自然资源的开发利用 课前导学 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

8.1自然资源的开发利用—高一化学人教版（2019）必修第二册课前导学知识点一金属矿物的开发利用1．金属元素在自然界中存在的形态(1)极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。(2)绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。(3)在地壳中，含量最高的金属元素是，其次是。2．金属冶炼原理与实质(1)原理：将金属从化合物中出来。(2)实质：化合物中金属电子被生成金属单质。3.金属冶炼方法(1)加热分解法(写出化学方程式)①制Hg：。②制Ag：。(2)电解法(写出化学方程式)①制Mg：。②制Al：。③制Na：。(3)热还原法：高温加热条件下用还原剂把金属还原出来①常用还原剂有等。②高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为。③铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up12(高温),\s\do4())2Fe＋Al2O3。微提醒：自然资源包括土地与土壤资源、矿产资源、生物资源、水资源、能源资源、环境资源等。可持续发展包括经济、社会、资源、环境可持续发展等。4．合理开发和利用金属资源的主要途径(1)；(2)开发环保高效的金属冶炼方法；(3)；(4)；(5)使用其他材料代替金属材料。答案：铝铁还原得到还原2HgO≜2Hg＋O2↑2Ag2O≜4Ag＋O2↑MgCl2(熔融)eq\o(=====,\s\up12(电解),\s\do4())Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up12(电解),\s\do4(冰晶石))4Al＋3O2↑2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up12(电解),\s\do4())2Na＋Cl2↑3CO＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up12(高温),\s\do4())2Fe＋3CO2提高金属矿物的利用率防止金属的腐蚀防止金属的腐蚀知识点二海水资源的开发利用1．海水水资源的利用(1)海水水资源的利用，主要包括和直接利用海水进行循环冷却等。(2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有、、等。其中的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。2．海水的化学资源利用(1)海水中的化学元素海水中含量最多的为两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素。其他为微量元素，如Au。(2)海水中化学资源的利用(3)从海水中获取能源①从海水中提取铀和重水，用于开发。②开发、等新型能源。答案：海水淡化蒸馏法电渗析法离子交换法蒸馏法O、H核能潮汐能波浪能知识点三煤、天然气的综合利用1．煤的组成2．煤的综合利用3.天然气的组成和利用知识点四石油的综合利用1．组成：石油是由多种组成的混合物。2．综合利用(1)分馏①定义：利用石油中各组分的不同进行分离的过程叫做石油的分馏。②石油经分馏后可以获得、、等含碳原子少的轻质油，但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的重油却供大于求。(2)催化裂化①目的：将重油裂化为汽油等物质。②例如：C16H34eq\o(―――――→,\s\up12(催化剂),\s\do4(加热、加压))。(3)裂解①目的：得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。②例如：C8H18eq\o(――――→,\s\up12(催化剂),\s\do4(加热、加压))C4H10eq\o(――――→,\s\up12(催化剂),\s\do4(加热、加压))C4H10eq\o(――――→,\s\up12(催化剂),\s\do4(加热、加压))。(4)催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使转化为。3．三大合成材料：、、，这三大合成材料，是以煤、石油和天然气为原料生产的。答案碳氢化合物沸点汽油煤油柴油C8H18＋C8H16C4H10＋C4H8CH4＋C3H6C2H6＋C2H4链状烃环状烃塑料合成橡胶合成纤维(1)所有金属单质必须通过化学反应才能获得()(2)利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应()(3)越活泼的金属元素，人类利用的越晚()(4)用热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg从化合物中还原出来()(5)铝热反应本质是用铝将比铝活泼性弱的金属从其化合物中置换出来()(6)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏()(7)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料()(8)煤的气化和液化都是物理变化()(9)石油的分馏产品为纯净物()【答案】(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×(9)×1．利用铝热反应可以在野外焊接大截面的钢轨，其原理为2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe，某小组用如图所示仪器及试剂探究铝热反应。其实验现象记录如下：①剧烈反应，火星四射。②放出大量的热，纸漏斗下端被烧穿，有红热熔融物落入细沙上，冷却后变为黑色固体。根据以上描述，回答以下问题：(1)铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？【答案】铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，因此不需要持续加热。(2)实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？【答案】镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发Al和Fe2O3发生反应。(3)蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？【答案】一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。(4)据反应原理，Fe2O3和Al的质量比为多少最好？【答案】为保证Fe2O3和Al都反应完全，两者质量比控制在3∶1为最好。[∶m(Al)＝160∶(2×27)≈3∶1]2．生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油。这种汽油和直馏汽油有何区别？如何鉴别？【答案】直馏汽油主要是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃；可用溴的四氯化碳溶液区别它们。3．目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油(主要成分为辛烷C8H18)为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理？【答案】首先汽油裂解eq\o(C8H18,\s\do7(辛烷))eq\o(――――→,\s\up12(催化剂),\s\do4(加热、加压))eq\o(C4H10,\s\do7(丁烷))＋eq\o(C4H8,\s\do7(丁烯))eq\o(C4H10,\s\do7(丁烷))eq\o(――――→,\s\up12(催化剂),\s\do4(加热、加压))eq\o(C2H4,\s\do7(乙烯))＋eq\o(C2H6,\s\do7(乙烷))nCH2==CH2eq\o(――→,\s\up7(催化剂))CH2—CH21.我国冶炼和使用金属的历史悠久，下图为我国大规模使用金属的时间，结合图像判断下列说法错误的是()A.青铜器的主要成分是铜锡合金B.“曾青得铁则化为铜”涉及置换反应C.铝易用热还原法冶炼D.“金代六曲葵花鎏金银盏”是合金制品2.下列关于钠的说法正确的是()A.跟水反应所得产物既有电解质又有非电解质B.高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用于道路和广场照明C.加入还原剂才可以完成的转化D.金属钠还原性强，可用湿法冶炼法制备稀有金属钛、锆、铌等3.下列冶炼金属的原理正确的是()A.工业上电解制备金属 B.Na加入溶液制备金属C.加热分解制备金属 D.电解溶液制备金属钠4.下列有关物质的工业制备反应错误的是()A.制粗硅：B.合成氨：C.制HCl：D.冶炼铝：5.我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；Pb、是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质与用途具有对应关系的是()A.石墨能导电，可用作润滑剂B.单晶硅熔点高，可用作半导体材料C.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑D.含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料

答案以及解析1.答案：C解析：青铜器的主要成分是铜锡合金，A正确；“曾青得铁则化为铜”，指的是单质铁与铜盐反应置换出铜，B正确；铝比较活泼，采用一般的还原剂很难将它从化合物中还原出来，C错误；“金代六曲葵花鎏金银盏”的主要成分是金银合金，D正确。2.答案：B解析：A.Na跟水反应所得产物为氢氧化钠和氢气，氢氧化钠为电解质，氢气既不是电解质也不是非电解质，A错误；B.钠元素的焰色反应为黄色，高压钠灯发出的黄光射程远，透雾能力强，常用于道路和广场照明，B正确；C.电解熔融氯化钠得到金属钠和氯气，的转化不需要加入还原剂，C错误；D.金属钠还原性强，但湿法冶炼时钠先与水反应，故不可用湿法冶炼法制备稀有金属钛、锆、铌等，D错误；故选B3.答案：C解析：工业上电解制备金属，A项错误；高温下，与熔融制备金属，B项错误；金属活动顺序表中排在铜后面的金属氧化物不稳定，受热分解生成金属单质，故加热分解制备金属银，C项正确；制备金属钠是通过电解熔融实现的，D项错误。4.答案：D解析：A.二氧化硅和焦炭在高温条件下冶炼粗硅，，故A正确；B.工业上用氮气和氢气在高温、高压、催