溴。首先用氯气氧化海水中的溴，
离子方程式为 ；然后用空气或水蒸气吹出溴，用二氧化硫将吹出的Br2还原，反应的化学方程式为 ；再用氯气将其氧化就可得到溴产品。
5．从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用。请回答下列问题：
⑴粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，精制时所用的试剂为：盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是 、 、 、 。
⑵写出电解饱和食盐水的总反应式 。
⑶用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的有关化学反应方程式是 、
。
⑷在海水中加入石灰乳可以制得Mg(OH)2，写出制取Mg(OH)2的化学方程式
。将Mg(OH)2过滤出来，然后加入盐酸，可以得到MgCl2溶液，反应的离子方程式为 ，将溶液浓缩得到MgCl2晶体。将MgCl2晶体通过一系列处理，得到无水MgCl2。
⑸电解熔融的MgCl2可制得金属镁和氯气，电解的反应方程式为 。
利用副产品氯气和粉末状熟石灰反应可制得漂白粉，反应的化学方程式为
。
6．氢有三种同位素，写出其化学符号和名称 、 、 ；重水的化学式为 。由海水制重水的方法有 、 、 、 等。
〔方法导引〕
1．氯碱工业：以食盐为原料，用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、H2、Cl2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。
原理：阳极(C)： 2Cl-－2e-＝Cl2↑ (氧化反应)
阴极(Fe)： 2H+＋2e-＝H2↑ (还原反应)
总反应：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
装置：离子交换膜电解槽
2. 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程
⑴食盐水的精制：由于食盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须除去。先加氯化钡，除去SO42－；再加碳酸钠，除去过量的Ba2＋和Ca2＋以及大部分的Mg2＋、
Fe3＋；再加氢氧化钠除去Mg2＋、Fe3＋，；最后用盐酸调整溶液的pH。这样处理的盐水中仍含有少量的Ca2＋、Mg2＋等金属阳离子，必须送入阳离子交换塔进一步进行离子交换。
⑵电解：阳极区得到氯气；阴极区生成氢气和氢氧化钠溶液。
3.镁的工业制法：镁是活泼的金属，不宜用热还原法制取，一般采用电解熔融的MgCl2的方法。MgCl2主要存在于海水和光卤石中，所以制取MgCl2的途径是在海水或若卤中加入熟石灰，使Mg(OH)2析出：MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2，再用盐酸溶解Mg(OH)2，然后将溶液浓缩，得到MgCl2晶体，将晶体在HCl中加热除去结晶水，即得无水MgCl2。然后电解熔融的MgCl2，MgCl2 Mg＋Cl2↑，就可得到金属镁。
[例题1]海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
⑴若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出反应的化学方程式
。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是
。
⑵Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
。
⑶实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时 ；
过滤时 ；
蒸发时 。
[解析] ⑴MgCl2·6H2O在加热时可发生水解反应：
MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl＋HCl＋5H2O，加热可促进水解，HCl、水蒸气的挥发使水解反应趋于完成，生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl受热进一步分解得到MgO；而在干燥的HCl气流中加热时，即可抑制MgCl2水解，又会带走MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气，促进失去结晶水反应的发生，得到无水MgCl2。
⑵由于Mg(OH)2难溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，所以加入适量MgCl2溶液，过滤、洗涤、干燥可得纯净的Mg(OH)2。
⑶熟悉溶解、过滤、蒸发的操作要点，即可回答玻璃棒的作用。
[答案]⑴MgCl2·6H2O Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑
MgCl2·6H2O MgO＋2HCl↑＋5H2O↑〔Mg(OH)Cl MgO＋HCl↑〕
在干燥的HCl气流中加热时，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气，故得到无水MgCl2。
⑵加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤
⑶搅拌，加速溶解 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止溶液外洒 搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅
[例题3]现代工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请回答下列问题：
⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应为 。
⑵电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，使用的试剂有：a．Na2CO3溶液 b．Ba(OH)2溶液 c．稀盐酸，其合理的加入顺序为 （填试剂序号）。
⑶如果在容积为10L的离子交换膜电解槽中，通电1min在阴极上可产生11.2L(标准状况)Cl2，这里溶液的pH是 （设体积保持不变）。
[解析]⑶由2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑可知，
n(NaOH)＝2n(Cl2)＝2×11.2L/22.4L·mol－1＝1mol
c(OH－)＝0.1mol·L－1 故溶液的pH＝13
[答案]⑴2Cl-－2e-＝Cl2↑ ⑵b、a、c ⑶13
〔基础训练〕
1． 从海水中提取金属镁的生产步骤有以下几步，其正确的排列是（ ）。
①浓缩结晶 ②加熟石灰 ③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解
A．①②③④⑤ B．②③④⑤① C．②④③①⑤ D．③④②①⑤
2．市售家用消毒液发生器是利用常见的精盐和自来水为反应物。通直流电时，发生器中电解槽内的极板上产生大量的气泡，闻有刺激性气味；切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，且对人体无毒副作用。跟该发生器直接有关的化学反应是（ ）。
A．2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ B．Cl2＋H2＝2HCl
C．Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O D．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
3．海水中含有氯化镁,是镁的主要来源之一.从海水中提取镁,可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引有海水的水渠中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，干燥产物；④将得到产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法正确的是（ ）。
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．进行①、②、③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．也可用电解熔融MgO或Mg(OH)2的方法制金属镁
D．以上提取镁的过程涉及到的反应有分解、化合和置换反应
4．氯碱工业上所用的食盐水必须精制。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行：①过滤，②加适量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量Na2CO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液等五项操作。正确的操作顺序是（ ）。
A．①④②⑤③ B．④②⑤③① C．②⑤④①③ D．⑤③②④①
5．在冶金工业上，常用电解法得到Na、Mg、Al等金属，其原因是（ ）。
A．这些金属的化合物熔点低 B．它们都是轻金属
C．它们的性质很活泼 D．此方法成本低
6．从海水里提取溴的过程中，有如下反应：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O，下列反应与此反应原理最相似的反应是（ ）。
A．2NaBr＋Cl2＝2NaCl＋Br2 B．AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O＝4Al(OH)3↓＋3NaCl
C．2H2S＋SO2＝3S＋2H2O D．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
7．下列反应不符合工业冶炼金属的实际情况的是（ ）。
A．2Ag2O 4Ag＋O2↑ B．4Al＋3MnO2 2Al2O3＋3Mn
C．2MgO 2Mg＋O2↑ D．4C＋Fe3O4 3Fe＋4CO↑
8．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室中从海藻中提取碘的步骤为：①将海藻晒干、灼烧，得海藻灰；②过滤；③浸泡海藻灰得悬浊液；④加四氯化碳；⑤通入适量氯气；⑥水浴蒸馏得晶体碘。正确的操作步骤是（ ）。
A．①②③④⑤⑥ B．①③②⑤④⑥
C．①②④③⑤⑥ D．①③②④⑤⑥
9．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使氯气被完全吸收，制得有较强的杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分的判断正确的是（ ）。
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
10．下列说法中，不正确的是（ ）。
A．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
B．海水中溶解的主要无机盐有NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等
C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形成联合工业体系
D．海水淡化因能耗大、成本高，不能形成规模生产
11．制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯氯化钙中混有镁离子，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90℃～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用（ ）。
A．氢氧化钙乳 B．碳酸钠溶液 C．碳酸氢钠溶液 D．氢氧化钠溶液
12．由H、D、18O形成三原子化合物分子共有 种，其中含有重氢的化学式为 、
。
13．用离子交换膜电解槽电解电解饱和食盐水制氯气，阴极产物是 ，阳极产物是 。
反应的离子方程式是 。残液的成分是 。
若不使用隔膜法电解食盐水，可得到一种消毒液，其主要成分是 ，反应的化学方程式是 。
14．工业上用食盐、石灰石和水为原料生产漂白粉。写出有关反应的化学方程式：
15．从海水中提取溴的方法之一是：通入氯气把溴化物氧化，然后用空气把生成的溴吹出，用Na2CO3溶液吸收生成的溴生成NaBr、NaBrO3、和CO2，再加H2SO4使溴析出，这样得到的溴中可能含有少量的氯气，这些氯气可加FeBr3除去。试写出上述反应的化学方程式。
⑴ 、⑵ 、
⑶ 、⑷ 。
16．某氯碱厂日产50%NaOH溶液3000kg，试计算：
⑴该厂每天生产H2和Cl2的体积（标准状况）。
⑵如果把这些H2和Cl2都制成38%的盐酸，理论上每天可生产盐酸的质量。
〔拓展提高〕
17．用新的铝锅、铝壶盛自来水并加热时，会发现其内壁被水淹没的地方会变黑，这层黑色物质是 ，产生的原因是 ，
这种物质对人体是否有害？ ，为什么？ 。
18．以六水合氯化镁（MgCl2·6H2O）为原料制备无水氯化镁。已知：MgCl2·6H2O晶体在空气中加热时，释出部分结晶水，同时生成Mg(OH)Cl或MgO；在干燥HCl气流中加热能制备无水MgCl2。
可选用药品：MgCl2·6H2O晶体、NaCl(s)、KClO(s)、MnO2、浓H2SO4、浓HCl、稀NaOH溶液。
仪器：见图（装置可重复使用）。
回答下列问题：
⑴组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器（用编号A、B…填入）是 ；
⑵按HCl气流方向，其余装置的连接顺序（用数字1、2…填入）是（ ）→（ ）（ ）→
（ ）（ ）→（ ）（ ）；
⑶各装置中应放的药品：A B C D E ；
⑷B装置的作用是 ，B中能观察到的现象是
。
19．海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源。
（1）海水中含有大量的氯化钠。氯化钠中的金属元素位于元素周期表第 族。
（2）目前国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸汽，蒸汽经过冷却而得高纯度淡水，由此可判断蒸馏法是 （填：物理变化、化学变化）
（3）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应式为：
食盐 + H2O NaOH + H2 + Cl2（未配平）。该反应中食盐的化学式是 。利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1000t，最少需要消耗食盐 t。
（4）近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法，该方法的流程如下：
写出②④的化学反应方程式：
② ④
上述亚硫酸氢钠与甲醛经过加成反应，可以合成俗称“吊白块”（雕白粉）的物质。吊白块对人体有害，不能用于食品漂白。写出其反应的化学方程式 。
19．某温度下将一定量密度为1.15g/cm3的NaCl溶液用石墨电极通直流电，设NaCl恰好完全反应，且无其他反应发生，得到的溶液中氧元素的质量分数为80.%。
⑴求电解后溶液中溶质与溶剂的物质的量之比。
⑵求原NaCl溶液的物质的量浓度。
课题3 石油、煤和天然气的综合利用
● 了解石油和煤是有机物的主要来源，是各类化工生产的基础。
● 理解石油分馏、裂化、裂解的基本原理；了解对石油初步加工的主要产品。
● 了解煤的干馏原理，了解煤干馏产品的主要成分和用途。
● 了解一碳化学的发展；通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。
〔知识梳理〕
1．石油所含的基本元素是 ，还含有少量的 等。石油主要是由各种 组成的混合物，因此，它没有固定的 点和 点。地下开采出来的原油是 色的 状物质。
2．工业上常用 的方法，把石油分成沸点不同的产品，分离出来的产品叫
，这些产品仍然是 物。
3．为了获得更多的轻质油，工业上常把相对分子质量较大、沸点较高的烷烃，采用
的方法，进行分解，目的是为了提高 的产量；也可以将长链烃在更高的温度下，进行深度裂化，目的是使长链烃断裂为 、 、 等短链烃，这种方法又称为 。
4．煤的组成元素主要是 ，还有少量的 等元素，煤是由无机物和
物组成的复杂的混合物。将煤在 使其分解的过程叫煤的干馏。煤干馏后的主要产品是 ；能有力证明煤的主要成分不是碳单质的事实是 。
5．为了减少煤对环境的污染，人们将煤进行 和 ，使煤变成清洁的能源，同时提高煤的燃烧效率。写出煤的气化的有关化学方程式 、
。
6．写出煤气化的主要反应的化学方程式：
；
天然气重整的化学方程式为 。
〔方法导引〕
1．石油的炼制
炼制方法 分馏 裂化 裂解
常压 减压
原理 利用烃的不同沸点，将其分离成沸点不同的产物 在一定条件下，使长链烃断裂为短链烃 深度裂化（更高温度下的裂化）
变化 物理变化 化学变化 化学变化
主要原料 原油 重油 重油、石蜡等 石油分馏产物（包括石油气）
主要产品 石油气、汽油、煤油、柴油、重油等 柴油、润滑油、燃料油、石蜡、沥青等 汽油、煤油、柴油等轻质油 主要是乙烯、丙烯、丁烯
2．煤的综合利用
干馏 气化 液化
直接液化 间接液化
原理 将煤隔绝空气加强热使其分解 把煤中的有机物转化为可燃性气体 高温、高压下，与溶剂混合，使煤与H2作用生成液体燃料 把煤气化成CO和H2，经催化合成液体燃料（CH3OH等）
产品 焦炭、煤焦油、焦炉气、出炉煤气 低热值气CO、H2、N2、中热值气CO、H2、少量CH4高热值气CH4 优质汽油、柴油、芳香烃和副产燃料气、液化石油气等 合成汽油、甲醇等液体燃料
3．几组易混淆概念的比较
⑴分馏和干馏的本质区别：分馏是对石油固有的成分的分离，为物理变化；干馏是对煤强热分解得到新产物，为化学变化。
⑵煤和木炭、焦炭组成不同：煤是以碳为主的复杂有机物和无机物的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质，所以木炭、焦炭易于燃烧，而煤不易燃料。
⑶天然气和焦炉气不同：天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其主要成分是CH4、C2H6、C3H8等小分子烷烃，主要是CH4，它既是一种重要能源，又是一种重要的工业资源。焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、CH4、CO、C2H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。
[例题1]下列说法错误的是（ ）。
A．化石燃料在任何条件下都能燃烧
B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
D．固体煤变为气态燃料后，燃烧效率将更低
[解析]本题考查燃料充分燃烧的条件及能源的综合利用等知识。化石燃料只有在一定的温度和氧气存在情况下才能燃烧。化石燃料不经深加工处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。煤、石油等化石燃料经深加工后变为气体燃料，不仅能减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，也便于输送。所以选项A、D错误，B、C是正确的。
[答案]AD
[例题2]有一套以天然气为燃料的灶具，改用石油气(C3H8)为燃料，使用时应采取的措施是 ，其原因是 。
[解析]天然气的主要成分是CH4，其燃烧的化学方程式为：CH4＋2O2→CO2＋2H2O；石油气燃烧的方程式为：C3H8＋5O2→3CO2＋4H2O，由方程式可知，燃烧等体积的天然气和石油气，石油气消耗O2的体积大。故改装灶具时应该增大空气的进气量或减少石油气的进气量。
[答案]应增大空气的进气量或减少石油气的进气量；因燃烧等体积的天然气和石油气时，石油气消耗的氧气的体积大。
[例题3]科学家致力于CO2“组合转化”技术研究，把过多的CO2转化为有益于人类的物质，如将CO2和H2按1﹕4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下，可获得一种主要的能源，请完成以下化学方程式：CO2＋4H2→（ ）＋2H2O
若将CO2与H2混合，在一定条件下以1﹕3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水，该化工原料可能是（ ）。
A．烷烃 B．烯烃 C．炔烃 D．芳香烃
[解析]从原子守恒来讲，1molCO2与4molH2反应生成2molH2O，同时另一种物质必有1molC和4molH，所以是CH4。
同理，1molCO2＋3molH2→2molH2O＋1molCH2，即该烃的最简式为CH2，即为烯烃。
[答案]CH4 ；B
〔基础训练〕
1．天然气的主要成分是（ ）。
A．CO B．CH4 C．C2H4 D．H2
2．下列变化不属于化学变化的是（ ）。
A．煤的干馏 B．石油的分馏 C．催化裂化 D．裂解
3．在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（ ）。
A．液化气 B．煤油 C．煤饼 D．木柴
4．石油裂化的目的是（ ）。
A．提高轻质液体燃料的产量 B．获得短链不饱和气态烃
C．主要是提高汽油的质量 D．主要是提高汽油的产量
5．工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是（ ）。
A．石油的分馏 B．石油的裂化
C．石油的裂解 D．直馏汽油的催化重整
6．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展的标志是（ ）。
A．石油的产量 B．乙烯的产量 C．合成纤维的产量 D．硫酸的产量
7．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（ ）。
A．酒精 B．汽油 C．柴油 D．液化石油气
8．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分是（ ）。
A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类
9．我国即将全面禁止使用含铅汽油（含铅汽油中溶有能提高汽油抗震性的四乙基铅），其主要目的是（ ）。
A．减少汽车尾气中氮的氧化物的排放量 B．提高汽油的燃烧值
C．消除汽车尾气中的铅对大气的污染 D．提高汽油的抗震性
10．下列说法正确是（ ）。
A．煤的干馏是物理变化
B．石油裂解的目的主要是为了得到更多的汽油
C．石油分馏能得到不同沸点范围的产物
D．石油裂化主要得到是乙烯、丙烯等
11．我国最近从国外引进一套设备，它可以有效地消除“白色污染”，把回收的废旧塑料加工成汽油、煤油等。试分析在该加工过程中发生的主要反应类型为（ ）。
A．裂解 B．裂化 C．分馏 D．干馏
12．含有5个C原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多是（ ）。
A．2种 B．4种 C．5种 D．6种
13．近年来，我国部分地区陆续发现了“毒油”，所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不宜食用。下列有关说法中正确的是（ ）。
A．汽油是纯净物，有固定的沸点
B．汽油只能是石油分馏得到
C．可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油
D．汽油是含碳原子数为5～11的多种烃的混合物
14．把下列各物质的制取方法填写在各题后面的空格中：
⑴用煤制取煤焦油 ；⑵用煤焦油制取二甲苯 ；
⑶用石蜡制汽油 ；⑷用煤油制乙烯 。
15．能源在我国的社会主义建设中的作用举足轻重，目前我国主要的能源品种仍然是煤、石油、天然气，试以它们各自的主要成分C、CnH2n＋2、CH4为代表，写出燃烧的化学方程式 、 、 。
比较当它们质量相同时，哪一种燃料对环境造成的负面影响（产生温室效应）最小 。
16．作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油气为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4，它们的燃烧反应如下：
2CO＋O2 2CO2 2H2＋O2 2H2O CH4＋2O2 CO2＋2H2O
根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是
，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是 进风口（填“增大”或“减小”），如不作改进可能产生的不良结果是
。
乙烷 丙烷 丁烷
熔点/℃ －183.3 －189.7 －138.4
沸点/℃ －88.6 －42.1 －0.5
管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有
少量乙烷、 丙烷、丁烷等，它们的某些性质
见右表：
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒季节有
管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是
。
〔拓展提高〕
17．下面是对三种不同类型汽车（以序号1、2、3表示）的废气排放情况进行了比较。这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气（主要成分是甲烷）为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为⑴的是 汽车，序号为⑶的是 汽车。
18．家用液化石油气的主要成分是烷烃和烯烃的混合物，它们在1.01×105Pa的沸点如下表所示：
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 乙烯 丙烯 丁烯 戊烯
沸点/℃ －161.7 －88.6 －42.2 －0.5 36.1 －102.4 －47.7 －6.5 30.1
有人发现液化石油气用完后,残留在钢瓶内的液体能溶解油脂,就将它倒出用来擦洗物件上的油污,这种废物利用的做法，是否可取？ 。原因是
。
19．汽车工业同能源工业的发展有着密切的联系。由石油炼制可得到汽油和柴油等燃料。它们的主要成分是 类化合物。目前有些国家把煤气化成CO和H2，然后再经催化合成液体燃料甲醇，甲醇代替汽油作发动机的燃料。
⑴试写出CO、H2合成甲醇的化学方程式 ，甲醇燃烧的化学方程式为 。
⑵在汽车尾气中，造成大气污染的主要物质是 和 。现在人们正研究在汽车尾气出口处安装催化转化装置，可消除主要污染物，试写出化学方程式 。
⑶氢气最有希望成为未来汽车的理想燃料，氢气作为燃料的主要优点是
。
20．用CO和H2在443K～473K的温度下，并用钴(Co)作催化剂时，可以反应生成n＝5～8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。
⑴写出用CnH2n+2表示的人工合成汽油的配平化学方程式 。
⑵如果向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和H2，当完全反应时，合成塔温度不变，而塔内气体压强降低为原来的2/5，通过计算说明这里有无汽油生成。
⑶要达到上述合成汽油的要求，CO和H2的体积比的取值范围是多少？
单元检测题
（时间：100分钟 满分100分）
一、选择题（本题包括5小题，每小题3分，共15分。每小题只有一个选项符合题意）
1．从保护人类的生存环境角度看，最好的燃料应是（ ）。
A．木材 B．石油 C．煤 D．氢气
2．下列物质属于纯净物的是（ ）。
A．焦炭 B．煤油 C．石蜡 D．丁烯
3．常通入适量的氯气进行杀菌消毒，氯气与水反应的产物之一是盐酸，在街坊上有些不法商贩为牟取暴利，利用自来水充当纯净水桶装出售，为别真假，可用一种试剂来鉴别，该试剂是 ( )。
A．酚酞试液 B．氯化钡试液 C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液
4．下列变化属于物理变化的是（ ）。
A．石油分馏 B．煤的气化 C．石油裂解 D．煤的液化
5．向天然水中加入下列物质的溶液时，无沉淀的是（ ）。
A．肥皂 B．Ca(OH)2 C．Na2CO3 D．NaHCO3
二、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题有1~2个选项符合题意）
6．从海水中可以提取溴，主要反应为：2Br－ + Cl2 = 2Cl－ + Br2，下列说法正确的是（ ）。
A．溴离子具有氧化性 B．氯气是还原剂
C．该反应属于复分解反应 D．氯气的氧化性比溴单质强
7．下列叙述错误的是（ ）。
A．用明矾净水可降低水的硬度
B．硬水对生产的最大危害是引起锅炉积垢
C．经磺化煤（NaR）处理过的软水，Na＋浓度会增大
D．某天然水加热后无沉淀，通入二氧化碳也不发生浑浊，则可说明天然水是软水
8．下列说法不正确的是 （ ）。
A．取消汽油加铅的目的是为了节约能源
B．甲醛是某些劣质装饰材料释放的常见污染物
C．被蜂、蚁蜇咬后可涂抹稀氨水或小苏打溶液
D．形成酸雨的主要原因是SO2、NOx等的过量排放
9．ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 2ClO2↑ + K2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O ,
下列说法正确的是（ ）。
A．KClO3在反应中得到电子 B．ClO2是氧化产物
C．H2C2O4在反应中被还原 D．1 molKClO3参加反应有2mol电子转移
10．工业上合成氨的原料之一—氢气，有一种来源是取自石油气，例如烷烃。有人设计了以下反应途径，假设反应都能进行，你认为合理的是（均未配平）（ ）。
A．C3H8 C＋H2
B．C3H8 C＋H2
C．C3H8 ＋ H2O CO2＋H2
D．C3H8＋O2→CO2＋H2O H2O H2＋O2
11．“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观象冰。1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是（ ）。
A．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源
B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证
D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
12．2004年4月22日，是第35个“世界地球日”，我国确定的主题是“善待地球——科学发展”。下列行为中不符合这一主题的是（ ）。
A．采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质
B．大量开采地下水，以满足社会对水的需求
C．减少直到不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯烃
D．节约能源，提高能源利用率
13．下列活动可以引起水源污染的主要是（ ）。
①天然气跟空气、岩石、土壤等长期接触 ②工业生产中废水、废气、废渣的排放 ③水生动物、植物的繁殖 ④城市生活污水的排放和农药、化肥的使用不当 ⑤雷雨闪电时形成的含氮化合物
A．②④ B．①②④⑤ C．②③④ D．①②③④⑤
14．在溶液中能大量共存的离子组是（ ）。
A．Mg2+ 、H+ 、HCO3- 、SO42- B．H+ 、Na+ 、Cl- 、AlO2-
C．NH4+ 、Mg2+ 、SO42- 、Cl- D．Al3+ 、Na+ 、Cl- 、AlO2-
15．瓦斯爆炸是空气中含CH4在5﹪～15﹪时遇火所产生的(空气中O2的体积分数约是21﹪)，发生爆炸最强列时，在空气中的体积分数约是（ ）。
A．10.5﹪ B．9.5﹪ C．8.0﹪ D．5.0﹪
16．隔绝空气加将CH4强热，CH4可分解为C2H2 、H2，若1mol CH4有80﹪按上述形式分解，所得混合气体的密度是相同条件下氢气密度的倍数是（ ）。
A．2.0 B．2.22 C．3.46 D．4.44
17．工业上以石灰石、海水为原料制取金属镁，下列四种基本反映类型①化合反应②分解反应③复分解反应④置换反应，在反应过程中用到的是（ ）。
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④
18．从海水得到的粗盐中常含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、SO42-等杂质，氯碱工业用的食盐必须精制，在粗盐过滤后可加入适宜试剂并采取适当的方法除去杂质，下列加入的试剂及加入顺序正确的是（ ）。
A．Na2CO3 、Ca(OH)2、 BaCl2 、HCl B．Na2CO3 、Ca(OH)2、 BaCl2 、NaOH
C．BaCl2 、Ca(OH)2、Na2CO3 、HCl D．BaCl2 、Na2CO3、 HCl 、Ca(OH)2
19．已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应相比，前者大。下面关于天然气的几种叙述：①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应相比，也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是（ ）。
A．是①②③ B．只有是① C．是①② D．只有是③
20．为精制100L食盐水，测得原盐水中所含杂质CaCl2、MgCl2和NaHCO3浓度均为0.01mol·L－1，Na2SO4为0.015 mol·L－1，今有如下操作：①加入1mol Ca(OH)2 ；②加入2 mol Na2CO3 ；③加入1.5 molBaCl2 ；④加入1mol·L－1的盐酸1L ；⑤加入1.5 molBa(OH)2。从节省原料的角度考虑，最好的选择是（ ）。
A．①③④ B．②④⑤ C．只有⑤ D．②③
三、（本题共3小题，共28分）
21．（6分）铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾还强，本身在反应中被还原为Fe3＋离子。铁酸钠之所以能净水，除了能消毒杀菌外，另一个原因是 ，
写出反应的化学方程式 。
22．（14分）我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：
pH 6.5～8.5
Ca2＋、Mg2＋总浓度 ＜0.0045mol·L－1
细菌总数 ＜100个·mL－1
以下是源水处理成自来水的工艺流程示意图：
⑴源水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO3－、Cl－等，加入石灰后Ca(OH)2生成，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式 。
⑵凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程 (填写编号)。
①只是物理过程 ②只是化学过程 ③是物理和化学过程
FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成 沉淀。
⑶通入CO2的目的是 和 。
⑷气体A的作用是 ，这种作用是基于气体A和水反应的产物具有 性。
⑸下列物质中， 可以作为气体A的代用品（填写编号）。
①Ca(ClO)2 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2
23．（8分）某科研小组用高岭土（主要成分Al2O3·SiO2·2H2O是并含少量CaO、Fe2O3），研制新型净水剂（铝的化合物）。其实验步骤如下：将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用浸取熔块，过滤，弃去残渣。滤液用盐酸酸化，经过滤，分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。
⑴写出熔融时主要成分与纯碱的反应方程式（Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似） 、 。
⑵最后的沉淀物是 ；生成该沉淀的离子方程式是 。
四、（本题包括1小题，12分）
24．（12分）取某城市用煤样品2.1g，完全燃烧后产生的SO2通往足量氯水中，再加入25.00mL浓度为0.05mol·L－1BaCl2溶液，取过滤后的滤液用0.04mol·L－1的Na2SO4溶液滴定，当滴入14.80mL时，恰好将滤液中Ba2＋完全沉淀出来。
⑴求该城市用煤含硫的质量分数。
⑵若该城市每天烧煤平均0.8万吨，其中80%的硫转化为SO2进入空气，设某一天这些SO2全部转化为H2SO4。其中有20%未能扩散而随着8×106m3的雨水降落到地面上，求这次酸雨的pH约为多少？
【参考答案】
第二单元 化学与资源开发利用
课题1 获取洁净的水
1．CD 2．D 3．B 4．A 5．A 6．D 7．D 8．BD 9．C 10．C 11．B
12．明矾 纯碱 石灰
13．Mg2＋ Ca2＋ Mg2＋ 将含Mg2＋引起的硬度转化为由Ca2＋引起的硬度。
14．⑴Mg(OH)2、CaCO3
Ca(HCO3)2 CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
Mg(HCO3)2 MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
⑵Ca2＋＋HCO3－＋OH－＝CaCO3↓＋H2O
Mg2＋＋2HCO3－＋4OH－＝Mg(OH)2↓＋2CO32－＋2H2O
Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓
⑶有沉淀 Ca2＋＋CO32－＝CaCO3↓
15．首先用明矾通过混凝沉淀，然后过滤，再用漂白粉杀菌消毒，可以使被污染的水变成饮用水。
16．Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓ Ca2＋＋2HCO3－＋2OH－＝CaCO3↓＋CO32－2＋H2O
Mg2＋＋2HCO3－＋4OH－＝Mg(OH)2↓＋2CO32－＋2H2O
17．K＋、Cl－、OH－ 铁粉 Ag Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－ KNO3
18．⑴Fe(OH)3
⑵取少量水样于试管中，滴加适量氯水后，再滴加数滴NH4SCN溶液，若溶液呈血红色，即为井水。2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ Fe3＋＋SCN－＝Fe(SCN)2＋
⑶取少量水样于试管中，加入少量BaCl2溶液，并加适量硫酸，如产生明显浑浊，即为明矾处理后的水 Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓
19．⑴25.00mL水中含Ca2＋、Mg2＋的总的物质的量为：
0.0100mol·L－1×0.015L＝1.5×10－4mol
折合成CaO的质量为：1.5×10－4mol×56g·mol－1＝8.40×10－3g
水的硬度为：8.40×10－3g×0.025L×1000mg·g－1÷10mg/L·度＝33.6度 因硬度超过25度，故不符合饮用水标准。
⑵〔利用⑴的计算结果〕设Y溶液的浓度为C，则
（0.0100mol·L－1×15.00mL）：（C×0.50mL）＝33.6度：1度
C＝8.92×10－3mol·L－1
课题2 海水的综合利用
1．C 2．AC 3．AB 4．C 5．C 6．C 7．C 8．B 9．B 10．D 11．A
12．三种，HDO、D2O
13．H2 Cl2 2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋ Cl2↑
NaClO Cl2＋2NaOH＝NaClO＋NaClO＋H2O
14．2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
CaCO3 CaO＋CO2↑ CaO＋H2O＝Ca(OH)2
2Cl2＋2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
15．⑴Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2 ⑵3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑
⑶5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O
⑷2FeBr3＋3Cl2＝2FeCl3＋3Br2
16．⑴420m3 420m3 ⑵3602kg
17．单质铁 铝与铁制水管中微量Fe2＋的发生反应置换出单质铁
对人体无害，因为铁是人体必需元素
18．⑴C、E ⑵⑤→①②→⑥⑦〔或⑦⑥〕→④③
⑶ A 稀NaOH溶液 B浓H2SO4 C 固体NaCl D MgCl2·6H2O E浓H2SO4
⑷吸收尾气，防止污染环境；白雾
19．ⅠA 物理变化 NaCl 585t
NaOH+SO3==NaHSO3 NaHSO3 + HCl==NaCl+ H2O + SO2 ↑
20．⑴ 1：10 ⑵ 4.48mol·L－1
课题3 石油、煤和天然气的综合利用
1．B 2．B 3．A 4．AD 5．C 6．B 7．B 8．B 9．C 10．C
11．B 12．C 13．D
14．⑴干馏 ⑵蒸馏 ⑶裂化 ⑷裂解
15．C＋O2 CO2 CnH2n＋2＋ O2 nCO2＋(n＋1)H2O
CH4＋2O2 CO2＋H2O CH4
16．天然气 增大 不能充分燃烧，生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅
17．电动 以汽油为燃料
18．不可取 因残留物为戊烷和戊烯，在空气中它们易挥发成气体，当空气中它们达到一定比例后，遇明火会发生爆炸，所以不可取
19．烃 ⑴CO＋2H2 CH3OH
2CH3OH＋3O2 2CO2＋4H2O
⑵碳的氧化物 氮的氧化物 2CO＋2NO N2＋2CO2
⑶燃料热高，无污染
20．⑴nCO＋(2n+1)H2→CnH2n+2＋nH2O ⑵无汽油生成
⑶ ≤ ≤
单元检测题
1．D 2．D 3．D 4．A 5．D 6．D 7．AD 8．A 9．A 10．C
11．C 12．B 13．A 14．C 15．B 16．D 17．D 18．C 19．C 20．C
21．还原产物发生水解生成Fe(OH)3胶体，吸附水中的杂质
Fe3＋＋3H2O＝Fe(OH)3(胶体)＋3H＋
22．⑴ Ca2＋＋HCO3－＋OH－＝CaCO3↓＋H2O
⑵ ③ 胶状Fe(OH)3 ⑶ 除Ca2＋ 调pH
⑷ 杀菌消毒 强氧化 ⑸ ①③
23．⑴SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑ Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑
⑵硅酸 SiO32－＋2H＋＋H2O＝H4SiO4↓
24．⑴ 1.0% ⑵ 4
海水
母液
粗盐
精盐
Mg(OH)2
MgCl2·6H2O
MgCl2
Mg
贝壳
CaO
石灰乳
煅烧
水
蒸发
水，重结晶
盐酸，浓缩
脱水
电解
3
4
A
1
2
B
E
6
7
D
③
氯化钠溶液
氢氧化钠溶液
氢气
氯气
②
吸收含SO2废气
亚硫酸氢钠
HCl
氯化钠（原料）
回收SO2
①
④
电解
电解
极高温
高温脱氢
催化剂
△
源水
曝气池
一级沉降池
二级沉降池
过滤池
自来水
通入气体A
通入CO2
加入石灰
加入沉淀剂
O
H—C－H
NaHSO3 ＋
→ HOCH2SO3Na
3n+1
2
17
8
11
5
V(CO)
V(H2)
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