高中化学必修二第四章化学与自然资源和开发利用.

1、第一牟科岌別用拿属歹的如洛水逡齊一、金属矿物的开发利用1 佥屈的冶炼实质冶炼金屈的实质就是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成 金属原子。2佥属的冶炼方法(1) 热分解法：对一些不活泼的金属，可以直接用加热分解的方法使其从化合 物中分离出來。加热加热2HgO = 2Hg + O2 T2Ag2。= 4Ag + O2T(2)热还原法：人部分金属的冶炼，采用高温下还原剂还原的方法。常用还原剂是H2、CO、C. Al等。 、加热CuO+H2 = Cu + H2OFgRCO 螳 2F+S(3)电解法：非常活泼的金属，电解MgCl2 (熔融)= Mg + Cl2 T电解2A12O3通常采用电解

2、法冶炼。电解2NaCl (熔融)=2Na + Cl2 f厂冰晶石(Na3AIF6)的作用 是熔剂，使AI2O3低于其熔 点而熔化。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg A父Pt Au电解法热还原法热分解法物理提取法3.铝热反应：铝与氧化诙反应的现象:放出大量的热，发出継眼的强光，纸漏斗被烧穿，熔融物落 入沙中。高温铝与氧化铁反应的化学方程式Fe2O3+2Al = 2Fe + A12O3注童: 谀棗的作用：镁条燃烧提供热址 并促便KCIO3发生分解。 氮酸钾的作用：KCIO3分解放出02.使镁条剧烈燃烧，单位时间内放出更多的热 出 以引发AI 9Fe2O 3的反

3、应。4 矿物资源的合理利用提禹金属矿物的利用率，减少金属的使用虽:，加强废旧金属资源的回收和再利用， 使用其他材料代替金属材料等。5思考与交流(BX2.P90)问题1答案(仅供参考)：H前海底矿藏资源的勘探和开采技术还不够成熟，要投入实 用更而临许多课题，上要是成木比陆地矿藏高，还存在破坏生态环境等问题。问题2答案(仅供参考)：回收的废IH钢铁.铝制品町用于钢铁和铝的巫新冶炼，既能 巧约能源.保护坏境，又能降低金属材料的成木。二.海水资源的开发利用科学探究：1 如何将海水中的澡离子变成漠单质？并设计方案。实验方法：(1)用蒸憎法将海水浓缩.用硫酸将浓缩的海水酸化.(2) 向酸化的海水中通入适量

4、的氯气，使漠离子转化为溟单质.(3) 向含澳单质的水溶液中通入空气和水蒸气将澳单质吹入盛有 二氧化硫溶液的吸收塔内.(4) 向吸收塔中的溶液内通入适量的氯气.Br2(g)+空 气+H20(g)气地0(g)(5) 用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔中溶液里漠单化学方程式：2NaBr + Cl2 = Br2 + 2NaClBr2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 + = Br2 + 2HC12. 如何证明海带中有碘离子？实验方法：取约3 g干海带，用刷子去净其表面上的附着物。把海带2将海带剪碎后，再用酒精润湿，可使海带易于灼烧全,1、剪碎后用适量 酒精湿润，放

5、入堆竭中。2、点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰，停止加热，使海带灰 冷却至室温。3、将海带灰转移至小烧杯中，加入约10m L蒸憎水，搅拌。 用小烧杯盛着 将混合物煮沸约3m in,冷却后过滤。4、在滤液中滴入几滴约3 moL / L的硫酸，再加入约1 m L质量分数为3%的H2O2溶液，观察现象。再向溶液中加入几滴 淀粉溶液，再观察现象。实验现象：加入H2O2溶液后，溶液由无色变为深黄色；加入淀粉溶液后，溶液 又变为深蓝色。化学方程式:2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O实验说明：1 在海带中碘与有机基团（R）结合成碘化物（RD,海带 燃烧后的灰中RI转化

6、为KI、Nal等，当加入H202 （在酸 性条件下）时可生成单质碘。2H+ + H202 + 2|-=12 + 2H20生成的单质碘可用CC14萃取。灼烧时产生的烟也较少，并缩短灼烧时间。3海带如果用水浸泡，碘化物会部分溶解而损耗，因 此干海带比湿海带的实验效果好。问题和讨论提示：实验中的下述现象可以说明海带的成分中含有碘：滴加淀粉试液后，溶液变为蓝色；加入CCJ并振荡后,CCJ层呈黄色。第二牟紡簿修合钊用坯僥侈护一、煤、石油和天然气的综合利用（化石燃料：煤、石油和天然气，主要能源，重要的化工原料1、煤的组成及其综合利用污染环境无机物 Si、Al、Ca、C元素一大量J有机物VN、S、O等元素一

7、少量COX NOX SO2 烟尘（2）.煤的综合利用煤的干帼:将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干他。煤的气化：在一走条件下把煤及其干懈物转化为煤气（CO. H2） o煤的液化:在一定条件下将煤转化为液体燃 一又称人造石油， 可继续精制成汽油、柴油、液化石油气、甲醇。在石油 资源曰益减少的情况下,煤的液化具有十分诱人的前景。2、天然气的组成及其综合利用天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。 天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成分子内含两个或两个以上 碳原子的其他有机化合物。3、石油的组成及其综合利用（1 ）石油的成分：含婭的混合物按元素来看：碳、氢含量为9

8、7%-98%按物质来看：烷婭、环烷烧、芳香婭的混合物（2）石油炼制过程原理原料产品及用途豔除去原油中的盐和水，减少对设 备的腐蚀。原油分谓利用加热和冷凝，把石油分成 不同沸点范围的产物。原油石油气，汽油，煤油 柴油，重油。（直憎汽油）裂化在一定条件下加热，把相对分子质量 大、沸点高的桂断裂为相对分子质量 较小、沸点较低的烧。重油轻质液体燃料 （裂化汽油）催化裂化在一定条件下使用催化剂并加热，把 相对分子质量大.沸点高的桂断裂为 相对分子质量较小、沸点较低的桂。重油轻质液体燃料 （裂化汽油）裂解采用比裂化更高的温度，使其中 的长链炷断裂成乙烯、丙烯等小 分子直链烷石油气乙烯、丙烯、丁 二烯等（有

9、机化 工的原料）跚的汽油眦化御J化加热炉化沥亦各种化<7上升的石油蒸气常|压I减压蒸的狀炉的巒巴、_ 一 柴油发训啲原油的分馅及裂化的产品和用途示意图裂、坯僥侮护鸟律总化学杀人雾空气污染最典型的事件是50年代伦敦的冬季烟雾污染.4天 夺走4000多条人命。过后的两个月中又陆续有8000多人死亡。时至1952年,伦敦仍用煤发电，距市中心不远有许多工厂 居民家庭用煤取暖，蒸汽机车拖着列车穿梭于伦敦和各大城市之 间.对卡车和小汽车尾气污染也不加控制。这些污染源产生大量 的碳.硫化物以及其它的化学烟雾漂浮在空气中。12月5日一场 浓雾笼罩着伦敦，空气中的污染物与雾混合在一起,彼此产生化 学反应。

10、4天后污染浓度増强了 10倍.毒性加强。12月7日市中心能见度降低到5米以下.而被称为"黑暗的星期日"，汽车无法行驶,泰晤士河上的船也无法航行。烟雾进入了莎士比亚剧场，舞台无法看清此正在上演的歌剧茶花女演到第一幕结束就被迫中止。12月10日大雾散去,4000人死亡,其中大部分是老人.感染 支气管炎和有关肺部疾病的患者达数干人。日本水俣病事件:从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司 开始制造氮乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞 (Hg )的催化剂，大量的汞便随着工厂未经处理的废 水被排放到了水俣湾。1954年，水俣湾开始出现一种病因不明的怪病,叫”水俣病“，患

11、病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身体弯弓高叫,直至死亡。经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是'水俣病”的起因。汞被水生生物食用 后在体内被转化成甲基汞(CH3Hg ),这种物质通过鱼 虾进入人体和动物体内后，会侵害脑部和身体的其他部 位，引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒 性极大。在日本，食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾 人数达数十万。 2月02日:际湿地日 3月22日：世界水日 4月22日：地球日 5月31日：世界无烟日 6月05日：世界环境日 6月17H：世界防治荒漠化和干旱日 7月11H：世界人口日 9月16日:国际保护臭氧层

12、10月4日：世界动物日 10月16H：世界粮食日 12月29H：国际生物多样性把«护丄态舞<看 咸自己的种4使命， 正藏签世界X越耒越 9人的昙欽。话看绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是： 1.充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； 2.在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放； 3.提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所 消纳，实现“零排放”； 4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的 产品。绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年r美国设立了 "绿色化学挑战奖"以表彰那些在绿色化

13、学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业 改变面貌,为子孙后代造福。:於空上勺:恣：詔*冷;董不拒:Lqv r理例邻朽：【例1】下列各组物质，不能用漠水区分开来的是（）A苯和甲苯B.蒸馅汽油和裂化汽油C.甲苯和苯乙烯D.煤油和四氯化碳答案：A蒸馅汽油不能使澳水褪色，而裂化汽油能。前者分子屮不含碳碳双键，而后者分子中含有碳碳双键。苯、甲苯.二甲苯只能萃取浣，不能与況水反应褪色，但能使浣水层褪色； 苯乙烯能使澳水褪色。前三者分子屮不含碳碳双键，后者分子中含有碳碳 双键八【例2】下列反应制取乙醇，原子经济性最差的是（）A. 乙烯水化法：CH2=CH2+H2O CH3CH2OHB. 乙

14、醛还原法：CH3CHO+H2 CH3CH2OHC卤代坯水解法：CH3CH2Br+H2O 一 CHsCFkOH+HBrD.酯类水解法：CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH解析：根据原了利用率=期望产物总质量与生成物总质杲之比，及A、B生成物都 是期望产物，町知它们的原子利用率都是100%。分析C. D有两种方法。方法1（计算法）：m（C、HOH）C:原子余lj用Wr（c2H5OH）+Mr（HBr）X1OO%=4646+81X100%=36.2%oD：原子利用率二莎品晋衆眾歸X 100%= 册疋100% =43.4% 方法2（推断法）：C、D比较，都牛成1 mol C2H5O

15、H时，C的副产物是HBr, D的 畐ij产物是CH3COOH,且都是 1 mol。i TMr（HBr）=81 >Mr（CH3COOH）=60,故 hji /禾iJJTID>Co答案：C方法2是方法1的升华，在很多问题中，推断要比计算快捷得多。【例3】同乙烯类似，丙烯存（CH3CH= CH2）在一定条件下也能发生加成 反应生成聚丙烯，聚丙烯的结构简式为 答案：+CH CH? 土ICH,下列有机物，合成时用了3种单体：-fCH-CH-CH2-CH2-CH-CHACH, CH.CH,这3种单体的结构简式分别是： :（按C原子数由小到大的顺序写）。答案：CH2=CH2CH3CH=CH2CH

16、3CH=CHCH3【例4】在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部都转化为欲制得 的产物，即原了利用率为100%o在用CH3C三CH合成CH2 = C（CH3）COOCH3的 过程中，欲使原子利用率达到故高，还需要的其他反应物有A.CO 和 CH3OHB.CO2 和缶0CHz 和 COD.CH3OH 和 H2解析：生成物比反应物多2个C原C 2个O原了和4个H原了，只有A答案止好 符合这一要求。其他答案不管怎样组合都达不到这一要求。温度计例5.如图所示，分憎装置中，如果有错误请指出并加以改正: 答案：(1) 蒸係烧瓶中温度计水银球 应在支管口处，而不应插在液 而下。(2) 冷凝管的冷水

17、流向是错误 加，应从a处流入b处流出。接收仪器W用小口的锥形 瓶，而不应用人口的烧杯，以 免蒸气挥发太多 例6 有效地利用现有能源和开发新能源己受到各国的普遍亟视。一Q = Qc0cuu(JU可用改进汽汕组成的办法来改善汽汕的燃烧性能。例如，力【1入CH30C(CH3)3 來牛产“无铅汽油”。CH30C(CH3)3分子小必存在的原子间连接形式有(填写 编 o ,、,(2)犬然气的燃烧产物无毒、热值高，而口管道输送方便，将成为我国西部开发的重点项目Z。天然气常和石油伴生，其主耍的成分是一O能说明它是正四面体而非正方形平而结构的理山是填写编号)。 其一氯取代物不存在同分异构体 英二氯取代物不存在同

18、分异构体 它是非极性分子 它的键长和键角都相等1980年我国首次制得一辆燃烧氢气的汽乍，乘员12人，以50 km/h行驶了 40kmo为了有效开展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发 又较经济的制氢方法是(填写编号)。电解水锌和稀硫酸反应光解海水其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是(写出其中一个)。答案：卬烷 (3)氢气的输送和贮存 例7（12分）绿色化学是当今社会人们提出的-个新概念，它可以公开为环境 友好化学。它的看眼点是使污染消灭在生产的源头，从根本上消除污染。请冋答 下列有关问题：（1）F面的叙述错误的是（）A. 绿色化学和环境化学都是研究环境保护和治理的B. 绿色化学不是被动的治理环境，而是主动的防治坏境污染C. 绿色化学保护了环境，而且也能给有关企业带来巨大的经济利益（2）硝酸工业的尾气屮上要含有NO. NO2气体。卜列关干它们的危出的叙述中，正确的是（）A.形成酸阳B.破坏臭氧层 CNO能刺激呼吸道DNO2能跟血红蛋门作用生成二氧化氮i血红蛋门而引起中毒E.NO、NO2任空