2022年高中化学《海水淡化与现代水处理技术》学案鲁科版选修2.docx

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别离法的原理和应用
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、 〔2022年广东卷第20题〕海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如以下列图所示：
〔1〕假设在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg〔OH〕Cl或MgO，写出相应反响的化学方程式 。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在枯燥的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、以下广告用语在科学性上没有错误的选项是 〔 〕
A、这种饮料中不含任何化学物质
B、这种矿泉水纯洁，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级高效平安灭菌消毒剂，它在保险、饮用水消毒等方面有着广泛应用。以下说法中正确的选项是〔 〕
A、ClO2是强氧化剂 B、ClO2是强复原剂
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0.001 mol Mg2+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、2.0 B、2.3 C、3.0 D、7.0
4、随着世界人口的急剧增长、工业的蓬勃开展，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，假设利用海水淡化来供应饮用水，以下方法在原理上完全不可行的是 〔 〕
A、参加明矾，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，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，假设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，以下判断正确的选项是 〔 〕
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、用以下方法除去含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：此题以海水制取金属镁为载体，较全面地考查了化学根本概念、根本原理、元素化合物和化学实验的根底知识，考查了学生的推理能力和实验根本操作能力。
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〕ClMgO+HCl↑。从前面的反响方程式可知，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，枯燥的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〕问考查了除杂的根本操作：粗略看都为碱，无法通过反响除去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。利用这一性质差异，可以参加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，属根本操作能力考查：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↑
在枯燥的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〕参加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，参加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发生的反响为Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+Cu2+=Fe2++Cu；Fe+Hg2+=Hg+Fe2+步骤②中的反响为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++Cu
Fe+Hg2+=Hg+Fe2+ Fe+2H+=Fe2++H2↑
达标练习：
1、D 2、A 3、A 4、A 5、A 6、A
7、提示：自来水用氯气消毒，氯气溶于水发生反响......