高三化学总复习实用 必考71 开发利用金属矿物和海水资源课件 新人教版.pptVIP

1 以金属矿物的开发和利用为例 认识化学方法在实现物质间转化中的作用 体会保护金属资源的重要性 2 了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用 3 认识煤 石油和天然气等化石燃料综合利用的意义 4 以聚乙烯为例 了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题 5 认识化学在环境保护中的作用 树立绿色化学的观念 1 复习海水资源开发时 首先明确海水淡化的定义 海水淡化的方法 掌握海水中镁 钾 溴 碘等化工产品元素的提取方法 2 有关化石燃料的综合利用记忆性较强 平时复习时结合习题理解 记忆知识点 如煤的干馏 液化和气化 石油的分馏 天然气的燃烧等 特别注意使用冷凝管时进水的方向 3 复习 环境保护与绿色化学 时 记忆性知识较多 需强化记忆 第一讲开发利用金属矿物和海水资源 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 2 金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属的过程 即 写反应通式 mn ne m 金铂 化合物 从其化合物中还原出来 3 金属冶炼的方法 1 热分解法用加热分解氧化物的方法可制取hg ag 化学方程式分别为 2 热还原法 h2还原wo3 al还原cr2o3 co还原fe2o3 3 电解法制取na mg al等使用电解冶炼的方法 化学方程式分别为 4 金属的回收和资源保护 1 废旧金属最好的处理方法是 2 回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源 减少环境污染 节约能源 回收利用 3 合理开发和利用金属矿物资源 有效地使用金属产品 材料 主要的途径有 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 水资源的利用海水的淡化方法主要有和 2 化学资源的开发利用 1 以食盐为原料的氯碱工业 溴工业 镁工业 钾工业等 2 核能原料和的开发利用 3 潮汐能 波浪能的开发利用 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 铀 重水 考点一金属矿物的开发利用 例1 冶炼金属一般有以下四种方法 焦炭法 水煤气法 或氢气 一氧化碳法 活泼金属置换法 电解法 四种方法在工业上均有应用 古代有 火烧孔雀石炼铜 cu2 oh 2co3 湿法炼铜 现代有 铝热法炼铬 从光卤石 kcl mgcl2 6h2o 中炼镁 下列对应关系不正确的是 a b c d 答案 b 1 金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系由于不同金属的活动性不同 金属离子得到电子被还原成金属原子的能力也不同 金属活动性顺序表中 金属的位置越靠后 越容易被还原 一般的还原方法就能使金属还原 金属的位置越靠前 越难被还原 最活泼金属只能用最强的还原手段来还原 金属活动顺序与金属冶炼方法的关系 2 铝热反应 1 铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应 其中镁条为引燃物质 氯酸钾为助燃物质 2 原理 al是还原剂 另一种氧化物是氧化剂 是铝将氧化物中的金属置换出来的反应 应用 冶炼难熔金属 如v cr mn等 焊接钢轨等 3 铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质 4 反应特点是在高温下进行 反应迅速并放出大量的热 新生成的金属单质呈液态且易与al2o3分离 5 铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物 fe3o4 cr2o3 v2o5等 组成的混合物 3 铝土矿中提纯al2o3的两种工艺流程 解析 本题主要考查有关金属冶炼的反应原理 一般很活泼的金属用电解法 k al 较活泼的金属用还原法 zn cu 此法要求在较高温时还原剂的还原性大于被冶炼的金属 不活泼的金属用热分解法 hg ag 由于mg的还原性大于h2 故b不正确 答案 b 2 2010 德州模拟 金属锂是密度最小的金属 等质量的金属 锂能释放出更多的电子 故常用来制造高能量电池 已知锂的金属性介于钠和镁之间 则下列能冶炼出金属锂的方法是 a 电解法b 热还原法c 热分解法d 铝热法 解析 可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系 锂的金属性介于钠和镁之间 应该与钠 镁的冶炼方法相同 即电解法 答案 a 3 试以fecl3为主要原料 用三种方法制取单质铁 供选用的试剂有 石灰石 木炭粉 水 碳酸钠 要求不得另选试剂 只写反应的化学方程式 并说明工业冶炼铁的原理 解析 根据逆推法 可用下列格式进行推导 考点二海水资源的开发利用 例2 若将海水淡化作饮用水使用 下列方法在原理上完全不可行的是 a 加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化b 利用太阳能使海水蒸馏淡化c 将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水d 将海水通过离子交换树脂 以除去所含离子 解析 海水中的盐水主要含有na cl so mg2 ca2 k 等离子 这些离子均不会与明矾形成沉淀 故a完全不可行 答案 a 1 海水淡化方法及原理 2 海水提镁 2 工艺流程 3 海水提溴 1 主要反应原理 cl2 2br br2 2cl 2 工艺流程 4 海水提碘 1 主要反应原理 cl2 2i i2 2cl 2 工艺流程 1 从海水可获得的在常温下为液体的单质是 a mgb kc br2d i2 解析 本题主要考查海洋中的元素及物质存在的状态 海水中除含h o两种元素外 还含有cl na k ca mg s c f b br sr等元素 显然可制取所要求的4种单质 其中只有br2单质为液体 故本题答案为c 答案 c 2 许多国家十分重视海水资源的综合利用 不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 a 氯 溴 碘b 钠 镁 铝c 烧碱 氢气d 食盐 淡水 解析 本题考查海水资源的综合利用 不发生化学变化的只有d项 食盐提取利用蒸发 淡水获得利用蒸馏 两者均为物理变化 na mg al cl2 br2 i2 烧碱 h2获取 用到置换或电解等化学方法 答案 d 3 海水是镁的主要来源之一 从海水中提取镁可按如下步骤进行 把贝壳制成石灰乳 在引入的海水中加入石灰乳 沉降 洗涤 过滤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 干燥产物 电解得到产物 1 以上提取镁的全过程中 没有涉及的化学反应类型是 a 分解反应b 化合反应c 置换反应d 复分解反应 2 下列关于提取镁的说法中 不正确的是 a 此法的优点之一是原料取自大海b 进行 步骤的目的是富集mgcl2c 可用电解熔融氧化镁的方法制取镁d 电解法冶炼金属要消耗大量电能 答案 1 c 2 c 海洋新价值观 是指海洋对人类生产 生存和永续发展的地位和作用的总体认识 海洋中蕴藏着巨大的矿物资源 据科学考证 在陆地上已发现的矿产 海洋里几乎都有 陆地上没有的海洋中也有 全球大部分的金刚石 独居石 锆石 金红石 锡矿石都蕴藏在滨海砂矿中 海洋石油储量占全球总储量的45 50 大洋底部多金属结核的总储量达1万亿至3万亿吨 含有镍 铜 钴 锰等40多种金属元素 例 美国计划2015年再次登陆月球 并在月球上建立永久性基地 为人类登陆火星作先期准备 为了解决基地人员的供氧问题 科学家设想利用月球富氧岩石制取氧气 其提氧原理是 用氢气还原富氧岩石获取水 再利用太阳能电池电解水得到氢气和氧气 玄武岩 钛铁矿 是月球的主要岩石之一 其质地坚硬 主要成分为钛酸亚铁 fetio3 用上述提氧原理 理论上 从1kgfetio3中可获取约105 2go2 1 写出fetio3与h2反应的化学方程式 2 研究表明 月球上平均直径为40微米的小圆珠形成的堆积物 富含fe2sio4 是最适合提氧的矿物 这种堆积物作为提氧原料的优点是 3 研究人员查阅文献后 得知钛铁矿在高温下还能被炭粉还原 2fetio3 c2fe 2tio2 co2 co2通过生化处理可获得o2 他们设计了两套实验装置来测定钛铁矿中可提取氧的质量分数 研究人员用图1装置从钛铁矿中提取氧 实验中得出的可提取氧的质量分数大于理论值 产生这种情况的原因可能是 用图2装置进行实验的过程中 称得反应前钛铁矿的质量为m1g 炭粉的质量为m2g 钛铁矿完全反应后 测得生成caco3的质量为m3g 则钛铁矿中可提取氧的质量分数表达式为 4 在钛铁矿提氧过程中科学家们常选用h2而不用其他还原剂 其主要原因是 1 海水是一个巨大的化学资源宝库 下列有关海水综合利用的说法正确的是 a 海水中含有钾元素 只需经过物理变化就可以得到钾单质b 海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化c 从海水中可以得到nacl 电解熔融nacl可制备cl2d 利用潮汐发电是将化学能转化为电能 解析 海水中钾元素以离子形式存在 生成钾单质必然发生化学反应 a错 海水蒸发制海盐发生的是物理变化 b错 潮汐发电是将动能转化为电能 d错 答案 c 2 钾是一种非常活泼的金属 易与氧气反应生成超氧化钾 ko2 ko2具有很强的氧化性可与钾反应而发生爆炸 在理论上我们可以用电解熔融的kcl的方法来制备金属钾 而实际我们不用此法制备钾 而用熔融状态下的kcl与na反应并及时抽走钾蒸气的方法制备钾 可能的原因有以下四种 其中正确的是 钾易溶于熔融的钾盐中 钾蒸气易逸出而污染环境 钾被氧化后的产物与钾反应具有爆炸性 抽走钾蒸气时有利于钠与熔融的kcl反应 a 全部b c d 解析 由题干信息可以知道 是正确的 金属钾熔化后易溶于熔融的钾盐中 将温度控制在比钾沸点稍高 使钾变为钾蒸气 将钾蒸气抽出有利于钠与熔化的kcl反应向右移动 另外 钾蒸气易逸出会污染环境 答案 a 3 下列方法不能用于海水处理得到淡水的是 a 电渗析法b 蒸馏法c 升华d 离子交换法 解析 升华一般用于固体物质的分离 其中某种物质易升华 变为气体逸出 使物质得到提纯分离 答案 c 4 从海水中提取金属镁的生产步骤有 浓缩结晶 加熟石灰 加盐酸 过滤 熔融电解 正确的生产顺序是 a b c d 答案 c 5 金属 铁 镁 锰 钒 铬 可用铝热法制备的是 a b c d 解析 铝热反应放出大量的热 可以利用此反应冶炼难熔金属 但镁的还原性强于铝的还原性 故铝不能置换出化合物中的镁 答案 c 6 下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据 解析 b项中所得mgcl2溶液中杂质较多 由于氧化镁的熔点较高 若由其制镁会消耗较多的能源 综合两项 应选d 答案 d 7 自然环境提供的能够为人类利用的淡水资源并不丰富 而且淡水资源缺乏的形势日益严峻 地球上海水总量约为1 3 109亿吨 是人类最大的资源库 电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术 其原理如下图所示 回答下列问题 1 大海中的海水 填 能 或 不能 直接通入到该装置中 理由是 2 a是电源的 极 b是电源的 极 3 是 室 填 淡水 或 浓水 口排出的是 填 淡水 或 浓水 4 电渗析法的主要原理是 5 试举出选择性离子交换膜在其他工业中的应用 6 该装置产生的浓水 填 能 或 不能 直接排放 理由为 请分析浓水可以用于哪些工业 解析 海水中有些悬浮杂质不能用离子交换除去 必须过滤后才能淡化 从电源连接的电极名称可判断电源电极名称 阴极接电源负极 阳极接电源正极 利用电场作用 使海水中阴 阳离子分别向阳 阴极定向移动 但在阳膜和阴膜的离子选择性透过作用下 使有的间隔内离子浓度变大 如 间隔 有的间隔内离子浓度变小 如 间隔 这样就可以分别得到浓水和淡水 排出的浓水中含大量盐分 排入水中会改变水质 排到土壤中会导致土壤盐碱化 故不能直接排放 浓水含盐分较高 精制后可以用于氯碱工业 或用于海水提盐等工业 答案 1 不能海水中往往有一些悬浮杂质 需要把海水沉降 过滤后才能通入该装置中 2 负正 3 淡水浓水 4 在电场作用下海水的阳离子趋向阴极 阴离子趋向阳极 但阳离子只能透过阳膜 却被相邻的阴膜阻挡 阴离子与此相反 使不同间隔内交替集中阴离子和阳离子 形成含盐多的浓水和含盐少的淡水 5 氯碱工业中的阳离子交换膜等 答案合理即可 6 不能产生的浓水中含大量盐分 直接排放会改变水质 导致土壤盐碱化可以用于氯碱工业或海水提盐等工业 8 粉末状试样a是由等物质的量的mgo和fe2o3组成的混合物 进行如下实验 取适量a进行铝热反应 产物中有单质b生成 另取20ga全部溶于0 15l6 0mol l 1盐酸中 得溶液c 将 中得到的单质b和溶液c反应 放出1 12l