新 高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用本章重难点突破课件 新人教版必修2.ppt

本章重难点突破 第四章化学与自然资源的开发利用 内容索引 一金属的冶炼方法 二海水资源的综合利用 三两大化石燃料的综合利用 四六大环境问题及防治措施 一金属的冶炼方法 1 金属冶炼方法与金属活动性的关系 由于金属的活动性不同 金属离子得到电子还原成金属单质的能力不同 因而不同的金属就有不同的冶炼方法 在金属活动性顺序表中 金属位置越靠后 越易被还原 用一般还原方法就能使金属还原 金属位置越靠前 越难被还原 最活泼的金属只能用最强的还原手段来还原 总的说来 金属的性质越稳定 越容易将其从化合物中还原出来 金属应用的早晚就是由金属的活动性决定的 金属越活泼 冶炼越难 其使用时间就越晚 铝的应用比铁晚 就是因为铝难冶炼 只有发现用电解法冶炼后 才能大量冶炼铝 典例1 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 解析答案 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 冶炼铝时应采用冰晶石 na3alf6 作熔剂电解熔融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 c正确 越活泼的金属 其金属阳离子的氧化性越弱 越难被还原 d正确 答案b 2 几种常用金属冶炼方法的比较 特别提示炼铁时 co来源于焦炭与空气中o2的反应 会在金属中含有碳元素 形成含碳的合金 典例2 金属锂是密度最小的金属 等质量的不同金属 锂可以释放出更多的电子 故常用来制造高性能电池 已知锂的金属性介于钠和镁之间 则冶炼金属锂应采用的方法是 a 电解法b 热还原法c 热分解法d 铝热法 解析答案 返回 解析na mg都很活泼 常用电解法冶炼 而li活动性介于na与mg之间 故li也应采用电解法冶炼 a 二海水资源的综合利用 1 海水水资源的利用海水水资源的利用主要包括直接利用和海水淡化 海水直接利用包括沿海工业冷却用水 生活用水和耐盐植物灌溉 海水淡化可解决淡水资源不足问题 海水淡化现有20多种技术方法 目前技术纯熟 经济效益较好的有蒸馏法 冷冻法 反渗透法 电渗析法等 1 蒸馏法蒸馏法历史最久 技术 工艺比较完善 是目前海水淡化的主要方法 蒸馏淡化过程的实质如同水蒸气的形成 使海水受热蒸发形成水蒸气 水蒸气在一定条件下遇冷形成不带咸味的水 但蒸馏法的弊端是消耗能量多并在仪器里产生大量的锅垢 2 冷冻法冷冻法 即冷冻海水使之结冰 在液态水变成固态冰的同时盐被分离出去 冷冻法与蒸馏法相比 耗能低 结垢轻 但得到的淡水味道不佳 3 反渗透法反渗透法通常又称超过滤法 是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法 该法是利用只允许溶剂透过 不允许溶质透过的半透膜 将海水与淡水分隔开的 其最大优点是节能 反渗透法正逐步取代蒸馏法成为最广泛的方法 4 电渗析法电渗析法是将具有选择透过性的阳离子膜与阴离子膜交替排列 组成多个相互独立的隔室 相邻隔室实现海水浓缩与淡化 电渗析法不仅可以淡化海水 也可以作为水质处理的手段 为污水再利用作出贡献 2 海水化学资源的利用 1 海水制盐海水制盐又称海水晒盐 其方法是把海水引到盐滩上 利用日光和风力使水分蒸发 得到食盐 即蒸发海水 使食盐浓缩结晶 食盐除在食品中作调味剂外 它还是一种工业原料 2 海水提镁反应流程 3 海水提溴 浓缩 海水晒盐和海水淡化的过程中副产物br 得到浓缩 氧化 向浓缩的海水中通入适量的cl2 将br 氧化为br2 反应的离子方程式为cl2 2br br2 2cl 富集 利用溴的挥发性 通入热空气和水蒸气 吹出的溴蒸气用so2吸收 反应的化学方程式为br2 so2 2h2o 2hbr h2so4 提取 再用cl2将hbr氧化得到产品溴 4 海带中提碘 流程海带海带灰 浸泡 过滤 氧化 提纯 碘单质 主要的化学原理 2h 2i h2o2 i2 2h2o或cl2 2ki 2kcl i2 特别提示 海水中提取mg br2 i2时均有氧化还原反应发生 且在提取br2和i2时 氧化剂均可为cl2 同样均用有机溶剂萃取水溶液中的br2或i2 分液后再利用蒸馏法将br2或i2与有机溶剂分开 利用在火力发电厂和核电站用于冷却的循环海水 以减少能耗 利用海水淡化后溴离子得到浓缩的浓海水 以提高制溴的效益 典例3 海带含有丰富的碘 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 解析答案 请填写下列空白 1 步骤 灼烧海带时 除需要三脚架外 还需要用到的仪器是 从下列仪器中选择所需的仪器 将标号字母填写在空白处 a 烧杯b 坩埚c 表面皿d 泥三角e 酒精灯f 干燥器 解析灼烧海带在坩埚里进行 坩埚放在泥三角上 用酒精灯加热 且要用玻璃棒搅拌 使其充分反应 答案bde 2 步骤 的实验操作名称是 步骤 的目的是从含碘的苯溶液中分离出碘和回收苯 该步骤的实验操作名称是 解析答案 解析分离悬浊液得到含碘溶液和残渣 采用过滤法 碘溶于苯中 苯易挥发 碘固体易升华 可以通过蒸馏方法得到碘和苯 过滤 蒸馏 3 步骤 反应的离子方程式是 解析答案 解析联想二氧化锰氧化浓盐酸中氯离子 i 还原性强于cl 在酸性条件下二氧化锰一定能氧化i mno2 2i 4h i2 mn2 2h2o 2i mno2 4h mn2 i2 2h2o 4 步骤 中 某学生选择用苯来提取碘的理由是 解析答案 解析萃取剂必须具备三个条件 不溶于水 也不与水反应 被萃取的物质在该萃取剂中溶解度大于在水中的溶解度 被萃取的物质与该萃取剂不发生反应 苯符合萃取剂选用条件 苯不溶于水 且不与水反应 苯是非极性溶剂 碘是非极性分子 根据相似相溶原理 碘易溶于苯而在极性溶剂水中溶解度相对较小 碘与苯不反应 除苯作萃取剂外 四氯化碳等有机溶剂也可以作碘的萃取剂 苯与水互不相溶 碘 在苯中的溶解度比在水中大 5 请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法 解析答案 解析利用 碘与淀粉溶液混合 溶液呈蓝色 这一特征现象检验水层里是否有碘单质存在 设计实验方法包括步骤 现象 结论及解释 取少量提取碘后的水溶液于试管中 加入几滴淀粉试液 观察是否出现蓝色 如果变蓝 说明还有单质碘 返回 三两大化石燃料的综合利用 1 煤的综合利用将煤作为燃料 主要是利用其燃烧放出的热量 但是 将煤直接燃烧不但利用率较低 而且还会造成严重的环境污染 将煤进行加工后综合利用是合理用煤的重要发展方向 当前 煤的综合利用方法主要是煤的干馏 煤的气化和液化 1 煤的干馏 概念 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程 工业上也叫煤的焦化 理解这一概念 要注意以下两个方面 隔绝空气 这是煤的干馏的先决条件 否则 强热条件下煤会燃烧生成co2和h2o等物质 煤的干馏是化学变化 煤在干馏过程中生成了许多新的物质 如苯 萘等 发生的是分解反应 属于化学变化 煤干馏的主要产品及其用途 煤中不含苯 萘 蒽等物质 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物 苯 萘 蒽等物质是煤分解的产物 2 煤的气化将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程 主要反应为c s h2o g co g h2 g 3 煤的液化煤的直接液化 使煤与氢气作用生成液体燃料 煤的间接液化 先将煤转化为co和h2 再在催化剂作用下合成甲醇等 典例4 煤是重要的能源和化工原料 直接燃烧既浪费资源又污染环境 最近 某企业利用 煤粉加压气化制备合成气新技术 让煤变成合成气 一氧化碳及氢气总含量 90 把煤 吃干榨尽 下列有关说法正确的是 煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化 煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 该技术实现了煤的清洁利用 该技术实现了煤的高效利用a b c d 解析答案 解析煤粉加压气化是将煤变成以co和h2为主要成分的合成气 此过程涉及化学变化和物理变化 减少了污染 提高了煤的利用率 答案c 2 石油的综合利用石油直接应用的效益非常低 一般不直接使用 而是要加工成石油产品使用 石油加工的主要方法有石油的分馏 石油的裂化和裂解 石油的催化重整等 石油加工 炼制 方法比较 答案 典例5 用石油裂化和裂解过程得到的乙烯 丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下 根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题 1 由ch2 ch2制得有机物a的化学反应类型是 2 丙烯醛 ch2 chcho 中含有的官能团 填名称 加成反应 碳碳双键 醛基 答案 返回 3 a与b合成丙烯酸乙酯反应的化学方程式是 该反应的类型是 4 由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是 ch2 chcooh ch3ch2oh ch2 chcooch2ch3 h2o 取代反应 或酯化反应 四六大环境问题及防治措施 1 六大环境问题及其危害 2 防治措施 1 减少污染物的排放 在排放之前进行处理 2 对资源进行回收再利用 3 开发新的替代品 4 实施清洁生产 从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 特别提示居室污染 来自建筑 装饰和家具材料散发出的甲醛 苯 氨气等污染起居空间的现象 甲醛对眼 鼻 喉有明显的刺激性 严重时甚至致癌 苯则会损坏人体造血功能 长期在这种环境下人们会有头疼 失眠的症状 严重者则导致某些血液疾病 所以在家庭装修过程中一定要使用环保材料 典例6 目前地球环境污染问题越来越严重 请回答下列问题 1 臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量的增加 从而使全球皮肤癌的发病人数明显增多 造成这一现象的主要原因是 填字母 下同 a 人们大量使用了氟氯代烷b 人们在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气c 石油炼制厂排放了