高中化学 第4章 化学与自然资源的开发利用 章末核心素养整合课件 新人教版必修2-新人教版高一必修2化学课件

1、章末核心素养整合章末核心素养整合专题专题1海水资源的开发利用海水资源的开发利用1海水淡化海水淡化海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，是等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法。目前海水淡化的主要方法。2海水中镁、钾、溴、碘等化工产品的提取海水中镁、钾、溴、碘等化工产品的提取海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集问程度低。因此，从海水中提取物质需要解

2、决物质的富集问题。例如：题。例如：(1)海水中溴的提取流程：海水中溴的提取流程：用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：质：2NaBrCl2=Br22NaCl。向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的。有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的。Br2SO22H2O=2HBrH2SO4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯

3、气：2HBrCl2=2HClBr2。用四氯化碳用四氯化碳(或苯或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。萃取吸收塔内溶液中的溴单质。(2)海带中碘的提取原理：海带中的碘元素主要以海带中碘的提取原理：海带中的碘元素主要以I的形式存的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。，再萃取出来。如用如用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是作氧化剂，反应的离子方程式是2IH2O22H=I22H2O。实验时先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用实验时先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用H2O2、H2SO4处处理，使得理，使得I被氧化成被氧化成I2。3海水资源的综合利用海水

4、资源的综合利用(1)从海水中提取淡水从海水中提取淡水海水淡化。海水淡化。(2)直接利用海水进行循环冷却。直接利用海水进行循环冷却。(3)海水制盐。海水制盐。(4)从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品。从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品。(5)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料。从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料。(6)从海水中获取其他物质和能量。从海水中获取其他物质和能量。【典题例证【典题例证1】为研究海水提溴工艺，甲、乙两同学分别设】为研究海水提溴工艺，甲、乙两同学分别设计了如下实验流程：计了如下实验流程：(1)甲、乙两同学在第一阶段得到含溴海水时，氯气的利用率甲、乙两同学

5、在第一阶段得到含溴海水时，氯气的利用率较 高 的 是较 高 的 是 _ _ _ _ _ _ _ _ ( 填填 “ 甲甲 ” 或或 “ 乙乙 ” ) ， 原 因 是， 原 因 是_。(2)甲同学步骤甲同学步骤的离子方程式为的离子方程式为_。(3)某同学在蒸馏分离操作时，采用下图装置：某同学在蒸馏分离操作时，采用下图装置：写出图中两处明显的错误：写出图中两处明显的错误：_。实验时实验时A中除加入适量自来水外，还需加入少量中除加入适量自来水外，还需加入少量_，其作用是其作用是_。(4)对比两方案，最大的区别在于对含溴海水的处理方法不同，对比两方案，最大的区别在于对含溴海水的处理方法不同，试评估，符合

6、工业生产的是试评估，符合工业生产的是_(填填“甲甲”或或“乙乙”)，理由是，理由是_。解析解析(1)Cl2、Br2都能与都能与H2O发生可逆反应，酸化可防止发生可逆反应，酸化可防止Cl2、Br2与与H2O反应，减少反应，减少Cl2的消耗，乙同学没有考虑的消耗，乙同学没有考虑Cl2、Br2与与H2O的反应，的反应，Cl2的利用率低。的利用率低。(2)Br2与与SO2的溶液反应生成的溶液反应生成HBr和和H2SO4，HBr和和H2SO4都是强酸。都是强酸。(3)温度计用来测定蒸汽的温温度计用来测定蒸汽的温度，故温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处；为了提高冷度，故温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口

7、处；为了提高冷凝效果，冷却水应下口进，上口出；为了防止暴沸，应在烧瓶凝效果，冷却水应下口进，上口出；为了防止暴沸，应在烧瓶里加几块碎瓷片或沸石。里加几块碎瓷片或沸石。(4)含溴海水中，含溴海水中，Br2的浓度低，直接蒸的浓度低，直接蒸馏将消耗大量能源，达不到工业生产的基本要求。馏将消耗大量能源，达不到工业生产的基本要求。【典题例证典题例证2】如图为从海带中提取碘的工业生产流程，下如图为从海带中提取碘的工业生产流程，下列有关说法错误的是列有关说法错误的是() A因海水中蕴藏着极其丰富的碘元素，所以工业上也可以因海水中蕴藏着极其丰富的碘元素，所以工业上也可以直接用海水来提取碘元素直接用海水来提取碘

8、元素 B碱化操作时，加入碱化操作时，加入NaOH溶液的目的是在碱性溶液中，溶液的目的是在碱性溶液中，可溶性有机物质可形成沉淀可溶性有机物质可形成沉淀 C在实验室进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是双氧水在实验室进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是双氧水 D在实验室进行过滤操作时，需要用到的玻璃仪器有玻璃在实验室进行过滤操作时，需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗棒、烧杯、漏斗解析解析A项，工业上提取碘元素主要通过海生植物海带，不可项，工业上提取碘元素主要通过海生植物海带，不可以直接用海水来提取碘元素，错误；以直接用海水来提取碘元素，错误；B项，由从海带中提取碘项，由从海带中提取碘元素的工业流程可

9、知，海带浸泡后加碱进行碱化，过滤得到有元素的工业流程可知，海带浸泡后加碱进行碱化，过滤得到有机物沉淀，正确；机物沉淀，正确；C项，提取海带中碘元素时，为保证项，提取海带中碘元素时，为保证I完全完全氧化为氧化为I2，当加入的氧化剂为，当加入的氧化剂为H2O2时，被还原后的产物为水，时，被还原后的产物为水，不引入杂质，正确；不引入杂质，正确；D项，过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、玻项，过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，正确。璃棒、烧杯，正确。答案答案A专题专题2环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学1当今社会全球环境面临三大热点问题：酸雨、臭氧层的破当今社会全球环境面临三大热点问题：酸雨、臭氧层

10、的破坏和温室效应，现列表比较如下：坏和温室效应，现列表比较如下：酸雨酸雨臭氧层的破坏臭氧层的破坏温室效应温室效应危危害害破坏农作物、森破坏农作物、森林、草原；使湖林、草原；使湖泊酸化、鱼类死泊酸化、鱼类死亡；加速建筑物亡；加速建筑物的腐蚀的腐蚀使皮肤发生癌使皮肤发生癌变变两极冰川融化，海平两极冰川融化，海平面升高，陆地减少，面升高，陆地减少，地表气温升高，气候地表气温升高，气候干旱，土地沙漠化，干旱，土地沙漠化，农业减产农业减产2. 绿色化学在高考中的渗透与考查绿色化学在高考中的渗透与考查(1)高考试题中渗透了绿色化学的概念高考试题中渗透了绿色化学的概念近几年的高考试题中所出现的酸雨的防治、三

11、废的利用、近几年的高考试题中所出现的酸雨的防治、三废的利用、温室效应的控制、防止臭氧层空洞的形成等环境问题是与温室效应的控制、防止臭氧层空洞的形成等环境问题是与绿色化学概念相一致的。绿色化学概念相一致的。(2)减量减量Reduction，绿色化学又一内涵在高考试题中的渗，绿色化学又一内涵在高考试题中的渗透透绿色化学中的减量是指从节约资源、减少污染物的基础出绿色化学中的减量是指从节约资源、减少污染物的基础出发，力图不用或少用有毒、具有腐蚀性的化工原料，尽可发，力图不用或少用有毒、具有腐蚀性的化工原料，尽可能提高原料的转化率，以较少的原料生产较多的产品。能提高原料的转化率，以较少的原料生产较多的产

12、品。(3)高考试题体现绿色化学原理高考试题体现绿色化学原理高考试题中涉及到化工生产的题目，合理地渗透了绿色化学的高考试题中涉及到化工生产的题目，合理地渗透了绿色化学的观点：观点：以较少的资源以较少的资源(原料原料)生产较多的产品，提高原料的转生产较多的产品，提高原料的转化率；化率；某些原料包括催化剂重复使用某些原料包括催化剂重复使用(防止催化剂中毒防止催化剂中毒)；节约能源，减少环境污染等观点，可概括为绿色化学内涵的另节约能源，减少环境污染等观点，可概括为绿色化学内涵的另外两个外两个R重复使用重复使用(Reuse)和回收和回收(Recycling)。重复使用，这。重复使用，这是降低成本和减少污

13、染的需要，例如化工生产中的催化剂和载是降低成本和减少污染的需要，例如化工生产中的催化剂和载体，从一开始就要有重复使用的设计。回收可以实现体，从一开始就要有重复使用的设计。回收可以实现“省资省资源、少污染、减少成本源、少污染、减少成本”的目的。回收包括未反应的原料、副的目的。回收包括未反应的原料、副产物、助熔剂、催化剂、溶剂等。产物、助熔剂、催化剂、溶剂等。【典题例证典题例证3】“绿色化学绿色化学”又称环境无害化学、环境友好又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，某化学课外小组利用废铜制取硫酸铜，化学、清洁化学，某化学课外小组利用废铜制取硫酸铜，设计了如下制取方案，其中符合设计了如下制取方案，

14、其中符合“绿色化学绿色化学”要求的是要求的是()解析解析绿色化学是设计尽量不或尽可能少对环境产生副作用，绿色化学是设计尽量不或尽可能少对环境产生副作用，并在技术上、经济上可行。并在技术上、经济上可行。A项项Cu与稀硫酸不反应，与稀硫酸不反应，B项产生项产生SO2污染物，污染物，D项用贵重的项用贵重的AgNO3制制CuSO4，且反应步骤多，且反应步骤多，从经济的角度考虑也不适合，故最佳方案是从经济的角度考虑也不适合，故最佳方案是C。答案答案C【典题例证典题例证4】化学与生活、社会发展息息相关，下列说法化学与生活、社会发展息息相关，下列说法不正确的是不正确的是()A“霾尘积聚难见路人霾尘积聚难见路

15、人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达，雾霾所形成的气溶胶有丁达 尔效应尔效应B“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换，该过程发生了置换 反应反应C“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿，屠呦呦对青蒿 素的提取属于化学变化素的提取属于化学变化D古剑古剑“沈卢沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多 断折断折”，剂钢指的是铁的合金，剂钢指的是铁的合金解析解析A项，雾霾所形成的气溶胶属于胶体，胶体具有丁达尔项，雾霾所形成的气溶胶属于胶体，胶体具有丁达尔效应，正确；效应，正确；B项，铁的活泼性强于铜，该过程属

16、于湿法炼项，铁的活泼性强于铜，该过程属于湿法炼铜，发生了置换反应，正确；铜，发生了置换反应，正确；C项，青蒿素的提取用的是低温项，青蒿素的提取用的是低温萃取，没有新物质生成，属于物理方法，错误；萃取，没有新物质生成，属于物理方法，错误；D项，铁中含项，铁中含碳量越高，硬度越大，含碳量越低，韧性越强，剂钢是铁与碳碳量越高，硬度越大，含碳量越低，韧性越强，剂钢是铁与碳的合金，正确。的合金，正确。答案答案C【典题例证典题例证5】下列实验或叙述不符合绿色化学理念的是下列实验或叙述不符合绿色化学理念的是()A制制CuSO4时先将时先将Cu氧化成氧化成CuO后再与稀硫酸反应后再与稀硫酸反应B采用银作催化剂

17、，乙烯和氧气制取环氧乙烷，原子利采用银作催化剂，乙烯和氧气制取环氧乙烷，原子利用用 率率100%C用乙醇代替汽油作汽车燃料用乙醇代替汽油作汽车燃料D用稀硝酸和铜制取用稀硝酸和铜制取Cu(NO3)2解析解析ACuCuOCuSO4中中Cu利用率利用率100%且没有有害气且没有有害气体产生，体产生，B亦如此，亦如此，C乙醇为使用价值比较高的洁净能源物乙醇为使用价值比较高的洁净能源物质，质，D中中Cu的利用率的利用率100%，但是产生，但是产生NO有毒气体，不符合绿有毒气体，不符合绿色化学理念，而且色化学理念，而且N的利用率低。的利用率低。答案答案D专题专题3金属的冶炼方法金属的冶炼方法1热分解法热分

18、解法一般适用于金属活动性顺序中位于汞及以后的金属。一般适用于金属活动性顺序中位于汞及以后的金属。2热还原法热还原法一般适用于金属活动性顺序中铝以后汞以前的大多数金一般适用于金属活动性顺序中铝以后汞以前的大多数金属，常用的还原剂有属，常用的还原剂有C、CO、H2、Al等。等。(1)焦炭还原法。例如：焦炭还原法。例如：注意注意可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较强，在金属活可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较强，在金属活动性顺序中居于中间区域。动性顺序中居于中间区域。b用氢气还原法冶炼金属，炼得的金属的纯度相对较高，但用氢气还原法冶炼金属，炼得的金属的纯度相对较高，但成本也较高。成本也较高。c用活

19、泼金属还原法冶炼金属，克服了被炼金属及其氧化物用活泼金属还原法冶炼金属，克服了被炼金属及其氧化物熔点高、难以冶炼的问题，但成本也较高。熔点高、难以冶炼的问题，但成本也较高。由于金属矿石中一般混有多种杂质及在高温下少量还原剂与炼由于金属矿石中一般混有多种杂质及在高温下少量还原剂与炼出的金属熔合等问题，用热还原法炼得的金属往往不纯。出的金属熔合等问题，用热还原法炼得的金属往往不纯。3电解法电解法一般适用于金属活动性顺序中铝及铝以前的活动性较强的一般适用于金属活动性顺序中铝及铝以前的活动性较强的金属。金属。(1)电解法冶炼金属，解决了很活泼的金属电解法冶炼金属，解决了很活泼的金属(K、Ca、Na、M

20、g、Al等等)阳离子难以被还原的问题，或者说电解法一般用于阳离子难以被还原的问题，或者说电解法一般用于很活泼的金属的冶炼。电解法冶炼金属要消耗大量的电能，成很活泼的金属的冶炼。电解法冶炼金属要消耗大量的电能，成本较高。在工业生产中要注意节能增效。本较高。在工业生产中要注意节能增效。(2)离子化合物在熔融状态下电离，可电解；共价化合物即使离子化合物在熔融状态下电离，可电解；共价化合物即使熔融也不电离，不能电解。熔融也不电离，不能电解。Al2O3、MgCl2、NaCl都是离子化都是离子化合物，在熔融状态下电离的离子方程式为：合物，在熔融状态下电离的离子方程式为：Al2O3=2Al33O2，MgCl

21、2=Mg22Cl，NaCl=NaCl。(3)有的金属冶炼既可以用热还原法又可以用电解法，在热还有的金属冶炼既可以用热还原法又可以用电解法，在热还原法中，也可以采用不同的还原剂，对于一种金属的冶炼，至原法中，也可以采用不同的还原剂，对于一种金属的冶炼，至于采用什么样的冶炼方法，选用什么样的还原剂，要根据生产于采用什么样的冶炼方法，选用什么样的还原剂，要根据生产原料、设备和金属的用途等多种因素综合确定。原料、设备和金属的用途等多种因素综合确定。【典题例证典题例证6】某工厂从含硫酸钡、氧化铜、氧化亚铁、氧某工厂从含硫酸钡、氧化铜、氧化亚铁、氧化铝和少量氧化银的废渣中回收金属的工艺流程如图所化铝和少量氧化银的废渣中回收金属的工艺流程如图所示：示：(1)滤渣滤渣的化学式为的化学式为_，是，是_(填填“强强”“弱弱”或