【2014复习备考】2014届高考化学《红对勾》系列一轮复习第7章 第1讲开发利用金属矿物和海水资源

必考部分,第七章,化学与自然资源的开发利用,导航高考,考点突破,随堂演练,自我诊断,课时作业,以金属矿物、海水等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。,考纲解读,本讲知识涉及面较广，与科技、生活、生产联系密切，因此成为历年高考的热点内容。主要考查海水资源的回收利用、金属的冶炼和垃圾资源的回收利用。预测开发利用金属矿物和海水资源知识与新能源、环境保护、工业生产、社会热点等问题相结合设计成流程图题，集分析、推断、实验、计算于一体，考查知识综合运用的能力，实验能力和计算能力，是今后高考命题的方向。,考向分析,考点图析,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_、_等极少数金属有单质外，绝大多数金属都以_存在。2金属冶炼的实质金属冶炼的实质为金属离子得到电子，被还原为金属单质，反应通式为：_。,基础知识梳理,3金属冶炼的方法,4.金属的回收和资源保护(1)回收利用废旧金属的意义：节约矿物资源，减少_，节约能源。(2)合理开发和利用金属矿物资源，有效地使用金属矿物、材料的主要途径有：提高金属矿物的_；减少金属的使用量；加强金属资源的_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水资源的利用海水淡化的方法主要有_、_和_。2化学资源的开发利用(1)以食盐为原料的_工业、溴工业、镁工业、钾工业等。(2)核能原料_和_的开发利用。(3)_、波浪能的开发利用。,答案：一、1.金铂化合态2.Mnne=M32HgO2CuCO2W3H2O3Mn2Al2O34Al3O24.(1)环境污染(2)利用率回收二1.蒸馏法电渗析法离子交换法2.(1)氯碱(2)铀重水(3)潮汐能,1目前，我国城市环境污染中的大气污染物主要是()ANH3、NO、CO2、雾BCO2、N2、Cl2、酸雨CSO2、NO2、CO、烟尘DHCl、SO2、N2、沙尘暴答案C,自主检查,解析空气质量周报中的污染物为SO2、NO2、CO、烟尘，说明城市的大气污染物主要是这4种物质。,2NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是()烧碱纯碱金属钠氯气盐酸A全部B只有C只有D只有答案A,3下列说法错误的是()A有些活泼金属如铝可用作热还原法的还原剂B用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠C可用电解熔融氧化铝的方法来冶炼铝D回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物答案B,4世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：把贝壳制成生石灰；在海水中加入生石灰，过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；在氯化氢热气流中加热晶体；电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是()A向洗涤液中滴加氯化钙溶液可检验沉淀是否洗涤干净B上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换等四种反应类型,C步骤在氯化氢热气流中加热晶体的目的是为了防止氯化镁水解D步骤也可以采用电解该盐水溶液的方法答案C,5下列说法或做法正确的是()A黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金B镁在空气中燃烧的产物只有MgOC海水提镁和海水提溴所涉及的化学反应全都是氧化还原反应D用量筒量取10.0mL1.0molL1的盐酸于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，可制得0.1molL1的盐酸,答案A解析黑色金属是冶金工业中对金属的常用分类方法，A正确；Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2，B错误；海水提镁的化学变化几乎全是非氧化还原反应，C错误；配制溶液时须将溶液在烧杯中稀释后再转移到容量瓶中。,621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等金属答案C,解析A中2Na2H2O=2NaOHH2，Na与Mg2在水溶液中不发生置换反应；潮汐能是一种动能，不是化学能；海水中提取溴：2BrCl2=Br22Cl，是氧化还原反应；B是非金属元素，D错误。,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)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)实验现象镁条剧烈燃烧，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。,3铝土矿中提纯Al2O3的两种工艺流程,例1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：,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不正确的是()A合金的性质与其组成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,变式训练,答案B解析合金的物理性质如熔沸点与其组成金属不同，A正确。工业上金属Al是用电解熔融的氧化铝制得的，B错。金属越活泼，其阳离子得电子能力越弱，越难冶炼，D正确。,答案B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(KAl)；较活泼的金属用还原法(ZnCu)，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。,1海水淡化方法及原理,2.海水提镁(1)流程,3溴的提取(1)流程,4海带提碘及碘元素的检验(1)流程(2)反应的离子方程式2H2IH2O2=I22H2O,例2海水是人类的资源宝库，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。.海水淡化历史最悠久、技术最成熟的方法是_。.海水中溴元素以Br形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下图：,(1)步骤反应的离子方程式是_。(2)步骤反应的化学方程式是_。(3)提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物”，而不蒸馏“溴水混合物”，请说明原因：_。,解析.略。.步骤是用Cl2将海水中的Br氧化成Br2。步骤是利用SO2吸收Br2，发生的反应为：SO2Br22H2O=H2SO42HBr，可见该吸收液中c(Br)比海水中c(Br)大得多，然后经步骤再将Br氧化成Br2，这样得到富含Br2的溴水混合物，再进行蒸馏获得液溴，可节约能源，降低生产成本。,答案.蒸馏法.(1)2BrCl2=Br22Cl(2)SO2Br22H2O=2HBrH2SO4(3)“溴水混合物”中Br2的浓度比“溴水混合物”中Br2的浓度大得多，蒸馏时生产成本低,3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：,变式训练,(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_。,(5)由已知信息Br2的强腐蚀性可得出Br2腐蚀橡胶，故装置中不能用橡胶塞和橡胶管。再由Br2的沸点为59可知用该套装置提纯溴关键要控制温度计b的温度，收集59时的馏分。C中收集到的是深红棕色的液溴，要除去该产物中残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr充分反应后，利用Br2易溶于CCl4的性质进行萃取分液来分离，或利用Br2易挥发的特点用蒸馏法分离。,典例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：,易错剖析,(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_；,ACCl4与水不互溶BCCl4可与I2发生取代反应CCCl4的密度比水大DCCl4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：_。,问题记录,错因剖析(1)“过滤”写成“过虑”是常见的书写错误，概念记牢可避免出错。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。,正确解答(1)过滤(2)漏斗、分液漏斗(3)A、E(4)苯(5)Cl22I=2ClI2(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I2,1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从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质D利用潮汐发电是将化学能转化为电能,答案A解析B项，蒸发过程为物理变化；C项，海水中的钾元素为化合态，得到单质钾为化学变化；D项，潮汐是涨潮、落潮的过程，潮汐发电过程中无化学变化。,2下列说法错误的是()A回收照相业中的定影液可提取镁B回收不锈钢可提取铬、镍以及铁C回收可口可乐易拉罐可回收铝D回收精炼铜的阳极泥可得金、银等贵重金属答案A,解析本题主要考查生活中常见物质的组成元素。不锈钢的主要成分是铁，并含有少量碳、铬、镍；易拉罐为铝制品；而精铜中则含有金、银等杂质，故B、C、D都正确。照相底片上涂有AgBr，故从定影液中可提取银而不是镁。,3用铝热剂冶炼金属，是利用了铝的()还原性既与H反应，也与OH反应导电性反应过程中放出大量的热ABCD答案C,4下列各种冶炼方法中，可制得相应的金属的是()A加热氧化铝B加热碳酸钙C电解熔融氯化钠D氯化钠与铝粉高温共热答案C,解析铝为活泼金属，氧化铝受热很难分解，加热氧化铝不能制得铝，A不正确；钙的化学性质活泼，加热碳酸钙可得到分解产物氧化钙，无法制得金属钙，B不正确；电解熔融的氯化钠可制得金属钠，C正确；钠比铝活泼，氯化钠与铝不反应，D不正确。,5(2013福州质检)溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下所示：,下列有关叙述正确的是()A碘元素在海水中也有游离态存在B在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C操作A是结晶或重结晶DB是提纯操作，常用蒸馏或分馏答案B,解析碘在海水中只以化合态(I)存在，没有游离态，A错误。操作A是萃取，操作B是分液，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，A、C、D错误。,6以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的是()A直接电解卤水在阴极得镁B向卤水里加钠可置换出镁C卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧化镁，用氢气还原氧化镁得镁D卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀加盐酸溶液得MgCl2溶液，将溶液加热，蒸发浓缩，再冷却结晶，晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水MgCl2。电解熔融MgCl2得镁,答案D解析A项中电解阴极为H2；B项中Na首先与水