高考化学 第28讲 化学与自然资源的开发利用课件.ppt

第28讲化学与自然资源的开发利用 课标版化学 题组一金属矿物和海水资源的开发利用 一 金属矿物的开发利用1 金属在自然界中的存在形态 除了金 铂等极少数金属以外 绝大多数金属元素以 化合态的形式存在于自然界中 在这些金属化合物中 金属元素显 正化合价 2 金属冶炼的原理金属的冶炼是利用 氧化还原反应原理 在一定条件下 使金属阳离子得到电子被 还原成金属原子 聚集成为金属单质 3 金属冶炼的步骤大多数金属矿石里含有杂质 其冶炼过程一般可分为三步 第一步 矿石的富集 除去杂质 提高矿石中有用成分的含量 第二步 冶炼 第三步 精炼 采用一定的方法 提炼纯金属 4 金属的冶炼方法 1 物理方法 如沙里淘金 2 化学方法 热分解法 热还原法和电解法 5 合理开发和有效使用金属资源的途径 1 有效地使用金属产品 材料 2 提高金属矿物的利用率 3 加强金属资源的回收和再利用 二 海水资源的开发利用1 海水资源的利用主要包括水资源的利用和化学资源的利用等 2 使海水淡化的两种基本思路从海水中提取淡水和从海水中把盐分离出去 3 海水淡化的方法主要有蒸馏法 电渗析法 离子交换法等 4 海水蒸馏 1 烧瓶中放入碎瓷片的目的是防止加热时发生暴沸 2 冷却水下进上出 提高冷却效果 题组二煤 石油 天然气的综合利用和绿色化学1 煤的综合利用 2 石油的综合利用 1 石油的分馏a 原理 利用混合体系中各组分沸点的不同 控制一定的温度范围 将混合体系分为不同沸点范围的蒸馏产物 b 设备 分馏塔 c 基本步骤 首先把石油压入加热炉加热 使原油成为液态烃和气态烃的混合物 然后导入分馏塔 混合物在温度从下到上依次降低的塔板上不断蒸发和冷凝 使沸点不同的烃不断分离 2 裂化 获取更多轻质油的方法原理 在一定条件下 使含碳原子数较多 相对分子质量较大 沸点较高的 烃分解为含碳原子数较少 相对分子质量较小 沸点较低的烃 3 裂解 获取短链不饱和气态烃以比裂化更高的温度 使石油分馏产物中的长链烃断裂成 乙烯 丙烯 丁烯等气态短链烃 3 天然气的综合利用 1 作清洁燃料 2 重要的化工原料 如为合成氨提供原料气 氢气 ch4c 2h2 4 绿色化学绿色化学在环境检测 环境保护和清洁生产等方面发挥着越来越重要的作用 原子经济性可用原子利用率来衡量 其定义可表示为 原子利用率 100 经济性的反应有两个显著的特点 一是 最大限度地利用原料 二是 最大限度地减少废物的排放 题组一金属矿物和海水资源的开发利用 1 21世纪是海洋世纪 海洋经济专属区的开发受到广泛重视 下列有关说法正确的是 a 海水中含镁 将金属钠放入海水中可以制取金属镁b 利用潮汐能发电是将化学能转化为电能c 从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应d 海底多金属结核矿含有fe mn co b等金属元素答案cna与水反应 a错 利用潮汐能发电是将动能转化为电能 b错 b 硼 是非金属元素 d错 2 海藻中含有丰富的以离子形式存在的碘元素 下图是实验室从海藻中提取碘的流程的一部分 下列判断正确的是 a 步骤 的操作分别是过滤 萃取b 可用淀粉溶液检验步骤 的反应是否进行完全c 步骤 中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇d 步骤 的操作是过滤 答案a淀粉溶液只能检验碘单质 不能检验碘离子 b错 裂化汽油能与碘反应 乙醇与水互溶 c错 步骤 应是蒸馏 d错 3 下列金属的冶炼方法与钠相同的是 a 银b 铝c 铁d 铜答案ba项采用热分解法 b项与钠一样采用电解的方法 c项和d项均是采用热还原法 4 下列有关海水资源综合利用的说法正确的是 蒸馏法是海水淡化的方法之一 海水蒸发制海盐的过程中只发生化学变化 从海带提取碘单质的过程涉及氧化还原反应 只需经过物理变化就可以从海水中得到钾单质 海水提溴涉及的反应类型包括复分解反应a b c d 答案a海水蒸发制海盐的过程中只发生物理变化 海水中的钾元素 溴元素都是以化合态形式存在的 由化合态变为游离态 需经过化学变化 涉及氧化还原反应 5 下列生产工艺不能体现 绿色化学 思想的是 a 海水提镁 用电解氯化镁产生的氯气制取盐酸b 工业制硫酸 加高排放尾气的烟囱c 工业制胆矾 使用稀硫酸 双氧水溶解铜d 火力发电 在燃煤中加入适量生石灰答案b加高排放尾气的烟囱 不能减少尾气对环境的污染 题组二煤 石油 天然气的综合利用和绿色化学 6 下列叙述正确的是 a 汽油 煤油 柴油和植物油都是碳氢化合物b 石油 煤和太阳能 潮汐能都属于绿色能源c 甲烷 乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到d 以石油 煤和天然气为原料 可生产塑料 合成橡胶和合成纤维等材料答案d植物油属于油脂 属于烃的衍生物 石油 煤是化石燃料 是常规能源 苯不能通过石油分馏得到 乙烯需通过石油裂解得到 7 下列各项中 现在提倡的是 原子经济 绿色化学 液体饮料中加少量三聚氰胺 研发新型环保汽车a b c d 答案c从节约原料和保护环境的角度考虑 都应该提倡 三聚氰胺属于有毒物质 不宜在食品中添加 故c项正确 8 节能减排 保护环境 已经深入人心 下列举措与这一主题不吻合的是 a 用 绿色化学 工艺 使原料完全转化为产物b 推广燃煤脱硫技术 防治so2污染c 推广垃圾的分类存放 回收 处理d 大量使用农药 化肥提高粮食产量答案d大量使用农药 化肥会造成环境污染 所以选d 重难一金属的冶炼方法典例1 2014北京西城抽样测试 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用 下列关于金属的一些说法中不正确的是 a 合金的性质与其成分金属的性质不完全相同b 工业上金属mg al都是用电解熔融的氯化物制得的c 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子d 越活泼的金属越难冶炼考查内容金属的冶炼方法及本质 解题关键解答本题的关键是弄清金属冶炼方法与金属活动性的关系 解析合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 如硬度 强度更大 熔点更低等 a正确 因alcl3是共价化合物 熔融时不导电 冶炼铝时采用电解熔融al2o3的方法 b错误 金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子 越活泼的金属 其金属阳离子的氧化性越弱 越难被还原 c d正确 答案b 1 1下列说法不正确的是 a 有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂b 用电解熔融nacl的方法来冶炼金属钠c 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝d 回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物答案c解析铝是活泼金属 很难用还原剂把它从氧化铝中还原出来 1 2下列物质的制取原理错误的是 a 金属钠的制取 2nacl 熔融 2na cl2 b 金属镁的制取 mgo comg co2c 金属铬的制取 cr2o3 2al2cr al2o3d 金属汞的制取 2hgo2hg o2 答案b解析mg很活泼 通常用电解熔融mgcl2的方法来制备mg 金属的冶炼方法由于金属的化学活动性不同 金属离子得到电子被还原成金属原子的能力也就不同 因此必须采用不同的冶炼方法 1 热分解法 适用于冶炼金属活动性较差的金属 如汞和银 2hgo2hg o2 2ag2o4ag o2 2 热还原法 用还原剂 c co h2 al等 还原金属氧化物 适合于金属活动性介于zn cu之间的大多数金属的冶炼 例如 fe2o3 3co2fe 3co2 2cuo c2cu co2 2al cr2o32cr al2o3wo3 3h2w 3h2o若金属以硫化物或碳酸盐形式存在时 首先将其转化成氧化物 然后再还原 例如 2zns 3o22zno 2so22zno c2zn co2 3 电解法 适合冶炼金属活动性很强的金属 一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属 例如 2al2o3 熔融 4al 3o2 mgcl2 熔融 mg cl2 重难二海水资源的综合利用典例2海水是巨大的资源宝库 从海水中提取食盐 镁和溴的过程如下 1 步骤 中已获得br2 步骤 中又将br2还原成br 其目的为 2 步骤 用so2水溶液吸收br2 吸收率可达95 有关反应的离子方程式为 由此反应可知 除要保护环境外 在工业生产中应解决的主要问题是 3 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法查阅了有关资料 br2的沸点为59 微溶于水 有毒性和强腐蚀性 他们参观生产过程后 绘制了如图所示的装置简图 实验装置气密性良好 要达到提纯溴的目的 操作中如何控制关键条件 c中液体的颜色为 为除去c装置所收集的物质中仍残留的少量cl2 可向其中加入nabr溶液 充分反应后 再进行分离操作 除蒸馏外 还可以用另一种分离方法 它用到的仪器有 从下图中选择 请你参与分析讨论 图中仪器b的名称是 解析 1 海水中溴离子的含量低 步骤 的目的是将低浓度的含溴物质浓缩 或富集 2 用so2水溶液吸收br2 br2 so2 2h2o2hbr h2so4 反应产生大量的酸 会腐蚀设备 3 蒸馏操作的关键是控制温度 从氯化钠溶液中分离溴单质的方法除蒸馏外 还可以是萃取 答案 1 富集溴元素 2 br2 so2 2h2o4h s 2br 强酸对设备的严重腐蚀 3 冷凝管 控制温度计b的温度 确保收集的是59 时的馏分 深红棕色ad 考查内容海水提镁和海水提溴 解题关键解答本题的关键是读懂工艺流程图 抓住物质流入 流出的方向 挖掘反应条件和涉及的化学原理 2 1海水中蕴藏着丰富的资源 海水综合利用的示意图如下 下列说法正确的是 a 通过氯碱工业可生产的产品有naoh naclo 盐酸 na2co3等b 除去粗盐中的s ca2 mg2 等杂质 加入试剂及相关操作顺序可以是 naoh溶液 bacl2溶液 na2co3溶液 过滤 盐酸c 可将mgcl2 6h2o晶体在空气中直接加热脱水得到较纯净的无水mgcl2d 电解mgcl2溶液可制取金属镁 解析a项 氯碱工业的主要产品是氢氧化钠和氯气 延伸产品可以有naclo 盐酸 na2co3等 故a正确 b项 加入过量的氢氧化钠溶液可以将镁离子沉淀 加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀 加入过量的na2co3溶液可以将ca2 ba2 沉淀 故b正确 c项 若在空气中加热mgcl2 6h2o 生成的是mg oh cl 故c错误 d项 镁是活泼金属 工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁 故d错误 答案ab 1 海水淡化方法及原理 2 海水提取镁 1 流程 2 步骤 加熟石灰 过滤 加盐酸 浓缩结晶 脱水 电解 3 发生反应的化学方程式caco3cao co2 cao h2oca oh 2mgcl2 ca oh 2mg oh 2 cacl2mg oh 2 2hclmgcl2 2h2omgcl2 6h2omgcl2 6h2omgcl2 熔融 mg cl2 3 海水提取溴 1 流程 2 发生反应的化学方程式2nabr cl2br2 2naclbr2 so2 2h2o2hbr h2so42hbr cl22hcl br24 海带中提取碘 h2ocl2海带海带灰过滤氧化提纯i2 重难三环境污染的分类与防治 绿色化学典例3绿色化学工艺的特点可以用原子经济化 原料绿色化 催化剂绿色化 溶液绿色化 产品绿色化等来形象地概括 下列说法不符合绿色化学理念的是 a 无机化工生产中使用h2o2代替kclo3作氧化剂b 生产过程中选用催化剂只需考虑能加快反应即可c 物质合成中使用无毒 无害的原料或可再生资源d 有机化工生产中所需溶剂尽量不选择苯 氯仿等有机物 考查内容绿色化学的理念 解题关键解答本题的关键是理解绿色化学的含义 解析过氧化氢作氧化剂还原产物为水 无污染 符合绿色化学的理念 故a正确 选择催化剂既要考虑能加快反应的速率 又要考虑反应物的转化率 是否符合原子经济化等 故b错误 物质合成中使用无毒 无害的原料或可再生资源 符合绿色化学的理念 故c正确 苯 氯仿等有机物有毒 不符合绿色化学的理念 故d正确 答案b 3 1 2014河南洛阳模拟 下列说法正确的是 a 垃圾资源化的主要途径是填埋b 在日常生活中 化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因c 推广使用新能源 可以减少二氧化碳等温室气体的排放d 人造纤维 合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物答案c解析垃圾资源化的主要途径是分类处理 回收利用 故a错误 造成钢铁腐蚀的主要原因是电化学腐蚀 故b错误 推广使用新能源 减少化石燃料的使用 可以减少二氧化碳等温室气体的排放 故c正确 光导纤维的主要成分是sio2 它不是有机高分子化合物 故d错误 1 化学实验绿色化的途径 1 开发绿色实验 如实验室以h2o2分解法制取o2代替氯酸钾分解法制o2 实现原料和反应过程的绿色化 2 防止实验过程中尾气 废物等对环境的污染 实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收 对