有关环境保护与绿色化学的考查市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

第1页考试纲领要求高考热点提醒1.了解金属矿物与海水综合利用．2.了解化学科学发展对自然资源利用作用．3.了解煤、石油和天然气等综合利用意义．4.了解能源是人类生存和社会发展主要基础．5.了解化学在处理能源危机中主要作用．1.金属矿物开发利用．2.以从海水中提取镁、溴、碘为例来考查海水资源综合开发与利用．3.煤、石油、天然气综合开发与利用．4.相关环境保护与绿色化学考查.第2页1．金属矿物开发利用(1)金属元素在自然界中存在形式①游离态，如 ．②化合态：绝大多数金属以此形式存在．金、铂第3页(2)金属冶炼原理金属冶炼原理是

过程，即Mn＋＋ne－===M.(3)金属冶炼普通步骤矿石富集→

→

使金属化合物中金属离子得到电子被还原为金属单质冶炼精炼第4页(4)金属冶炼方法(金属活动性次序表反次序)①热分解法——适合用于冶炼金属活动性较差金属．(写出化学方程式)第5页②热还原法——适合用于金属活动性介于

之间大多数金属冶炼．(写出化学方程式)③电解法——适合用于金属活动性

金属冶炼．(写出化学方程式)Mg～Cu很强第6页第7页2．海水资源开发利用(1)海水水资源利用①海水水资源利用，主要包含

和直接利用海水进行

等．②海水淡化方法主要有

、

、

等．海水淡化循环冷却蒸馏法电渗析法离子交换法第8页(2)海水化学资源开发利用①氯碱工业A．电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)第9页②海水提镁、溴、碘．③海水中提取

和

用于核能开发．④新型能源

、

开发利用．铀重水潮汐能波浪能第10页1．以下关于海水知识不正确是 ()A．海水资源利用包含海水水资源利用和化学资源利用B．海水既苦又涩，不能直接利用C．海水中一些金属元素总储量很大，但富集程度却很低D．海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合解析：B项，海水能够直接利用，如冲厕，冷凝等．答案：B第11页2．海水中含有氯化镁，是镁主要起源之一．从海水中提取镁，能够按照以下步骤：①把贝壳制成石灰乳；②在引入海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，干燥产物；④将所得产物熔融后电解．关于提取镁，以下说法不正确是 ()A．此法优点之一是原料起源丰富第12页B．进行①②③步操作目标是从海水中提取氯化镁C．第④步电解会产生氯气D．以上提取镁过程中包括反应有分解反应、化合反应和置换反应解析：利用海水和贝壳符合起源丰富.①步用于生成氢氧化钙，包含分解和化合两个反应，②步用于生成氢氧化镁，为复分解反应，③步用于制备氯化镁，也是复分解反应，④步为电解熔融氯化镁得到镁，为分解反应.该过程中未发生置换反应．答案：D第13页3．以下说法正确是 ()A．使元素化合态转化成游离态过程就是还原过程B．高炉炼铁原料有铁矿石、焦炭和空气.工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁C．电解熔融氧化铝时，每还原出1kg铝，必有111.1mol电子转移D．工业上惯用电解NaCl水溶液方法制取金属钠第14页解析：元素有金属元素和非金属元素之分，使金属阳离子转化为金属单质过程是借助还原反应。与之相反，使非金属阴离子转化为非金属单质过程则是借助氧化反应，如2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2.所以选项A不正确．高炉炼铁中起还原剂作用是CO，而并非焦炭，B错．Al－3e－===Al3＋，冶炼1kgAl共取得电子：n(e－)＝×3＝111.1mol所以C正确．D中NaCl水溶液里H＋得电子能力远比Na＋强，所以不可能得到Na，只能得到H2.答案：C第15页1．试验装置：如图所表示第16页2．试验步骤用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四面都有四层．把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一张纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙蒸发皿．把5g炒干氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合，放在纸漏斗中，上面加少许氯酸钾固体，并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条．第17页3．试验现象(1)镁条猛烈燃烧，放出一定热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生猛烈反应．(2)反应放出大量热，并发出刺眼强光．(3)纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中．(4)待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，能够发觉落下是铁珠．第18页4．试验分析镁条燃烧，放出大量热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，该反应放出大量热，发出刺眼强光，生成铁在高温下呈熔融状态．第19页5．试验注意问题(1)要使用没有被氧化铝粉，氧化铁粉末需烘干．(2)纸漏斗必须用水润湿．(3)注意安全，试验装置不宜离人太近．(4)要用盛有细沙蒸发皿接收熔融物，以免损坏器物或引发物品燃烧．第20页6．铝热反应应用(1)该反应中铝在高温下还原出了单质铁，在冶金工业上也惯用这一原理制取熔点较高金属，如钡、铬、锰等，3MnO2＋4Al 2Al2O3＋3Mn.(2)该反应原理能够应用在生产上，如焊接钢轨等．第21页[例题1]金属材料在日常生活以及生产中有着广泛应用．以下关于金属一些说法不正确是()A．合金性质与其成份金属性质不完全相同B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得C．金属冶炼本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼金属越难冶炼第22页点拨：解答该题时首先要搞清金属冶炼本质及原理，同时在利用电解法冶炼活泼金属时，必须是离子化合物才能电解．第23页解析：合金性质与其成份金属性质不完全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，A正确；因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解熔融Al2O3方法，B错误；金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属单质，越活泼金属，其阳离子氧化性越弱，越难被还原，C、D正确．答案：B第24页1．用铝热法还原以下氧化物制得金属各1mol，消耗铝最少是 ()A．MnO2B．WO3C．Cr2O3 D．Co3O4第25页解析：用铝热法还原金属氧化物时，Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂．在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价越高，变为单质时需取得电子越多，消耗铝越多；金属化合价越低，得电子数越少，耗铝越少．以上金属氧化物中金属化合价分别为：Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋)．Co化合价最低，耗铝最少．答案：D第26页2．以下金属冶炼反应原理，错误是 ()第27页解析：Na、Mg都是活泼金属，应选取电解法，故A项正确，B项错误．Fe是较活泼金属，用还原剂还原方法，C项正确．Hg是不活泼金属，用热分解法，D项正确．答案：B第28页1．海水提取镁(1)流程第29页(2)步骤①加熟石灰；②过滤；③加盐酸；④浓缩结晶；⑤电解(3)发生化学反应①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O③MgCl2·6H2O MgCl2＋6H2O④MgCl2 Mg＋Cl2↑第30页2．海水提取溴(1)流程第31页(2)发生化学反应①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2第32页3．海带中提取碘(1)流程(2)发生化学反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－第33页[例题2]溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”美称．海水中碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘．提取碘路径以下所表示：第34页以下相关叙述正确是 ()A．碘元素在海水中也有游离态存在B．在提取过程中用氧化剂能够是H2O2C．操作A是结晶或重结晶D．B是提纯操作，惯用蒸馏或分馏点拨：海水中碘元素以I－形式存在，要想取得I2，需加氧化剂氧化，然后再萃取分液即得到．第35页解析：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都是错误．答案：B第36页许多国家十分重视海水资源综合利用，不需要化学改变就能够从海水中取得物质是 ()A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水第37页解析：利用蒸发海水方法可取得食盐，利用蒸馏法取得淡水，而A、B两个选项中六种物质及C项中H2均为单质，从其对应化合物中制得一定发生氧化还原反应，故选D.答案：D第38页方法归纳：金属冶炼方法：金属活动性不一样，其冶炼方法也不一样．①热分解法：适合用于冶炼金属活动性较差金属，如汞和银．2HgO 2Hg＋O2↑，2Ag2O 4Ag＋O2↑；②热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合于金属活动性介于Zn～Cu之间大多数金属冶炼．第39页如：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2↑，2CuO＋C2 Cu＋CO2↑.2Al＋Cr2O3 2Cr＋Al2O3，WO3＋3H2 W＋3H2O.这类金属中若金属以硫化物或碳酸盐形式存在时，首先将其氧化后再还原，如：2ZnS＋3O2 2ZnO＋2SO2，2ZnO＋C 2Zn＋CO2↑；第40页③电解法：适合冶炼金属活动性很强金属(普通是在金属活动次序表中排在铝前边金属)．如：2Al2O3(熔融)

4Al＋3O2↑MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑.第41页金属冶炼原理试验炼铁原理(制还原铁粉)装置如图第42页1．反应原理Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2第43页2．试验方法(1)组装装置按图所表示，连接各仪器于一体．(2)检验装置气密性，用弹簧夹a关闭导气管，对硬质玻璃管微热，观察现象，直至装置气密性合格为止．装置气密性合格标志是气球体积显著膨胀．(3)向相关仪器内加入Fe2O3和澄清石灰水，重新连接好各仪器．(4)通CO排空气、加热使反应发生．(5)停顿加热，继续通入CO至冷却．第44页试验设计试验室中用含少许CO2杂质CO来还原铁氧化物FexOy并证实CO能够还原FexOy，且本身被氧化为CO2，试验所提供各种仪器和药品以下：第45页(1)试验时，上述仪器装置正确连接次序是(填写各接口代号)．混合气体→()，()接(F)，(E)接()，()接()，()接()．(2)在装置乙中发生反应化学方程式是________．(3)在装置甲中发生反应化学方程式是________．第46页(4)丙装置中澄清石灰水作用是________．(5)经定量测定，0.4gFexOy与CO反应生成气体通入过量澄清石灰水中，生成0.75g白色沉淀，则FexOy中x值是________，y值是________．(6)试验过程中，能说明CO能够还原FexOy试验现象是______________________________．能够说明CO被氧化成CO2试验现象是____________________．第47页解析：据试验目标，分析每个装置作用，然后连接，x、y值计算依C守恒关系CO～CO2～CaCO3FexOy中氧质量为44×7.5×10－3－28×7.5×10－3＝0.12g第48页答案：(1)DCABHGI(2)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O(3)FexOy＋yCO xFe＋Yco2(4)检验CO2是否除净(5)x＝2,y＝3(6)红色变黑色丁中澄清石灰水变浑浊第49页深化拓展(1)为了扩大气态CO和固态Fe2O3接触面积，提升反应速率和Fe2O3反应百分率，Fe2O3要平铺开．(2)要先通适量CO气体将硬质玻璃管内空气排出以后再点燃酒精灯加热．此先后次序不可颠倒，不然可能要引发爆炸．(3)CO气体要匀速、慢通，以提升CO气体利用率．(4)CO与Fe2O3反应要进行至红色Fe2O3固体完全变为黑色固体为止．第50页(5)停顿加热后，要先用弹簧夹b关闭导气管(但不要切断CO气源)后再熄灭酒精灯．此先后次序不可颠倒，不然会引发石灰水被倒吸至硬质玻璃管内而使试验失败．(6)被还原出Fe要在硬质玻璃管内CO气体中冷却至常温，目标是预防Fe重新被空气氧化．第51页1．相关金属冶炼原理，以下说法正确是()A．必定发生是置换反应B．必定发生是分解反应C．必定发生是氧化还原反应D．只能用金属作还原剂冶炼金属解析：金属冶炼本质是使化合态金属变为游离态，必定发生氧化还原反应．答案：C第52页2．地球上大部分水是以海水形式存在，若能找到海水淡化大规模生产方法，将能极大地缓解当前人类面临水资源日益紧缺情况．以下相关海水淡化方法在原理上完全不可行是 ()A．加明矾使海水中盐分沉淀而淡化B．利用太阳能将海水蒸馏淡化C．在一定条件下将海水迟缓凝固以获取淡水D．选择一个特殊膜，利用电渗析法或反渗析法使海水淡化第53页解析：明矾中含有K＋、Al3＋、 ，不能使海水中盐分沉淀，海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、反渗析法、结晶法等，故选A.答案：A第54页3．以下金属氧化物不能用焦炭还原是()A．CaO B．Ag2OC．CuO D．Fe2O3解析：金属钙活泼性很强，单质钙还原性很强，对应Ca2＋氧化性很弱(得电子能力)，焦炭(C)无法将其还原为单质．答案：A第55页4．3月6日中国新闻网报道，位于广东省阳江海域“南海一号”宋代商船，以前曾打捞出金、银、铜、铁、瓷类文物4000余件，文物界教授认为，“南海一号”价值不亚于兵马俑．以下相关推断不正确是()A．金、银、铜、铁等属于过渡金属B．瓷类器件主要成份是硅酸盐C．用硝酸能够检验金制品和铜制品D．金属在海水中不轻易腐蚀第56页解析：金、银、铜、铁均属过渡金属，A正确；瓷器主要成份是硅酸盐，B正确；硝酸与Cu能发生反应，而不与金反应．故C正确；金属在海水中轻易发生电化学腐蚀，D不正确．答案：D第57页5．汞单质及其化合物在工业生产和科学研究上有广泛用途，汞唯一主要矿源是朱砂(HgS)．朱砂炼汞反应之一为：

HgS＋O2 Hg＋SO2第58页