高考化学一轮优化复习：《化学与自然资源的开发利用》ppt精编课件.ppt

第十章化学与自然资源的开发利用 2018高考导航考纲解读1 了解金属矿物 海水 煤 石油 天然气的综合利用 2 了解科学 技术 社会的相互关系 如化学与生活 材料 能源 环境 生命过程 信息技术的关系等 3 了解在化工生产中遵循 绿色化学 思想的重要性 命题热点1 金属的通性 金属冶炼的一般原理 2 海水的综合开发与利用 尤其镁 溴 碘的提取 3 煤和石油的综合利用 4 绿色化学和环境保护的相关知识 一 金属矿物的开发利用1 金属在自然界中的存在在自然界中 除了 等极少数金属外 绝大多数金属都以 存在 金 铂 化合态 2 金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程 即 写反应通式 3 金属冶炼的方法 1 热分解法 Mn ne M 4 金属的回收和资源保护 1 意义 节约矿物资源 减少环境污染 节约能源 2 主要途径 提高金属矿物的利用率 减少金属的使用量 加强金属资源的回收和再利用 使用其他材料代替金属材料等 二 海水资源的开发利用1 海水水资源的利用 1 方向 主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等 2 海水淡化方法 主要有蒸馏法 电渗析法 离子交换法等 2 海水化学资源的开发利用 1 氯碱工业 电解NaCl溶液 写出化学方程式 下同 产物制盐酸 纯碱 漂白剂 电解熔融NaCl 2 海水中提取镁 钾 溴 碘 3 海水中提取铀和重水用于核能的开发 4 新型能源潮汐能 波浪能等的开发利用 三 煤 石油和天然气的综合利用1 煤的综合利用 1 煤的组成 有机物和少量无机物组成的复杂 主要含有 等元素 混合物 C H O N S 2 煤的综合利用 煤的干馏煤的干馏指将煤 使之分解的过程 工业上也叫 隔绝空气加强热 煤的焦化 煤的气化将煤中的有机物转化为 的过程 主要反应方程式 可燃性气体 煤的液化直接液化 让煤与 作用生成液体燃料 间接液化 先把煤转化为 再在催化剂作用下合成 等液体燃料 氢气 一氧化碳 和氢气 甲醇 2 石油的综合利用 1 石油的成分 多种 组成的混合物 所含元素以 为主 2 石油的分馏 利用原油中各组分 不同 将复杂混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程 碳氢化合物 C H 沸点 3 天然气的综合利用 1 主要成分是 是一种清洁的化石燃料和重要的化工原料 2 合成NH3和CH3OH以甲烷 水和空气制NH3的方程式分别为 CH4 4 三大合成材料 1 三大合成材料 塑料 合成橡胶 合成纤维 2 加成聚合反应 CH2 CH2 n 四 环境保护与绿色化学1 环境保护 1 工业三废指 2 环保措施 回收利用 达标排放 研制可降解塑料 2 绿色化学 废水 废气 废渣 1 核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 2 原子经济 反应物的原子全部转化为期望的最终产物 即原子利用率为 100 1 金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 2 铝热反应 1 原理 高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来 2 实验装置 如图所示 3 实验现象 镁带剧烈燃烧 放出一定的热量 使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 反应放出大量的热 并发出耀眼的强光 纸漏斗的下部被烧穿 有熔融物落入沙中 待熔融物冷却后 除去外层熔渣 仔细观察 可以发现落下的是铁珠 4 铝热反应的应用 该反应为放热反应 铝在高温下还原出了单质铁 特别提醒 1 铝热剂不仅指铝和Fe2O3 也可以是Al和MnO2 Al和Cr2O3等 2 铝热反应实验的最外层滤纸要用水润湿 并要求观察者远离 以免烫伤 即时应用 火烧孔雀石 Cu2 OH 2CO3 也属还原法 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 工业上金属Mg Al都是用电解熔融氯化物制得的 越活泼的金属越难冶炼 A B 只有 C D 解析 选B 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 正确 火烧孔雀石分解生成CuO CuO被焦炭还原为单质Cu 属于还原法制取 正确 因AlCl3为共价化合物 熔融时不导电 冶炼铝应用电解熔融Al2O3的方法 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 其阳离子的氧化性越弱 越难被还原 正确 1 镁的提取 1 流程 2 溴的提取 1 流程 2 有关反应的离子方程式2I Cl2 I2 2Cl 特别提醒海洋资源丰富 开发潜力很大 但在开发利用海洋资源时 必须综合考虑 科学开发 特别要考虑环境的保护 不能以牺牲环境为代价 决不能违背可持续发展的原则 即时应用2 某化学研究性学习小组在实验室中模拟海水提取溴的过程 其实验流程如下 1 取24L除去悬浮杂质后的海水 浓缩至2L 2 向其中通入足量Cl2 反应的离子方程式 通入热空气的目的 3 将吹出的Br2用纯碱溶液吸收 反应得到NaBr NaBrO3和CO2 反应的化学方程式 产生的CO2通入足量澄清石灰水中 得到1g白色沉淀 4 将吸收Br2的溶液用足量硫酸处理得到Br2单质 反应的化学方程式 理论上可以得到Br2的质量为 5 请计算海水中溴的浓度为 g L 解析 通过反应Cl2 2Br Br2 2Cl 置换出溴单质后 一般用热空气或水蒸气将Br2吹出 根据各步反应 可确定如下关系 Br2 CO2 CaCO3 答案 2 Cl2 2Br Br2 2Cl 将Br2吹出 3 3Br2 3Na2CO3 5NaBr NaBrO3 3CO2 4 5NaBr NaBrO3 3H2SO4 3Br2 3Na2SO4 3H2O1 6g 5 0 07 1 三种主要污染 2 绿色化学思想 1 绿色化学的含义绿色化学要求原料和产品无害 在反应过程中不产生 三废 或使 三废 降低到最低程度 2 绿色化学的基本原则 防止污染的产生优于治理产生的污染 原子经济性 设计的合成方法应将反应过程中所用的材料尽可能全部转化到最终产品中 即原子的利用率达到100 应考虑到能源消耗对环境和经济的影响 并应尽量少地使用能源 在常温 常压下进行 特别提醒几种常见的环境污染的 罪魁祸首 1 酸雨 与SO2及NOx有关 2 温室效应 与CO2有关 3 光化学烟雾 与NOx及碳氢化合物有关 4 臭氧层破坏 与NOx及氟氯烃有关 5 赤潮 水华 与含氮 磷的大量污水有关 即时应用3 环境保护已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一 为消除目前燃料使用过程中的环境污染问题 并缓解能源危机 有的专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想 如图 这种构想或方案可用如下反应表示 1 根据上述反应历程 该方案的主要目的是 2 要实现专家的这些构想 目前和今后要解决的关键问题是 3 煤燃料的燃烧 会产生大量的SO2气体污染环境 常在煤中加入Ca OH 2 其能减少污染的化学反应有 4 如果光子的能量不够 上述反应是无法完成的 而大自然已经解决了这个问题 即 它是地球上最重要的化学反应之一 请写出反应的化学方程式 再结合反应 可知该方案的主要目的是将CO2和H2O转化为CH4 CH3OH等燃料 2 现实生活中 在光照的条件下上述各步反应均不能发生 要想使它们发生必须解决 如何使物质吸收光能发生上述反应转变为其他物质 3 与Ca OH 2反应的方程式为 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O 2CaSO3 O2 2CaSO4 4 绿色植物的光合作用实现了在日光作用下利用光能把二氧化碳和水转变成碳水化合物的过程 答案 1 将CO2和H2O转化为CH4 CH3OH等燃料 2 如何使物质吸收光能转变为其他物质 3 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O 2CaSO3 O2 2CaSO4 视角1教材高频考点 对自然资源开发利用的理解是教材中的高频考点 A CO2 CH4 N2等均是造成温室效应的气体B 使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一C 节能减排符合低碳经济的要求D 合理开发利用可燃冰 固态甲烷水合物 有助于缓解能源紧缺 解析 本题考查与STSE相关的化学问题 引导考生关注生活中的化学问题 N2不属于温室气体 A项错误 清洁能源使用中不会产生SO2 NOx等气体 B项正确 可燃冰是一种能源 D项正确 答案 A 视角2追踪命题热点 自然资源的开发与综合利用是高考的命题热点 下列是治疗口腔炎症的药物华素片 西地碘含片 的部分使用说明书 请根据上述说明回答下列问题 1 推断华素片 填 是 或 不是 白色 2 某同学欲证实该药片中含有碘分子 设计并完成如下实验 将药片研碎 溶解 过滤 所得滤液分装于甲 乙两试管中备用 向甲试管中加入下列一种试剂 振荡 静置 液体分层 上层液体颜色为 所加试剂为下列中的 填序号 由此说明碘分子的存在 A 苯B 酒精C 四氯化碳D 盐酸 在乙试管中滴加 溶液 溶液变蓝色 也说明了碘分子的存在 3 碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在 在海水中主要以I 的形式存在 几种粒子之间有如下转化关系 如以海水为原料制取I2 加入的Cl2要适量 如过量就会发生途径 的反应 在该反应产物中 IO与Cl 的物质的量之比为1 6 则氧化剂和还原剂的物质的量之比为 如用途径 在溶液中抽取I2 反应后的溶液呈酸性 则反应的离子方程式为 解析 1 华素片中含有单质碘 单质碘是紫黑色固体 推断华素片不是白色 2 I2难溶于水 易溶于苯或四氯化碳 苯的密度比水的小 四氯化碳的密度比水的大 若所加试剂为苯 分层后苯在上层 溶有碘单质呈浅紫色 下层无色 名师点拨 本题是以日常生活素材为背景 全面考查考生运用化学知识分析 解决问题的能力 解题时要善于与所学知识联系 视角3易错易误剖析 2018 宝鸡高三模拟 海带中含有丰富的碘 为了从海带中提取碘 某研究性学习小组设计并进行了以下实验 1 步骤 的实验操作名称是 2 现有烧杯 玻璃棒 集气瓶 酒精灯 导管 圆底烧瓶 石棉网以及必要的夹持仪器 物品 完成该实验尚缺少的玻璃仪器是 3 步骤 中能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是 A CCl4与水不互溶B CCl4与I2发生取代反应C CCl4的密度比水大D CCl4不易燃烧 可作灭火剂E 碘在CCl4中的溶解度比在水中大很多 4 步骤 中还可选择 作萃取剂 5 步骤 中反应的离子方程式是 6 请设计一种简单的实验方法 检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘 常见错误 错因分析 1 过滤 写成 过虑 是常见的书写错误 概念牢记可避免出错 例如 苯 写成 笨 2 回答时注意审题 过滤和分液需要的 玻璃仪器 并且缺一不可 两个中学化学常用操作要记牢 3 不明确萃取原理是出错的原因 萃取剂选择的原则是 萃取剂不能与原溶剂相互溶解 被萃取物质在萃取剂中的溶解度要比在原溶剂中的溶解度大得多且被萃取物质不与萃取剂反应 CCl4符合萃取剂的选择条件 与 CCl4的密度比水大 无关 4 同 3 因酒精与水互溶 所以不能用作该操作的萃取剂 5 没有正确掌握化学方程式和化学式的书写 6 回答此题要注意四点 操作 试剂 现象 结论 忽视任何一点都导致错误 要点 应取少许于试管中 不可往试剂瓶中直接加试剂 鉴别单质碘用淀粉 其他不可 现象是变蓝色 结论要分析两种情况 有 或 无 错误认为鉴别固体单质碘或理解成单质碘的物理性质 这里是提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘 答案 1 过滤 2 漏斗 分液漏斗 3 AE 4 苯 5 Cl2 2I 2Cl I2 6 取少量待测液注入试管中 滴加淀粉溶液 若溶液变蓝色 说明水溶液中存在I2 否则水溶液中无I2 海水资源的开发与利用 自然资源的综合利用与可持续发展是当今社会的热点问题 高考中经常以海水资源的综合利用与科技前沿及化学实验结合 考查学生分析问题 解决问题的能力 典例探究 2018 天津高三模拟 海水是巨大的资源宝库 在海水淡化及综合利用方面天津市位居全国前列 从海水中提取食盐和溴的过程如下 1 请列举海水淡化的两种方法 2 将NaCl溶液进行电解 在电解槽中可直接得到的产品有H2 或H2 3 步骤 中已获得Br2 步骤 中又将Br2还原为Br 其目的为 4 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 除环境保护外 在工业生产中应解决的主要问题是 5 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 绘制了如下装置简图 请你参与分析讨论 图中仪器B的名称 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管 其原因为 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中液体产物颜色为 为除去该产物中仍残留的少量Cl2 可向其中加入NaBr溶液 充分反应后 再进行的分离操作是 解析 2 电