高中化学 主题2 海水资源 工业制碱 课题1 海水淡化与现代水处理技术学案 鲁科版选修2 4页

'课题1海水淡化与现代水处理技术导学目标：1、认识海水淡化的重要意义，了解海水淡化的方法2、了解离子交换法和膜分离法的原理和应用3、了解水污染及其处理技术4、培养学生节约用水、保护水资源的意识问题导引：1、海水淡化用蒸馏法的特点是什么？缺点是什么？2、海水淡化电渗析法的原理是什么？3、电渗析过程中，水中的各种阳离子向什么极移动？各种阴离子向什么极移动？4、水的硬度是以什么为标准的？5、离子交换法的原理是什么？6、什么是渗透压？简述反渗透除盐原理。例题分析：例1、（2004年广东卷第20题）海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg（OH）Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。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。 （2）Mg（OH）2沉淀中混有的Ca（OH）2应怎样除去？写出实验步骤。________________________________________________。（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，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：。例2、某化工厂排放的污水中含有Al3+、Hg2+、Fe3+、Cu2+四种离子，甲、乙、丙三位同学设计从污水中回收铜的方案如下：（1）以上实验方法能否得到铜（填“能”或“不能”）。甲_____________，乙_____________，丙_____________。（2）在制得铜的方案中会导致环境污染的一步操作是___________________________________________________________________________________，其原因是________________________________________________________。（3）在可制得铜的方案中，主要的离子方程式为：______________________。达标练习：1、下列广告用语在科学性上没有错误的是（）A、这种饮料中不含任何化学物质B、这种矿泉水纯净，其中不含任何离子C、这种口服液含丰富的氮、磷、锌等微量元素D、没有水就没有生命2、世界卫生组织（WHO）将二氧化氯（ClO2）列为A级高效安全灭菌消毒剂，它在保险、饮用水消毒等方面有着广泛应用。下列说法中正确的是（）A、ClO2是强氧化剂B、ClO2是强还原剂C、ClO2是离子化合物D、ClO2分子中；氯为-1价3、用稀盐酸预处理强酸型阳离子交换树脂，使之变为HR，再用蒸馏水洗涤至中性，然后用该树脂软化100mL含0.001molMg2+的中性溶液，使Mg2+ 完全被树脂所交换，再用100mL蒸馏水洗涤树脂。将交换液和洗涤液收集到一起，该混合液的pH为（）A、2.0B、2.3C、3.0D、7.04、随着世界人口的急剧增长、工业的蓬勃发展，淡水供应危机日益成为世界关注的焦点，海水约占地球现有总水量的97%，海水淡化问题已成为科学家的主要研究方向，若利用海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是（）A、加入明矾，使海水的盐分沉淀并淡化B、利用太阳能，将海水蒸馏淡化C、将海水通过离子交换树脂，以除去所含的盐分D、利用半透膜，采用反渗透法而使海水淡化5、为了实现流域环境的治理，甲乙相邻的工厂进行横向联合排污，已知两厂排放的污水经初步处理后，还溶有较大浓度的Ag+、Na+、Ba2+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3-、SO42-中各不相同的四种离子，若单独排放仍会造成环境污染，如果两厂的污水按适当比例混合，经沉淀后污水变成硝酸钠溶液，下列判断正确的是（）A、Cl-和NO3-一定来自不同的工厂B、SO42-和NO3-可能来自同一工厂C、Ag+和Na+可能来自同一工厂D、Na+和NO3-可能来自同一工厂6、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、石灰纯碱法D、离子交换法7、用自来水配制硝酸银溶液，溶液易变浑浊，请分析原因。例题及达标练习答案例1：解析：本题以海水制取金属镁为载体，较全面地考查了化学基本概念、基本原理、元素化合物和化学实验的基础知识，考查了学生的推理能力和实验基本操作能力。第（1）问根据提示的产物即可写出有关化学方程式：△△△MgCl2·6H2OMg（OH）Cl+HCl↑+5H2O↑、MgCl2·6H2OMgO+HCl↑+5H2O↑或Mg（OH）Cl MgO+HCl↑。从前面的反应方程式可知，空气中加热无法得到无水氯化镁。要得到无水氯化镁，必须防止其水解。根据氯化镁水解显酸性，干燥的HCl气流可以抑制MgCl2水解，同时能带走MgCl2·6H2O受热产生的水气。第（2）问考查了除杂的基本操作：粗略看都为碱，无法通过反应除去Ca（OH）2，仔细分析两种物质的性质差异，发现Mg（OH）2难溶而Ca（OH）2微溶。利用这一性质差别，可以加入MgCl2溶液，充分搅拌后过滤，沉淀用水洗涤即可除杂。第（3）问考查了玻璃棒在溶解、过滤、蒸发过程中的使用目的，属基本操作能力考查：溶解时能加速溶解；过滤时能防止外洒；蒸发时能防止液滴或晶体飞溅。△△答案：（1）MgCl2·6H2OMg（OH）Cl+HCl↑+5H2O↑MgCl2·6H2OMgO+HCl↑+5H2O↑或Mg（OH）ClMgO+HCl↑在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气，故能得到无水MgCl2。（2）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。（3）搅拌，加速溶解；使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒；搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。例2：解析：（1）甲同学的方案中，加入NaOH所得沉淀至少含、、三种沉淀，加热得到MgO、Fe2O3、CuO等，故通氢后不可能得纯铜。乙同学的方案。步骤①所得滤渣有Hg、Fe、Cu三种物质，②中除去Fe，③中加热可除去Hg，同时得CuO，最后可得Cu。丙同学的操作①所得滤渣为Fe、Cu、Hg，虽加热时可除去Hg，但Fe没除去，最后不可能得到纯铜。（2）由（2）的分析知，在步骤③加热得CuO的同时，可生成汞蒸气会污染环境，可连接一个冷凝液化装置回收汞。（3）步骤①发生的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+Cu2+=Fe2++Cu；Fe+Hg2+=Hg+Fe2+步骤②中的反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑。答案:（1）不能能不能（2）③加热时可生成汞蒸气会污染环境（应装一个“冷凝液化”回收装置）（3）Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+Hg2+=Hg+Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑达标练习：1、D2、A3、A4、A5、A6、A7、提示：自来水用氯气消毒，氯气溶于水发生反应......'