高一化学（人教版）教案 必修二 第八章 化学与可持续发展

41/87第八章|化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用学习目标重点难点1.以海水、金属矿物、煤、石油等的开发利用为例,了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。2.认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所能发挥的作用,体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。重点金属冶炼原理,海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法。难点金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系;物质提取的一般思路和方法。第1课时金属矿物的开发利用海水资源的开发利用新知探究(一)——金属矿物的开发利用1.金属元素在自然界中的存在形态2.金属的冶炼概念将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来,用于生产各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼原理利用氧化还原反应原理,在一定条件下,使金属离子得到电子被还原成金属原子,从而获得金属单质。即Mn++ne-=3.金属的冶炼方法(1)加热分解法(写出化学方程式)制Hg:2HgO2Hg+O2↑。(2)电解法(写出化学方程式)①制Mg:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。②制Al:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。③制Na:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。[微点拨]①冶炼Mg时不能电解熔融MgO,因为MgO的熔点很高,耗能高。②冶炼Al时不能电解熔融AlCl3,因为AlCl3是共价化合物,熔融时不电离。③冶炼Al时用冰晶石在较低温度下熔解Al2O3,作助熔剂。(3)热还原法:在高温加热条件下用还原剂把金属还原出来①常用的还原剂有焦炭、CO、H2等。②高炉炼铁:CO还原Fe2O3的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。③铝热反应:Al还原Fe2O3的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。[微点拨]铝热反应是利用铝的强还原性,在高温下将相对不活泼且熔点高的金属从其金属氧化物中还原出来,因此只有Al和比Al活泼性弱的金属形成的氧化物组成的混合物才能称之为铝热剂,Al和MgO组成的混合物不能称之为铝热剂。4.金属矿物资源的开发和利用措施(1)提高金属矿物的利用率。(2)开发环保高效的金属冶炼方法。(3)防止金属的腐蚀。(4)使用其他材料代替金属材料,减少金属的使用量。(5)加强废旧金属的回收和再利用。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)利用化合物冶炼金属时,金属元素一定发生还原反应。(√)(2)越活泼的金属元素,人类利用得越晚。(√)(3)用热还原法冶炼金属时,可以用H2将Mg从其化合物中还原出来。(×)(4)可以通过电解熔融的MgO和AlCl3来制备金属Mg、Al。(×)2.(2024·合肥市庐阳区高一期末)下列冶炼金属的方法错误的是()A.电解NaCl溶液制钠B.高温加热HgO制汞C.高温下用CO还原Fe2O3制铁D.高温下用H2还原CuO制铜解析:选A电解NaCl溶液生成氢气、氯气、NaOH,应电解熔融氯化钠制钠,故A错误;Hg为较不活泼金属,则高温加热HgO制汞,故B正确;Fe为较活泼金属,则高温下用CO还原Fe2O3制铁,故C正确;高温下用H2还原CuO生成Cu和水,可用于制铜,故D正确。3.下列关于金属冶炼的说法错误的是()A.铝热反应可用于工业冶炼高熔点金属,如铬、锰B.“曾青得铁则化为铜”利用的是置换反应的原理C.高炉炼铁过程中会发生反应CO2+C2COD.工业冶炼铝时,加冰晶石的主要作用是提高铝的产量解析:选D工业冶炼铝时,加冰晶石的作用是作助熔剂,降低Al2O3熔化时的温度,D项错误。4.诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学反应过程为①2MoS2+7O22MoO3+4SO2;②MoO3+2NH3·H2O(NH4)2MoO4+H2O;③(NH4)2MoO4+2HClH2MoO4↓+2NH4Cl;④H2MoO4MoO3+H2O;⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。下列说法正确的是()A.MoS2煅烧产生的尾气可直接排放B.MoO3属于金属氧化物,也属于碱性氧化物C.进行②③④步反应的目的是提纯MoO3D.利用H2、CO和Al分别还原等量的MoO3,所消耗还原剂的物质的量之比为2∶2∶3解析:选CA项,生成物SO2对环境污染严重,不可直接排放,错误;B项,MoO3能与NH3·H2O反应,故MoO3不属于碱性氧化物,错误;D项,1molH2、1molCO和1molAl作还原剂时,失去的电子分别为2mol、2mol和3mol,还原等量的MoO3时,转移电子数相同,此时消耗的n(H2)∶n(CO)∶n(Al)=3∶3∶2,错误。|归纳拓展|金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系新知探究(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,主要包括海水淡化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蒸馏法、反渗透法和电渗析法等。其中蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较成熟。2.海水中化学资源的开发利用(1)海水中的化学元素海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中含量最多的O、H两种元素,加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素,其总含量超过99%,其他元素为微量。虽然海水中元素的种类很多,总储量很大,但许多元素的富集程度却很低。(2)海水制盐从海水中制得的氯化钠,可以食用,同时也是生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等的化工原料。①氯碱工业:电解饱和食盐水,可生产氢氧化钠、氢气和氯气。化学方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。②制钠和氯气:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。③制盐酸:H2+Cl22HCl。④制漂白剂(84消毒液):Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。⑤制纯碱:NaCl+CO2+H2O+NH3NH4Cl+NaHCO3↓,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。(3)海水提溴①海水提溴工艺流程如图所示:②海水提溴的主要操作浓缩海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩氧化向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化成Br2,其离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-吹出利用溴的挥发性,通入热空气和水蒸气,吹出溴蒸气吸收吹出的溴蒸气用SO2吸收,其吸收塔发生反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4蒸馏再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离,其离子方程式为2Br-+Cl2Br2+2Cl-(4)海带提碘其中第④步涉及的离子方程式为2I-+H2O2+2H+I2+2H2O。(5)海水中提镁[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)海洋约占地球表面积的71%,因此地球不缺水,人类可以任意使用,不用节约。(×)(2)海水淡化的目的是除去海水中的盐类物质。(√)(3)海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素。(×)(4)海水中各种化学资源的开发过程中,必须都要发生化学反应。(×)(5)蒸馏操作时,温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处,测量蒸气的温度。(√)2.下列关于海水资源综合利用的说法中,正确的是()A.海水蒸发制海盐的过程只发生化学变化B.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等C.从海水中可以得到MgCl2,可电解MgCl2溶液制备MgD.只通过物理变化即可从海水中提取溴单质解析:选B海水蒸发制海盐,氯化钠溶解度随温度变化不大,蒸发溶剂析出氯化钠晶体的过程是物理变化,故A错误;蒸馏法、电渗析法、反渗透法是海水淡化的主要方法,故B正确;电解氯化镁溶液得到氢氧化镁、氢气和氯气,不能得到金属镁,工业上是电解熔融氯化镁得到金属镁,故C错误;海水中溴元素是溴离子,海水提溴的工业生产过程是先氧化溴离子为溴单质,再用热空气吹出等一系列步骤得到,过程中有氧化还原反应,故D错误。3.从海带中提取碘单质,工艺流程如下。下列关于海带制碘的说法错误的是()干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液A.实验室灼烧干海带在坩埚中进行B.沸水浸泡的目的是使I-充分浸出C.由滤液获得碘水,发生的离子反应为2I-+H2O2=I2+2OH-D.可以用淀粉溶液检验碘水中的I2解析:选C干海带灼烧得到海带灰,海带灰溶于沸水,过滤得到含有碘离子的滤液,加入酸化的过氧化氢溶液氧化碘离子生成碘单质,加入四氯化碳萃取分液得到碘的四氯化碳溶液。固体灼烧应在坩埚中进行,A正确。沸水浸泡海带灰的目的是加快I-的溶解,并使之溶解更充分,B正确。由滤液获得碘水,正确的离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O,C错误。淀粉遇I2变蓝,D正确。4.溴及其化合物在生产中有广泛应用。工业上常用“吹出法”从海水中提溴,工艺流程示意图如下。下列说法不正确的是()A.“吹出法”主要包括氧化、吹出、吸收、蒸馏和冷凝等环节B.海水中Br-经氧化、吹出、吸收后,可实现溴的富集C.“吸收塔”内反应的化学方程式:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrD.“吸收塔”内也可用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2:Br2+2Na2CO3+H2O=NaBr+NaBrO3+2NaHCO3解析:选D由图可知,向浓缩、酸化后的海水中通入氯气,氯气与海水中的溴离子发生置换反应生成溴,用空气将溴从吹出塔中吹出,向吸收塔中通入二氧化硫气体和水,二氧化硫与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,向蒸馏塔中通入氯气和水蒸气,氯气与氢溴酸发生置换反应生成溴,蒸馏出的溴经冷凝得到产品。由流程信息分析可知,“吹出法”主要包括氧化、吹出、吸收、蒸馏和冷凝等环节,选项A正确。海水中Br-经氧化、吹出、吸收后,可实现溴的富集,选项B正确。吸收塔中发生的反应为二氧化硫与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,选项C正确。5.(2024·丹东高一质检)某工厂对海水提纯后的母液(苦卤)进行综合开发利用的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是()A.步骤②中可用热空气对Br2进行富集B.可以用NaBr溶液除去工业Br2中微量的Cl2C.工业上可通过电解MgCl2溶液的方法获得镁单质D.用石灰乳沉淀Mg2+的好处是原料易得、价格低廉解析:选CA项,苦卤中主要含K+、Mg2+、Br-,步骤①中发生反应:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,Br-被氧化为Br2,可利用溴的挥发性分离溴单质,利用热空气吹出Br2,达到富集的目的,正确;B项,Cl2可与NaBr反应得到Br2,正确;C项,工业上可通过电解熔融MgCl2的方法获得镁单质,而不是电解MgCl2溶液,错误。|归纳拓展|萃取与分液1.萃取(1)利用某种溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解能力的不同,用一种溶剂(萃取剂)将其从原溶剂中提取出来的方法叫萃取。(2)萃取后,可以用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开,从而达到提取某物质的目的。2.操作步骤3.注意事项(1)萃取剂必须具备的三个条件:①萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应;②萃取剂和溶质互不发生反应;③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。(2)萃取和分液的主要仪器是分液漏斗。[课时跟踪检测](选择题第1~9小题,每小题3分,第12小题5分,本检测满分70分)1.中华文化博大精深,蕴含了很多化学原理和规律,下列文中描述的变化过程与金属冶炼原理无关的是()A.《浪淘沙》:“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”B.《天工开物》:“炉甘石(ZnCO3)与煤饼混合,密封加热”C.《梦溪笔谈》:“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”D.《抱朴子》:“丹砂(HgS)烧之成水银”答案:A2.金属锂是密度最小的金属,等质量的不同金属,锂可以释放出更多的电子,故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂应采用的方法是()A.电解法 B.热还原法C.热分解法 D.铝热法解析:选A金属的冶炼方法与金属活动性顺序的关系:金属锂的活动性介于钠与镁之间,应采用电解法冶炼金属锂。3.下列有关金属的工业制法中,正确的是()A.制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液B.制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得镁C.制铁:以铁矿石、焦炭为原料,用焦炭经一系列反应产生的CO还原得铁D.制铝:从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融氯化铝得到铝解析:选C工业上用电解熔融氯化钠的方法制得金属钠,电解氯化钠溶液生成NaOH、氢气和氯气,无法制得金属钠,故A错误;工业上用海水为原料,经一系列过程制得氯化镁固体,用电解熔融氯化镁的方法制得金属镁,不用热还原法制得金属镁,故B错误;工业上以铁矿石、焦炭为原料,用焦炭经一系列反应产生的一氧化碳还原铁矿石制得铁,故C正确;氯化铝是共价化合物,熔融状态时不能导电,电解熔融氯化铝无法制得金属铝,工业上从铝土矿中获得氧化铝,用电解熔融氧化铝的方法制得金属铝,故D错误。4.海水资源的利用具有非常广阔的前景。下列关于海水资源利用的说法不合适的是()A.电解法分解海水,制取洁净的热能资源氢气B.采用太阳光照射法晒制工业用食盐C.针对能源现状,大力开发潮汐能D.从海水中提取铀用于核工业解析:选A电解法分解海水制取氢气,消耗大量的电能,经济效益差,发展前景不乐观。5.(2024·安徽宿州高一检测)下列关于金属的说法不正确的是()A.在Ar气氛中发生反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti,是为了防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气、二氧化碳等作用B.古代炒钢技术是将生铁加热成半液体和液体状,加入铁矿粉不断搅拌,即成熟铁。该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工C.中国银行发行的中国航天普通纪念币,材质为双色铜合金,该纪念币能完全溶解于稀硫酸中D.C919国产大飞机采用了大量先进的复合材料和第三代铝锂合金,其中铝单质在工业上采用电解熔融氧化铝制取解析:选C高温下Mg、Ti与氧气、二氧化碳反应,因此TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中发生反应,Ar作保护气,防止高温下Mg和Ti与空气中的氧气、二氧化碳等作用,故A正确;古代炒钢技术是将生铁加热成半液体和液体状,加入铁矿粉不断搅拌,主要是生铁中的碳与空气中氧气反应而降低碳的含量,即成熟铁,该法与近代往生铁水中吹空气炼钢原理相似,故B正确;铜不与稀硫酸反应,因此该纪念币不能完全溶解于稀硫酸中,故C错误;在工业上采用电解熔融氧化铝制取铝单质,故D正确。6.(2024·济南高一检测)钛(Ti)有“未来钢铁”之称,工业上常以反应:TiCl4+2MgTi+2MgCl2获得海绵状钛,该反应进行时是在()A.稀有气体中 B.空气中C.氮气中 D.CO2气体中解析:选A因为镁可以与氧气、氮气和二氧化碳反应,所以应选择没有这些气体存在的反应环境,故A正确。7.海水淡化可采用膜分离技术。如图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中其他各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化分析正确的是()A.溶质质量增大 B.溶剂质量不变C.溶液质量不变 D.溶质质量分数增大解析:选D根据题目信息“对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中其他各种离子不能通过淡化膜”可知,加压后右侧溶剂质量减小,溶质质量不变,溶液质量减小,溶质质量分数增大。8.(2024·江苏如皋高一调研)海水中含有丰富的化学资源,可从中提取多种化工原料。某工厂从海水中制得精盐并用于生产烧碱、氯气等的工业流程如图所示。下列有关说法正确的是()A.步骤②所加试剂的顺序可为:Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液B.步骤③发生的反应是氯碱工业的主要反应C.步骤④用到的仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚等D.步骤①中涉及化学变化解析:选BA项,步骤②所加试剂顺序应该是Na2CO3在BaCl2之后,错误;C项,步骤④是蒸发结晶,用到蒸发皿不是坩埚,错误;D项,步骤①只是蒸发,不涉及化学变化,错误。9.海水提镁的主要流程如下:下列说法正确的是()①试剂M是盐酸②流程中的反应全部都是非氧化还原反应③操作b只是过滤④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2⑤电解熔融MgCl2比电解熔融MgO制金属镁更节约能量A.①②③④⑤ B.②③C.④⑤ D.①④⑤解析:选D电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应,因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶、过滤,因此③是错误的。10.(11分)冶炼金属常用以下几种方法:①以C、CO或H2作还原剂还原②利用铝热反应原理还原③电解法④热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳?填序号。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属。

(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属。

(3)Hg等不活泼金属。

(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属。

解析:(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属用热还原法制取,故选①;(2)Na、Mg、Al性质活泼通常用电解法制取,故选③;(3)Hg等不活泼金属,通常用热分解法制取,故选④;(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属通常用铝热反应制取,故选②。答案:(1)①(2)③(3)④(4)②11.(12分)(2024·广东肇庆高一检测)浩瀚的大海具有丰富的可以开发和利用的化学资源。根据如图所示流程回答下列问题:(1)①操作A是(填实验操作名称)和过滤。

②粗盐中常含有少量泥沙及Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子,除杂步骤中试剂①~③可行的添加顺序有(填字母A.①Na2CO3②BaCl2③NaOHB.①BaCl2 ②NaOH ③Na2CO3C.①NaOH ②Na2CO3 ③BaCl2D.①BaCl2 ②Na2CO3 ③NaOH(2)结合原料来源及经济效益,最适合作为试剂④的是(填字母)。

A.烧碱 B.纯碱溶液C.石灰乳 D.澄清石灰水(3)①写出操作C中通Cl2发生反应的离子方程式:;可以用水蒸气将Br2吹出的原因是;图中虚线框内流程的主要目的是。

②操作D中用到的装置为(填字母)。

解析:海水经过蒸发结晶和过滤得到粗盐,除去Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子需要用到试剂Na2CO3、NaOH、BaCl2,然后蒸发结晶得到精盐;苦卤中加入石灰乳得到氢氧化镁,加盐酸得到氯化镁,浓缩后降温结晶得到氯化镁固体,电解后得到单质镁;苦卤中还有溴,通入氯气后,得到溴水,通入二氧化硫后反应生成氢溴酸,(1)操作A是蒸发结晶和过滤。加入过量BaCl2除去SO42-,加入过量NaOH除去Mg2+,加入过量Na2CO3除去Ca2+,同时还可以除去多余的BaCl2,加入过量HCl除去多余的NaOH和Na2CO3,加热蒸发除去HCl,同时得到精盐,B符合;加入过量BaCl2除去SO42-,加入过量Na2CO3除去Ca2+,同时还可以除去多余的BaCl2,加入过量NaOH除去Mg2+,加入过量HCl除去多余的NaOH和Na2CO3(2)石灰乳成本比氢氧化钠和碳酸钠便宜,浓度比澄清石灰水浓度大,最适合作为试剂④。(3)操作C中通Cl2,HBr被氧化生成Br2,反应的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-;Br2的沸点低,受热易挥发,可以用水蒸气吹出Br2;图中虚线框内流程的主要目的是使Br2的浓度提高,富集Br2;操作D为萃取后蒸馏得到Br2,用蒸馏装置,故选a答案:(1)①蒸发结晶②BD(2)C(3)①2Br-+Cl2=Br2+2Cl-Br2受热易挥发富集Br2②a高阶思维训练(选做题)12.据《天工开物》记载,我国古代以炉甘石(主要成分是ZnCO3)来升炼倭铅(即锌),其原理如图2。已知锌的熔点为420℃、沸点为906℃。则下列说法不正确的是()A.升炼倭铅过程包含氧化还原反应B.“锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空气中燃烧形成的C.“泥封”的目的是防止得到的锌被氧化D.冶炼时锌变为蒸气在兜室冷凝为固体解析:选D“升炼倭铅”发生的化学反应:ZnCO3CO2↑+ZnO、CO2+C2CO、ZnO+COZn(g)+CO2,有氧化还原反应,A正确;“锌火”是未反应完的CO和Zn蒸气从“兜室”逸出燃烧形成的,B正确;Zn易被空气氧化,为防止Zn被氧化而用“泥封”的方法隔绝空气,C正确;反应区温度达到1100~1300℃时,Zn变为蒸气与杂质分离,在“兜室”冷凝为液体流出(冷凝区温度高于Zn的熔点而低于Zn的沸点),D错误。13.(15分)(2024·甘肃陇南高一检测)钛(Ti)被誉为“第三金属”,广泛用于航天、国防领域。以金红石(主要成分是TiO2)为原料制备高纯度钛的流程如图。回答下列问题:已知:常温下,钛不与7%以下的盐酸、5%以下的硫酸反应,能与浓盐酸、浓硫酸反应。(1)TiO2中Ti的化合价为。

(2)“灼烧”时生成TiCl4反应的化学方程式为,在该反应中氧化剂是(填化学式),标准状况下生成11.2L氧化产物时转移电子的物质的量为。

(3)“还原”中通入氩气(Ar)的作用是。由冶炼钛的原理可推知,钛在金属活动顺序表中的位置可能是(填字母)。

A.铝之前B.镁与铜之间C.铜之后(4)“酸浸”之后,过滤、洗涤、干燥后得到钛。检验钛是否洗净的操作是。

(5)“浸液”经过蒸发浓缩、降温结晶、过滤,得到晶体W,若W的摩尔质量为246g·mol-1,则W的化学式为。

解析:根据题意知,焦炭、金红石粉、氯气灼烧时发生反应2C+TiO2+2Cl22CO+TiCl4,“还原”步骤中利用Mg的还原性强于Ti,发生反应2Mg+TiCl42MgCl2+Ti,得到Mg、Ti混合物,根据题中所给信息,加入3%硫酸,过滤,得到Ti单质,据此分析。(1)TiO2中氧元素显-2价,由化合价代数和为0,因此Ti的化合价为+4价。(2)根据流程图可知,C转化成CO,TiO2转化成TiCl4,因此反应的化学方程式为2C+TiO2+2Cl22CO+TiCl4,氯元素的化合价降低,因此Cl2为氧化剂,氧化产物为CO,因此标况下生成11.2LCO时转移电子的物质的量为11.2L22.4L·mol-1×(3)Mg能与空气发生反应,因此在“还原”步骤中通入氩气的作用是隔绝空气,防止Mg、Ti与空气中的成分发生反应;由冶炼钛的原理可知,钛在金属活动顺序表中比镁弱,但是其在常温下能与浓盐酸、浓硫酸反应,则其金属活动性比铜强,即在金属活动顺序表中可能介于Mg与Cu之间。(4)“酸浸”后检验Ti是否洗涤干净,需要检验表面是否含有SO42-,具体操作是取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则钛未洗涤干净(5)“浸液”中的溶质为MgSO4,硫酸镁的摩尔质量为120g·mol-1,则W中含有结晶水,结晶水的数目为246-24-9618=7,因此W的化学式为MgSO4·7H2O答案:(1)+4(2)2C+TiO2+2Cl22CO+TiCl4Cl21mol(3)隔绝空气,防止Mg、Ti与空气发生反应B(4)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则钛未洗涤干净,反之则洗涤干净(5)MgSO4·7H2O 第2课时煤、石油和天然气的综合利用新知探究(一)——煤和天然气的综合利用1.煤的组成物质组成由有机物和少量无机物组成的复杂混合物元素组成主要含有碳元素,另有少量氢、氧、氮、硫等元素2.煤的综合利用干馏定义将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,也叫煤的焦化主要产品焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭气化定义将煤转化为可燃性气体的过程主要反应C+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CO+H2液化直接液化使煤与氢气作用生成液体燃料间接液化煤CO和H2甲醇等[微点拨]煤的干馏、气化和液化都是化学变化。3.天然气的组成和利用[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)煤的主要元素是碳,由有机物和无机物组成的混合物。(√)(2)煤中含粗苯、煤焦油等物质,可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃。(×)(3)煤的气化和液化都是物理变化。(×)(4)天然气是清洁的化石燃料,对环境没有污染。(×)2.天然气水合物外形似冰,被人们称为“可燃冰”。天然气的主要成分是()A.氢气 B.一氧化碳C.二氧化碳 D.甲烷答案:D3.(2024·宁波高一检测)于谦在《咏煤炭》中写道:“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深,爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉……”。下列有关说法错误的是()A.煤的干馏是化学变化,煤的液化是物理变化B.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物C.煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气D.煤经过气化和液化可转化为清洁燃料解析:选A煤的干馏和煤的液化都是化学变化。4.某实验小组在实验室中用如图模拟煤的干馏,按要求回答相关问题:(1)仪器d的作用是,e处点燃的气体主要有。

(2)c中液体分层,其中水层里溶有,有机物层可以通过的方法使其中的重要成分分离出来。

答案:(1)冷却H2、CO、CH4、C2H4(2)粗氨水蒸馏新知探究(二)——石油的综合利用1.石油的组成由多种碳氢化合物组成的混合物。2.石油的分馏石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油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。3.石油的裂化与裂解(1)催化裂化①目的:将重油裂化为汽油等物质。②例如:C16H34C8H18+C8H16。(2)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:C8H18C4H10+C4H8C4H10CH4+C3H6C4H10C2H6+C2H44.石油的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,使链状烃转化为环状烃。[微点拨]石油通过裂化所得汽油为裂化汽油,其中含烯烃;石油通过蒸馏所得汽油为直馏汽油,不含烯烃。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)石油产品汽油、煤油、石蜡均为烃类物质。(√)(2)石油的分馏、裂化和裂解均为化学变化。(×)(3)裂化的目的是提高汽油的质量与产量。(√)(4)裂化汽油可以使溴的CCl4溶液褪色。(√)2.(2024·安徽宿州高一检测)煤、石油和天然气是工农业生产、国防建设的重要资源。下列有关说法正确的是()A.煤中含有苯、甲苯等,煤干馏可得到芳香烃B.石油分馏可得到汽油、煤油和柴油等,裂解可得到乙烯、丙烯等C.石油的分馏、煤的气化和液化都属于化学变化D.石油、煤、天然气、沼气都属于化石燃料解析:选B煤的干馏可得到苯、甲苯、芳香烃等,煤中不含有苯、甲苯,故A错误;石油分馏可得到汽油、煤油和柴油等,裂解可得到乙烯、丙烯等,B正确;石油的分馏属于物理变化,煤的气化和液化都属于化学变化,故C错误;石油、煤、天然气属于化石燃料,沼气是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并在适宜的温度、pH下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体,不属于化石燃料,故D错误。3.下列有关说法正确的是()①石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油②石油的分馏是化学变化③石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下,因为它测的是混合液的温度④石油的裂解可以得到乙烯等气态烯烃A.①③B.②④C.①④D.②③解析:选C石油的分馏是物理变化,②错误;石油分馏时测的是馏分的温度,③错误。4.如图是石油分馏塔的示意图,a、b、c三种馏分中()A.a的沸点最高B.b的沸点最低C.c的平均相对分子质量最大D.每一种馏分都是纯净物解析:选C石油分馏得到的每一种馏分都是混合物,沸点最低的最先蒸出,故a、b、c三种馏分中,a馏分的沸点最低,c馏分的沸点最高,沸点最高的馏分含碳原子数最多,则平均相对分子质量最大。|归纳拓展|化学中“三馏”的比较名称干馏蒸馏分馏原理隔绝空气加强热使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离与蒸馏原理相同物质变化化学变化物理变化物理变化[课时跟踪检测](选择题第1~10小题,每小题3分,第13、14小题,每小题5分,本检测满分70分)1.煤在国民经济中占据重要地位。下列关于煤的说法正确的是()A.煤属于有机化合物B.在物质变化类型上,煤的干馏包含了物理变化和化学变化C.煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃,煤是芳香烃的主要来源D.煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加,因此煤的气化并无意义解析:选B煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。苯和甲苯并不是煤本身含有的,是煤干馏过程中发生化学反应生成的。煤气化后变成清洁高效的燃料,再燃烧可提高其利用率,意义重大。2.(2024·广西北海高一检测)下列关于煤、石油、天然气的说法不正确的是()A.利用煤的气化可以获得可燃性气体H2和CO2B.天然气可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇C.煤的干馏、石油的裂化和裂解都发生了化学变化D.石油通过分馏可获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油解析:选A煤的气化获得的气体为CO和H2,A错误;天然气的主要成分为CH4,可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇,B正确;煤的干馏、石油的裂化和裂解都有新物质生成,都发生了化学变化,C正确;石油通过分馏是利用沸点不同将各物质进行分离,可获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油,D正确。3.(2024·浙江学军中学期中)下列关于能源的利用,说法不正确的是()A.甲烷是煤层气的主要成分,作为化工原料主要用于生产甲醇B.可燃冰即在海底高压、低温下凝结成的固态CH4C.石油在加热、催化剂的作用下可以使链状烃结构调整,产生煤焦油中的一些成分D.通过石油的裂化可以提高汽油的产量和质量解析:选B煤层气的主要成分是甲烷,它可用于生产甲醇,A项正确;在海底形成的类冰状结晶物质CH4·nH2O,又被称为可燃冰,B项错误;石油在加热和催化剂作用下,发生催化重整,能使链状烃转化为环状烃,如苯或甲苯等,C项正确;石油通过裂化可提高汽油的产量和质量,D项正确。4.下列说法错误的是()石油分馏产品乙烯CH2BrCH2BrA.石油主要是由烃组成的混合物B.①主要发生物理变化C.②包括裂化、裂解等过程D.③是加成反应,产物名称是二溴乙烷解析:选D石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,故A正确;分馏是物理变化,故B正确;由分馏产品得到乙烯发生了裂化、裂解,故C正确;乙烯与溴发生加成反应得到1,2⁃二溴乙烷,故D错误。5.下列有关石油与煤的说法正确的是()A.煤中含有焦炭、煤焦油等物质B.煤、石油的主要组成元素相同C.煤的气化、石油的分馏都是物理变化D.石油分馏得到的重油可通过催化裂化转化为轻质油解析:选D煤是由多种有机物和少量无机物组成的混合物,其中不含焦炭、煤焦油等物质,通过煤的干馏可以得到焦炭、煤焦油等物质,A项错误;石油主要含C、H两种元素,煤中含量最高的元素是碳,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素,B项错误;煤的气化过程中有新物质生成,属于化学变化,C项错误;重油可通过催化裂化转化为轻质油,D项正确。6.下列有关化石燃料的说法错误的是()A.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,可以通过石油的分馏得到汽油B.天然气的主要成分是甲烷,是一种重要的化工原料C.煤中含有苯和甲苯,可以用分馏的方法把它们从煤中分离出来D.天然气是一种清洁的化石燃料,它作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等解析:选C煤中不含苯和甲苯,但它们可以通过煤的干馏制得,C项错误。7.以下关于能源的说法正确的是()A.用天然气代替煤炭或木炭作为燃料可以实现碳的零排放B.氢能、风能、天然气、海洋能、生物质能资源丰富,可以再生,没有污染或者很少污染,很可能成为未来的主要能源C.可燃冰主要成分是甲烷水合物,其组成可表示为CH4·nH2O,具有可燃性,被认为是21世纪的高效清洁能源D.为了实现我国关于碳达峰与碳中和的承诺,应该立刻禁止使用煤炭与石油作燃料解析:选C天然气的主要成分为CH4,其燃烧同样能产生CO2,不能实现碳的零排放,A项错误;天然气是不可再生能源,B项错误;煤炭和石油目前在生产生活中仍具有重要作用,不能立刻禁止使用,D项错误。8.(2024·武汉高一检测)有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是()A.煤和水煤气都属于化石燃料B.煤中含有焦炉气、煤焦油、焦炭等物质C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程D.②是煤的气化方式之一解析:选D水煤气属于二次能源,不是化石燃料,A错误;煤干馏后能得到这些物质,但煤本身并不含这些物质,B错误;①是煤的干馏,需隔绝空气,C错误;煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程,煤干馏得到的焦炭和水蒸气在高温下生成水煤气是煤的气化方式之一,D正确。9.对煤进行干馏并检验其中部分产物,装置(夹持装置已略)如图所示。下列说法错误的是()A.煤的干馏过程发生复杂的物理、化学变化B.向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝C.c装置中酸性KMnO4溶液褪色说明产生的气体中一定含有H2SD.e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色解析:选Cb装置的水层中有一水合氨,使溶液显碱性,故向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液,溶液变蓝,B项正确;焦炉气中的乙烯也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,则不能说明产生的气体中一定含有硫化氢,C项错误;焦炉气中含氢气、一氧化碳等还原性气体,可以和氧化铜反应生成单质铜,e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色,D项正确。10.“煤制油”的关键技术是煤的气化,而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应:C+H2O(g)CO+H2,该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的:C+O2CO2。下列关于该过程的说法不正确的是()A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染B.第一个反应需要吸热,所以煤的气化从能量角度来看,得不偿失C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,利用率高D.上述两个反应,反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体解析:选B虽然在煤的气化过程中,会有一部分煤的潜在能量受到损失,但由于加工后得到的气态燃料的利用率高,且较清洁,故从总体来看煤气化后使用是较合理的,B项错误,A、C项正确。因反应C+O2CO2中的氧气用空气代替,故反应后混合气体成分为N2、CO、CO2和H2等,除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2,D项正确。11.(6分)请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上(每一项只填写一种方法)。①分馏②液化③气化④裂化⑤裂解⑥干馏⑦蒸馏(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等。(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等。(3)将重油转化为汽油。解析:(1)把煤隔绝空气加强热,得到焦炉气、煤焦油和焦炭等过程属于煤的干馏。(2)根据原油中各组分沸点不同,从原油中分离出汽油、煤油、柴油等方法是分馏。(3)将由长碳链组成的重油转化为短碳链组成的汽油的过程为裂化。答案:(1)⑥(2)①(3)④12.(10分)煤是一种重要能源,工业上常把煤进行气化和液化处理,变为清洁能源。由水蒸气和炽热的无烟煤作用可得水煤气,水煤气是混合气体,主要由两种无色无味气体组成,是重要的工业原料。(1)在工业生产水煤气时,燃料层的温度会下降,这说明。

(2)提出猜想:水煤气的成分可能是①和氢气,②和氢气;提出以上猜想的依据是

。

设计实验:请从下列装置中选择一种,设计简单的实验证明猜想。(3)你选择的装置是(填字母)。

(4)实验结论:如果,那么猜想(填序号)合理。

解析:(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应,故随着反应的进行燃料层的温度会下降。(2)根据质量守恒定律,元素的种类在化学反应前后没有变化,由此可以推测水煤气的成分可能是CO和氢气或CO2和氢气。(3)二氧化碳一般用澄清石灰水检验。(4)如果澄清石灰水不变浑浊,那么猜想①是合理的;如果澄清石灰水变浑浊,那么猜想②是合理的。答案:(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应(2)COCO2化学反应前后元素种类不变(3)B(4)澄清石灰水不变浑浊①(或澄清石灰水变浑浊②)高阶思维训练(选做题)13.(2024·长沙高一月考)中科院研制出一种多功能催化剂,首次实现将CO2转化为汽油(主要成分是C5~C11的烃类混合物),过程示意图如下。下列说法错误的是()A.该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景B.该多功能催化剂能加快化学反应速率C.a和b的一氯代物均有4种D.反应①的产物中含有水,反应②只有碳氢键的形成解析:选D由示意图可知,在多功能催化剂的作用下,二氧化碳与氢气反应生成汽油和水,反应能消耗二氧化碳,减少二氧化碳的排放,从而达到“碳中和”的战略愿景,A正确;多功能催化剂能加快化学反应速率,B正确;由示意图可知,a和b两者的一氯代物都有4种,故C正确;由质量守恒定律可知,反应①的产物为一氧化碳和水,反应②有碳氢键、碳碳单键和氢氧键的形成,D错误。14.用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料,例如用由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制取聚苯乙烯。其生产过程如下:下列说法不正确的是()A.通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯B.煤干馏可以直接得到纯净的苯C.制聚苯乙烯的反应中①为加成反应D.反应③为加聚反应解析:选B石油裂解是为了得到更多的有机化工原料,如乙烯等,A正确;煤干馏只能得到苯和苯的同系物的混合物,还要进行分馏才能得到苯,B错误;根据反应特点可知反应①为加成反应,C正确。15.(14分)某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如图。实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化,试管Ⅱ中有少量液体凝结,试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色,实验后发现试管Ⅱ中液体具有汽油的气味。(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为,加入试剂之前的操作为,长导管的作用是。

(2)试管Ⅱ中有少量液体凝结说明。

(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明。

(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴,理由是。

(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式:。

(6)石油裂化的重要意义是。

解析:实验室仪器连接的顺序应遵循从下往上、从左到右的原则,装入试剂之前要检验装置的气密性;设置长导管,除起导气作用外,兼起冷凝气体的作用。试管Ⅱ中有液体生成,说明生成了碳原子数大于4的烃。试管Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色说明生成了常温、常压下呈气态的碳原子数小于5的烯烃。由于裂化产物中有烯烃生成,易与溴发生加成反应,所以不能用试管Ⅱ中的液体来萃取卤素单质。从以上变化可以看出,石油裂化的主要目的是获得更多的轻质燃油,特别是提高汽油的产量和质量。答案:(1)从下往上,从左往右检验装置的气密性导气和冷凝气体(2)裂化生成了碳原子数大于4的烃(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃(4)不能,裂化产物中有烯烃,易与溴发生加成反应(5)C20H42C10H22+C10H20(6)提高石油产品中轻质油的产量,特别是汽油的产量和质量第二节化学品的合理使用学习目标重点难点1.体会化学科学发展对于药物合成的重要意义,初步建立依据物质性质分析健康问题的意识。2.树立自觉遵守国家关于化学品应用、食品与药品安全等方面的法律法规的意识。重点合理使用化学品的意识;抗酸药有效成分验证方案设计;常见食品添加剂的种类和功能。难点合理使用化学品的意识;化学科学的应用价值。新知探究(一)——化肥、农药的合理施用1.化学品的分类大宗化学品如乙烯、硫酸、纯碱和化肥等精细化学品如医药、农药、日用化学品、食品添加剂等2.合理施用化肥考虑因素除了要考虑土壤酸碱性、作物营养状况等因素,还必须根据化肥本身的性质进行科学施用应用实例硝酸铵是一种高效氮肥,但受热或经撞击易发生爆炸,因此必须作改性处理后才能施用过量施用化肥的危害①很多化肥易溶于水,过量施用不仅会造成浪费,部分化肥会随着雨水流入河流和湖泊,造成水体富营养化,产生水华等污染现象。②不合理施用化肥还会影响土壤的酸碱性和土壤结构3.合理施用农药(1)施用农药的目的:减少农作物损失。(2)农药的发展:早期农药有除虫菊、烟草等植物和波尔多液、石灰硫黄合剂等无机物。现在人们研制出了有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等有机合成农药。(3)农药的发展方向:高效、低毒和低残留。(4)不合理施用农药的危害①农药可能会破坏害虫与天敌之间的生态平衡;可能会引起一些昆虫的大量死亡。②农药会造成土壤和作物的农药残留超标。③农药会造成大气、地表水和地下水的污染。[微点拨]敌敌畏或甲胺磷农药都是酯类物质,在碱性条件下水解失去毒性,因此若在使用过程中不慎接触,可立即用呈碱性的肥皂反复擦洗。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)大雨天追肥有利于农作物的吸收。(×)(2)硝酸铵(NH4NO3)可直接作化肥使用。(×)(3)豆科植物在生长过程中不需要经常施用铵态化肥。(√)2.下列有关化肥施用的说法正确的是()①为保证农作物高产应大量施用化肥②为减少对环境造成的污染施肥越少越好③根据土壤的酸碱性和农作物生长选择化肥种类④根据化肥本身的性质确定施肥方法A.①③④ B.③④C.②③④ D.②③答案:B3.下列说法不正确的是()A.应当研制、推广和使用低毒、无公害的化学农药B.开发新农药时,要全面正确地掌握药物的性质及其对人体、环境的影响C.农药能杀灭害虫,但也能影响人类的健康,因此应杜绝农药的使用D.有害农药的滥用会导致粮食、果品、蔬菜等的污染解析:选C农药能杀灭害虫,在一定程度上能保证粮食的产量,不能杜绝使用农药,应合理使用。|归纳拓展|化肥、农药使用的利与弊利弊(1)提高农产品产量。(2)与有机肥料和天然农药相比,化肥和有机合成农药用量少、见效快。(3)降低生产成本,促进农业机械化发展(1)滥用农药会破坏生态环境。(2)研制和施用杀虫剂等农药已经进入了恶性循环。(3)影响食品品质新知探究(二)——合理用药1.药物的分类(1)按来源分为天然药物与合成药物。(2)按使用严格程度分为处方药和非处方药(标识“OTC”)。(3)按作用分为抗酸药、解热镇痛药、合成抗菌药和抗生素等。2.药物的作用机理(1)有的药物是通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效,如抗酸药。(2)更多的药物是通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效,其分子结构与生物活性密切相关。3.阿司匹林(1)阿司匹林化学名称为乙酰水杨酸,具有解热镇痛作用。(2)以水杨酸为原料制取阿司匹林的化学方程式为。(3)不良反应:长期大量服用阿司匹林可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。4.合理用药遵循原则及因素原则安全、有效、经济、适当等主要考虑因素药物剂量、剂型、给药途径和时间等机体患者年龄、性别、症状、心理和遗传等5.滥用药物危害(1)滥用安眠药、抗生素、兴奋剂对个人机体产生严重的影响。(2)吸毒对个人和社会的危害极大,一定远离毒品。[微点拨]抗生素的利与弊抗生素具有良好的抗菌作用,但同时也会使细菌产生抗药性,并且还会出现一些副作用,这些问题已经日益被人们关注。抗生素诱发细菌产生抗体,这种抗体是可以传递的。抗生素会产生副作用,轻则出现皮疹,重则出现严重的贫血症状,甚至休克、死亡。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)生活中食用的药物大多是天然药物。(×)(2)小苏打片可以治疗胃病,主要是可以中和过多的胃酸,缓解胃部不适。(√)(3)药物属于商品,患者可以在药店随意购买。(×)(4)安眠药可以帮助睡眠,因此每当失眠时就可以服用安眠药。(×)2.“水能载舟,亦能覆舟”,药物能治病,但用药不当也能给人带来伤害,我们应遵医嘱,合理用药。关于药品的使用与作用,下列说法正确的是()A.“OTC”表示非处方药B.毒品就是有毒的药品C.西药都是人工合成的,有毒,不能随便吃;中药是天然的,无毒,可放心食用D.睡觉前服用安眠药,起床后服用兴奋剂,对学生学习很有好处答案:A3.现有三种常见治疗胃病药品的标签:药品中所含的物质均能中和胃里过量的盐酸,下列关于三种药片中和胃酸的能力比较(同剂量),正确的是()A.③>②>① B.①>②>③C.②>③>① D.①=②=③解析:选A碳酸钙与盐酸反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,氢氧化镁与盐酸反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,氧化镁与盐酸反应的化学方程式为MgO+2HCl=MgCl2+H2O。当三者质量相等时,摩尔质量越小,物质的量越大,消耗的盐酸越多,摩尔质量:氧化镁<氢氧化镁<碳酸钙,所以中和胃酸的能力由强到弱的顺序是氧化镁>氢氧化镁4.化学与生活关系密切,现有下列四种物质:A.青霉素B.麻黄碱C.阿司匹林D.抗酸药——氢氧化铝(1)具有解热镇痛作用,可用于治疗感冒的是(填字母,下同)。

(2)是最重要的抗生素,在注射之前,需要进行皮肤敏感试验。

(3)对支气管哮喘症有明显疗效的是。

(4)治疗胃酸过多,应该选择。

解析:(1)阿司匹林具有解热镇痛作用,故可用于治疗感冒,C项符合题意。(2)青霉素是一种重要的抗生素,能阻止多种细菌生长,使用前一定要进行皮肤敏感试验,A项符合题意。(3)具有止咳平喘作用的是麻黄碱,对支气管哮喘症有明显疗效,B项符合题意。(4)氢氧化铝能中和胃液中的盐酸,可用于治疗胃酸过多,D项符合题意。答案:(1)C(2)A(3)B(4)D新知探究(三)——安全使用食品添加剂1.食品添加剂食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。2.食品添加剂的类别类别功能品种着色剂改善食品色泽天然色素如红曲红等;合成色素如柠檬黄等增味剂增加食品的鲜味味精等膨松剂使食品松软或酥脆碳酸氢铵、碳酸氢钠等凝固剂改善食品的形态盐卤、葡萄糖酸⁃δ⁃内酯等防腐剂防止食品腐败变质苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等抗氧化剂防止食品因氧化而变质抗坏血酸(维生素C)等营养强化剂补充必要的营养成分碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等3.食品添加剂使用的基本要求(1)不应对人体产生任何健康危害。(2)不应掩盖食品腐败变质。(3)不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷,或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂。(4)不应降低食品本身的营养价值。(5)在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量。[微点拨]正确区别食品添加剂与有毒物质常见的食品添加剂或加入食品添加剂的食品有亚硝酸钠、苯甲酸钠、加碘食盐、加铁酱油、锌强化食盐、高钙奶粉等。吊白块、三聚氰胺、瘦肉精、福尔马林、苏丹红等为有毒物质,不属于食品添加剂,食品加工过程中不能使用这些有毒物质,食品中也不能含有。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)任何食物的食品添加剂都有危害。(×)(2)亚硝酸钠有毒,不能作食品添加剂。(×)(3)食品添加剂对人体有害,应拒绝使用任何食品添加剂。(×)(4)为了增加腊肉的保质期,大量加入亚硝酸钠。(×)(5)亚硝酸钠是一种食品防腐剂,有一定毒性和氧化性,如误食,可服用维生素C解毒。(√)(6)幼儿生长发育快,钙是幼儿不可缺少的营养元素,因此在幼儿奶粉中可多加入碳酸钙等补钙剂。(×)2.(2024·宝鸡高一检测)下列食品添加剂与类别对应正确的一组是()A.着色剂——β⁃胡萝卜素、苯甲酸钠B.增味剂——亚硝酸钠、味精C.营养强化剂——酱油中加铁、粮食制品中加赖氨酸D.防腐剂——氯化钠、柠檬黄解析:选Cβ⁃胡萝卜素是着色剂,但苯甲酸钠是防腐剂,故A错误;味精是增味剂,但亚硝酸钠是防腐剂,故B错误;铁元素和赖氨酸为人体需要的物质和营养元素,故酱油中加铁、粮食制品中加赖氨酸均能起到强化营养的作用,故均为营养强化剂,故C正确;氯化钠可以作防腐剂,但柠檬黄是着色剂,故D错误。3.食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。下列物质不属于食品抗氧化剂的是()A.糕点中的配料维生素CB.方便面里的味精(谷氨酸钠)C.葡萄酒中的少量二氧化硫D.火腿肠中的少量亚硝酸钠解析:选B维生素C、二氧化硫以及亚硝酸钠都具有还原性,可与氧气发生氧化还原反应而阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期,而谷氨酸钠为增味剂,不是抗氧化剂。4.下列说法正确的是()A.牛肉丸制作过程中可加入NaCl调味B.双皮奶可用过量SO2漂白,使色泽更加鲜白C.奶粉中可加入过量硫酸亚铁、硫酸锌,以补充必要的营养成分D.走地鸡可用过量激素喂食,缩短发育成长期解析:选A二氧化硫是我国允许使用的食品漂白剂,但用过量二氧化硫漂白,会使食品中二氧化硫残留量超过标准要求,从而引起食用者的不良反应,B项错误;Fe、Zn是人体必需的微量元素,但若大量摄入可能会产生中毒风险,C项错误;激素残留会对人体产生危害,D项错误。5.某品牌保健食品补钙剂经检测,H2O2含量超标,试回答下列问题。(1)该品牌保健食品属于(填字母,下同)的保健食品。

A.强化营养人群B.特殊人群C.健康异常人群(2)试推测该保健食品中钙以的方式存在。

A.钙单质 B.Ca(OH)2C.CaCO3 D.乳酸钙(3)试写出H2O2的电子式:。(4)某成年女子,经化验知缺铁,如果该女子也食用补铁保健食品,能否与该品牌保健食品同时食用?(填“能”或“不能”)。如果不能,试用离子方程式表示其原因:。

解析:(1)保健食品是食品的一个种类,具有一般食品的共性,用于强化营养,故选A。(2)胃液中含有盐酸,所以钙的补充主要以CaCO3、乳酸钙等形式补充,便于吸收,而Ca(OH)2属于碱,影响消化。(3)H2O2为共价化合物,其电子式为H︰O‥‥︰O‥‥︰H。(4)该保健品中H2O2可以和补铁保健品中的Fe2+发生反应生成Fe3+,影响吸收,因此不能同时食用,其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3+答案:(1)A(2)CD(3)H︰O‥‥︰O(4)不能2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O[课时跟踪检测](选择题第1~10小题,每小题3分,第12、13小题,每小题5分,本检测满分70分)1.某地筹建中的“生态农业科技园区”,不仅是农业高新技术示范和推广基地,也将是一个观光休闲的生态农业园区。在一些生产思路上你认为不妥当的是()A.将农家肥与化肥综合施用,以提高增产效益B.对大棚中的植物施加适量的CO2,以促进其光合作用C.种植、养殖、制沼气相结合,既可改善环境又可提高农业和畜牧业的产量D.将硝酸铵和熟石灰混合使用,在给农作物提供营养元素的同时,又能降低土壤的酸性解析:选D硝酸铵与熟石灰反应,放出氨气,损耗氮元素,D项错误。2.尿素是人工合成的有机物,其结构简式为,下列关于尿素的叙述不正确的是()A.尿素是一种氮肥B.尿素是人体新陈代谢的一种产物C.尿素在水中可以电离出NHD.尿素的分子式为CH4N2O,是一种有机氮肥解析:选C根据尿素的结构简式,尿素分子中不含NH4+,在溶液中也不能电离出N3.下列关于化肥和农药的使用的叙述正确的是()A.化肥和农药的滥用会破坏土壤结构,造成大气、地表水和地下水的污染,所以应该停止使用化肥和农药B.复合肥料是多种化肥的混合物,可大量施用以保持土壤肥力,保障农作物增产C.蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感,所以要避免在农作物花期喷洒农药D.像DDT这样杀虫效率高、对人体毒性低、易生产、价格低的农药应大量生产和使用解析:选C农业生产中应科学施肥,提高肥料利用效率,不能完全禁止使用化肥和农药,A项错误。复合肥料是指含有两种或两种以上营养元素的化肥,应合理施用,B项错误。在农作物花期喷洒农药会导致蜜蜂等传粉昆虫死亡,引起大量农作物减产,C项正确。DDT的化学性质非常稳定,在自然界难以降解,已被多个国家禁用,D项错误。4.(2024·广西北海高一检测)药物是人类抵御疾病的重要武器之一,下列有关药物的说法不正确的是()A.氢氧化铝可作为抑酸剂,用于治疗胃酸过多B.鸦片、吗啡、海洛因均属于毒品,青少年要远离毒品C.“胃得乐”(主要成分为碳酸镁)是一种抗酸药D.有“OTC”标志的是处方药,需要凭医生处方才能购买解析:选DAl(OH)3与酸反应,可作为抑酸剂,A正确;鸦片、吗啡、海洛因均属于毒品,青少年要珍爱生命,远离毒品,B正确;碳酸镁能与胃酸中的HCl反应,可用作抗酸药,C正确;非处方药的药盒上有“OTC”标识,无需医生处方,消费者可自行购买和使用,D错误。5.(2024·山西太原期末)阿司匹林是一种常见药物,下列有关阿司匹林的说法正确的是()A.长期大量服用没有副作用B.具有解热镇痛的作用C.儿童与成年人的服用量一样D.可以一次性服用三次的剂量解析:选B阿司匹林的化学名称为乙酰水杨酸,其结构简式是,分子中含羧基,具有酸性,若长期大量服用,可能导致酸中毒,A项错误;阿司匹林具有解热镇痛的作用,是一种常见止痛药,B项正确;儿童服用量要根据年龄适当减少,不能与成年人服用量一样,C项错误;药物服用要严格控制用量,不能一次性服用三次的剂量,D项错误。6.市场上有各种各样的营养食盐,如锌营养盐、钙营养盐、硒营养盐、低钠营养盐、加碘食盐等。下列说法不正确的是()A.加碘食盐是在食盐中加入了碘的化合物B.低钠盐中的钠离子比氯离子少,所以低钠盐是一种带负电的物质C.钙营养盐是在食盐中加入了碳酸钙等含钙的化合物D.各类营养盐的主要成分都是氯化钠解析:选B加碘食盐中添加的是KIO3,A项正确;低钠盐呈电中性,B项错误;钙营养盐是在食盐中加入CaCO3等含钙的化合物,C项正确;各类营养盐的主要成分都是NaCl,是在NaCl中添加其他物质,D项正确。7.(2024·大连高一检测)在现代食品工业中,食品添加剂的使用满足了人们对食品多样化的需求。下列说法错误的是()A.为满足中老年人补钙的需求,可在中老年奶粉中加入CaCO3B.为防止水果罐头被氧化而变质,可加入抗坏血酸(即维生素C)C.NH4HCO3受热会产生有刺激性气味的NH3,不可用作食品膨松剂D.CaSO4能使蛋白质聚沉,是制作豆腐常用的凝固剂解析:选CCaCO3可以提供人体所需的钙元素,是一种营养强化剂,A不符合题意;维生素C具有还原性,可防止水果罐头被氧化而变质,B不符合题意;NH4HCO3受热分解产生的NH3会挥发,挥发后对人体无害,可用作食品膨松剂,C符合题意;CaSO4是制作豆腐常用的凝固剂,D不符合题意。8.人体胃酸的主要成分是盐酸。胃酸可助消化食物,但胃酸过多会损伤胃黏膜,使人感觉不适。抗酸药(又称抑酸剂)可以中和胃里过多的胃酸。下列物质不属于抗酸药的是()A.阿司匹林(主要成分:)B.胃舒平[主要成分:Al(OH)3]C.碳酸氢钠片(主要成分:NaHCO3)D.胃得乐(主要成分:MgCO3)解析:选A阿司匹林的主要成分含有羧基,不能与盐酸反应,因此不能用作抗酸药,故选A;氢氧化铝能够与盐酸反应生成氯化铝和水,消耗氢离子,所以可以用于治疗胃酸过多,故不选B;碳酸氢钠能够与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,消耗氢离子,所以可以用于治疗胃酸过多,故不选C;碳酸镁能够与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,消耗氢离子,所以可以用于治疗胃酸过多,故不选D。9.某自热方便火锅蔬菜包信息如下表所示,配料表中的山梨酸钾属于()食品名称蔬菜包配料莲藕、木耳、海带、食用盐、山梨酸钾贮存条件阴凉干燥处、常温保存保质期10个月A.调味剂 B.着色剂C.膨松剂 D.防腐剂解析:选D调味剂为食盐,没有着色剂和膨松剂,山梨酸钾主要用作食品防腐剂。10.下表是某小零食包装盒上说明的一部分,下列选项所列配料不属于食品添加剂的是()品名脆锅巴配料表①玉米粉②植物油③鸡蛋④碳酸氢钠⑤谷氨酸钠⑥阿斯巴甜⑦饮用水⑧辣椒粉⑨孜然粉⑩β⁃胡萝卜素轻质碳酸钙等A.①②③⑦ B.④⑦11C.①②③⑧ D.⑦解析:选A①玉米粉、②植物油、③鸡蛋、⑦饮用水是食品主料,不属于食品添加剂;④碳酸氢钠属于食品添加剂中的膨松剂;⑤谷氨酸钠、⑥阿斯巴甜、⑧辣椒粉、⑨孜然粉属于食品添加剂中的增味剂;⑩β⁃胡萝卜素属于食品添加剂中的着色剂;11轻质碳酸钙属于食品添加剂中的营养强化剂。11.(15分)人类农业生产离不开氮肥,科学合理地施用氮肥,不仅能提高化肥的利用效率,而且能够更好地保护环境,请回答下列问题:(1)NH4HCO3需在阴凉处保存,原因是(写化学方程式)。

(2)铵态氮肥不能与碱性肥料混合施用,以NH4Cl和Ca(OH)2为例,写出二者发生反应的化学方程式:。

(3)过度施用氮肥将导致大气中NH3含量增大,加剧雾霾的形成。(NH4)2SO4是雾霾的成分之一,其形成过程如图所示(转化所需试剂及条件已略去):①Y与NH3反应生成(NH4)2SO4的化学方程式为。

②尿素[CO(NH2)2]是一种常用氮肥,可与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3,则尿素中C元素的化合价为。

解析:(1)NH4HCO3需在阴凉处保存,是因为该物质受热易分解,相关的化学方程式为NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。(3)①在自然环境中,SO2的转化途径有两种:Ⅰ.SO2SO3H2SO4,Ⅱ.SO2H2SO3H2SO4。由图可知,X为SO3或H2SO3,Y为H2SO4;Y与NH3反应生成(NH4)2SO4的化学方程式为2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4。②尿素[CO(NH2)2]与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3,说明尿素中N元素呈-3价,由于O元素呈-2价,H元素呈+1价,又化合物中各元素的化合价代数和为0,故可算出尿素中C元素呈+4价。答案:(1)NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O(2)2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑(3)①2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4②+4高阶思维训练(选做题)12.(2024·大庆中学期末)如下是某食品包装袋的部分信息,下列说法错误的是()配料:猪肉、鸡肉、水、淀粉、蛋液、白砂糖、植物蛋白、食用盐食品添加剂:增稠剂、水分保护剂、食用香精、增味剂、山梨酸钾、红曲红、亚硝酸钠、猪骨提取物产品标号:GB/T20712质量等级:优级A.谷氨酸钠是增味剂的一种B.山梨酸钾是一种营养强化剂C.红曲红是一种着色剂D.亚硝酸钠是一种护色剂和防腐剂解析:选B谷氨酸钠能增加食品的鲜味,是增味剂的一种,A项正确;山梨酸钾主要用作食品防腐剂,B项错误;红曲红是食品工业中常用的天然着色剂,C项正确;NaNO2在食品工业中主要作为护色剂和防腐剂,使用时必须严格控制其用量,D项正确。13.亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒,且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐,常被误作食盐使用,导致多起中毒事故发生,它的部分性质如图,下列说法错误的是()A.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应B.亚硝酸钠可以加到食品中,但添加量要符合规定C.NaNO2与N2H4反应生成NaN3的化学方程式为NaNO2+N2H4=NaN3+2H2OD.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2)解析:选A亚硝酸钠和氯化铵反应生成亚硝酸铵和氯化钠,该反应是非氧化还原反应,故A错误;亚硝酸钠具有防腐性,可以防止食品变质,但添加量要符合要求,否则会引起中毒,故B正确;NaNO2与N2H4反应生成NaN3和水,其反应的化学方程式为NaNO2+N2H4=NaN3+2H2O,故C正确;亚硝酸钠(NaNO2)在酸性条件下与碘化钾反应生成单质碘,单质碘遇淀粉变蓝,因此可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2),故D正确。14.(15分)有一类抗酸药能有效地治疗因胃酸过多引起的胃痛、胃胀等,其有效成分除了中学化学中熟知的氧化镁、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、碳酸氢钠等外,还有一些我们不太熟悉的物质如双羟基铝碳酸钠、柠檬酸钠、三硅酸镁等。联系我们所学知识,试完成下列各题:(1)人的胃液中含有大量的盐酸,可以为胃蛋白酶提供酸性环境,同时还可以杀死随食物进入胃部的细菌,但胃液酸度过高会患胃酸过多症,下列物质不宜用作治疗胃酸过多药物的主要成分的是(填字母)。

A.小苏打粉 B.Al(OH)3粉C.氧化钙粉 D.纯碳酸钙粉(2)胃镜检查发现胃少量出血,说明胃溃疡已深及黏膜下层,此种情况下胃溃疡患者胃酸过多可考虑选用(1)小题中的。

(3)某品牌抗酸药的主要成分有糖衣、碳酸镁、氢氧化铝、淀粉。①写出该抗酸药发挥功效时的化学方程式:。

②淀粉在抗酸药中作填充剂、黏合剂,淀粉在人体内酶的催化作用下发生水解反应,最终转化为(写分子式)。

解析:(1)小苏打粉、Al(OH)3粉、氧化钙粉、纯碳酸钙粉均可与盐酸反应,但CaO溶于水生成强碱并放出大量的热会腐蚀和灼伤人体,故氧化钙粉不宜用作治疗胃酸过多。(2)胃溃疡患者不能食用与胃酸反应产生CO2气体的抗酸药如小苏打粉、纯碳酸钙粉,为避免胃穿孔,可服用Al(OH)3粉。(3)①抗酸药发挥功效时的化学方程式:MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O、Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O。②淀粉在人体内酶的催化作用下水解的最终产物为葡萄糖,葡萄糖的分子式为C6H12O6。答案:(1)C(2)B(3)①MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O、Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O②C6H12O6第三节环境保护与绿色化学学习目标重点难点1.认识物质及其变化对环境的影响,依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施,以酸雨的防治和废水处理为例体会化学对环境保护的作用。2.了解关于污染防治、环境治理的相关国策、法规,强化公众共同参与环境治理的责任。3.认识经济发展与环境保护等的关系。重点SO2等污染物的控制、消除和回收利用;污水处理的流程、方法及原理。难点绿色化学观念的形成和绿色化学思想的运用。新知探究(一)——化学与环境保护1.环境保护环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染环境保护的任务①环境监测:对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定,为控制和消除污染提供可靠的数据。②治理工业“三废”(废气、废水和废渣)。③寻找从源头治理环境污染的生产工艺:杜绝污染物的排放,从根本上解决环境问题2.大气污染物来源及次生污染物的形成3.污水的处理方法(1)常用的污水处理方法有物理法、化学法和生物法等。(2)污水处理常用化学方法:中和法、氧化还原法、沉淀法等。(3)污水处理的流程一级处理通常采用物理方法,即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准,所以通常将一级处理作为预处理二级处理采用生物方法(又称微生物法)及某些化学方法,除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准三级处理主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等,对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等4.固体废弃物的处理工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则,达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。5.常见环境问题示例环境问题主要物质主要危害温室效应CO2造成全球气候变暖,水位上升,陆地面积减小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等臭氧层破坏氟氯代烷、NOx到达地球表面的紫外线明显增多,给人类健康及生态环