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文档简介
高中化学人教版(2019)必修第二册
第八章化学与可持续发展学习目标1.回顾本单元的文本及教材,熟悉本单元的知识及逻辑结构。2.掌握金属活动顺序与金属冶炼的方法的关系。3.掌握海水化学资源的开发和利用,能准确描述海水制盐,海水提溴、提碘、提镁的方法和过程。4.知道煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。5.知道化肥、农药合理施用的意义。6.了解食品添加剂的种类,能够客观分析食品添加剂的利弊,并能在生活当中合理使用。7.能列举常见的大气、水体和土壤的污染物及其危害。自然资源的开发利用1.自然资源的开发利用金属矿物的开发利用金属冶炼合理开发利用金属资源本质:Mn++ne-===M方法:热分解法、热还原法、电解法、分离提纯等提高金属矿物的利用率;开发环保高效
的金属冶炼方法加强废旧金属的回收和再利用;使用其
他材料代替金属材料自然资源的开发利用热分解法:汞:2HgO2Hg+O2↑
银:2Ag2O4Ag+O2↑
热还原法:铜:2CuO+C2Cu+CO2↑
铁:2Fe2O3+3CO4Fe+3CO2Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe(铝热反应)电解法:铝:2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑(不能用AlCl3,AlCl3不是离子化合物)
镁:MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
钠:2NaCl
(熔融)
2Na+Cl2↑ΔΔ高温高温高温电解电解电解自然资源的开发利用【例】工业上冶炼下列金属的化学反应原理不正确的是( )
A.2NaCl
(熔融)
2Na+Cl2↑B.2MgO
2Mg+O2
↑C.Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2D.2HgO==2Hg+O2↑电解△高温△B【解析】镁性质活泼,用电解法制取,氧化镁熔点高,耐高温,冶炼镁用电解熔融氯化镁,故B错误;自然资源的开发利用课堂检测1.在冶金工业上,均不能用常用还原剂制得的是 ( )A.Na、Mg、Al、K
B.Na、K、Fe、Zn
C.Zn、Fe、Cu、Ag
D.Mg、Al、Zn、Fe
A2.工业上冶炼钾的反应为:KCl(l)+Na(1)═K(g)+NaCl(l)。下列有关该反应的说法不正确的是()
A.还原性:K>NaB.该反应需要在稀有气体的氛围中进行C.抽走钾的蒸气有利于该反应进行D.工业上用电解NaCl溶液制取金属NaD自然资源的开发利用课堂检测3.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示:(1)滤渣①的化学式为
,是
(填“强”“弱”或“非”)电解质。
(2)加入过量铁粉,被还原的金属阳离子有
。过氧化钠的电子式为
。
(3)滤液④的溶质是
。B电解方程式为
。
(4)写出滤渣③生成A的化学方程式:
。
BaSO4强Fe3+、Cu2+、Ag+NaHCO3自然资源的开发利用海水资源的开发利用水资源利用循环冷却水海水淡化:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等化学资源的开发利用海水提溴:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2海水提镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑海带提碘:Cl2+2I-===I2+2Cl-自然资源的开发利用直接利用海水进行循环冷却制取镁海水淡化蒸馏法、电渗析法、离子交换法提取溴单质吹出法制取氯化钠自然资源的开发利用【例】(双选)利用海洋资源获得的部分物质如图所示,有关说法正确的是(
)。
A.在化学反应中,H2O可转变为D2OB.“加碘食盐”生产中碘添加剂为碘酸钾C.实验室用带橡胶塞的棕色瓶贮存液溴D.电解熔融的MgCl2可得到Mg和Cl2BD解析:A项,海水中存在重水,海水蒸馏是物理变化不能实现水转化为重水的分子变化,故A错误;B项,加碘食盐是添加了碘酸钾,故B正确;C项,溴单质具有强氧化性和腐蚀性,不能用橡胶塞而应该用玻璃塞,Br2易挥发,密度比水的大,所以应保存在棕色瓶中,避免光照,并放在阴凉处,同时在液溴表层加水,就是所谓的液封,防止其挥发,故C错误;D项,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,因此电解熔融MgCl2可得到Mg和Cl2,故D正确。自然资源的开发利用课堂检测1.某化学研究性学习小组在实验室中模拟海水提取溴的过程如下:(1)取24L除去悬浮杂质后的海水,浓缩至2L,浓缩的目的是
。(2)向浓缩后的溶液中通入足量Cl2,反应的离子方程式为
,通入热空气的目的是
。(3)将吹出的Br2用纯碱溶液吸收,反应得到NaBr、NaBrO3和CO2,反应的化学方程式为
,将产生的CO2全部通入足量澄清石灰水中,得到1g白色沉淀。(4)假设整个过程中没有溴元素的损失,则该海水中溴的浓度为
g•L-1。富集溴元素Cl2+2Br-═Br2+2Cl-将Br2吹出3Br2+3Na2CO3═5NaBr+NaBrO3+3CO2↑0.067自然资源的开发利用课堂检测
2.从海带中提取碘的实验过程如下图所示(1)步骤①灼烧海带时会用到下列仪器中的()A.烧杯B.坩埚C.表面皿D.泥三角E.酒精灯F.三脚架(2)步骤③和⑤的操作名称是
、
_(3)步骤④反应的离子方程式是____________________________(4)请设计实验,检验水溶液中是否含有碘单质_______________________海带①灼烧海带灰②浸泡海带灰悬浊液③含I-溶液④H2O2、稀硫酸含I2溶液⑤提取碘I2的CCl4溶液⑥单质I2BDEF过滤萃取2I-+2H++H2O2
=I2+2H2O取少量水溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,如果出现蓝色,则说明含有碘单质自然资源的开发利用
海带提碘海带灼烧海带灰浸泡单质碘含I-的溶液海带灰悬浊液含I2的有机溶液含I2的溶液过滤适量氯气萃取蒸馏氧化【涉及反应】Cl2+2I-
=I2+2Cl-【考察点】1.灼烧海带需要用到的仪器有:坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯。2.氧化剂除可用氯气,还可以选择H2O2、酸性高锰酸钾溶液、新制氯水等,
这些氧化剂与I-发生氧化还原反应的离子方程式的配平需要熟练掌握。3.萃取剂的选择原则:ⅰ不与原溶液反应;ⅱ与原溶剂不互溶;ⅲ溶质
在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度。自然资源的开发利用空气吹出法提溴海水提取粗盐苦卤硫酸酸化溴蒸汽含Br2的空气含Br2的海水溴水混合物吸收液①氯气氧化②空气吹出③SO2吸收④氯气氧化⑤蒸馏⑥冷凝⑦⑧分离液溴【涉及反应】Cl2+2Br-
=Br2+2Cl-Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-②④【考察点】1.步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,酸化可抑制氯气、溴单质与水反应2.氧化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直度接蒸馏,耗时耗能,产
品成本高。经过③④⑤,实现Br2的富集。自然资源的开发利用煤、石油、天然气的综合利用煤的综合利用煤的干馏煤的气化:C(s)+H2O(g)CO+H2煤的液化:CO+2H2CH3OH石油的综合利用原理:利用各组分沸点的不同进行分离产品:液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油等分馏裂化原理:目的:获得更多的汽油等轻质油裂解原理:目的:获取更多的乙烯等化工原料天然气的综合利用清洁燃料
合成氨和甲醇合成两个或多个碳原子的有机化合物自然资源的开发利用化石燃料煤石油天然气主要成分有机物和少量无机物组成的复杂混合物,组成以碳元素为主多种碳氢化合物组成的混合物,成分复杂主要成分是甲烷,天然气的水合物又称为可燃冰综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化分馏裂化裂解催化重整天然气化工化学变化化学变化物理变化自然资源的开发利用变化过程原理产物煤干馏使煤隔绝空气加强热,使其分解的过程出炉煤气、煤焦油、焦炭气化把煤中的有机物转化为可燃性气体氢气、一氧化碳等液化把煤转化为液体燃料的过程液体燃料如甲醇、汽油等石油分馏利用石油中各组分沸点的不同进行分离汽油、煤油、柴油、重油等裂化将大分子的重油断裂为小分子的轻质油轻质油裂解深度的裂化乙烯、丙烯、甲烷等气态烃催化重整石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃苯或甲苯等自然资源的开发利用【例1】下列变化不属于化学变化的是()①煤的干馏②煤的液化③煤的汽化④石油的分馏⑤石油的催化裂化⑥石油的裂解⑦煤的开采⑧海水蒸馏A.①②③④⑧B.②④⑥⑤⑦C.④⑦⑧D.⑥⑧C【例2】下列物质中能用于萃取溴水中溴的是()A.直馏汽油B.裂化汽油C.酒精D.水A自然资源的开发利用课堂检测在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。经过晒盐后的卤水中,溴的含量提高了100倍左右。只要把卤水加入反应塔中,通过氯气和水蒸气蒸馏,就可以把“溴”蒸出来。也有借助煤油从海水中提取溴的,煤油用过之后,还可以回收。土法提取溴可用浓盐酸作用于漂白粉或用二氧化锰氧化浓盐酸制取氯提取溴。(1)从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化和提取三个步骤。其流程为写出卤水中通入Cl2时发生反应的离子方程式。提示:2Br-+Cl2====Br2+2Cl-。自然资源的开发利用课堂检测(2)通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是什么?提示:溴单质易挥发。(3)借助煤油从海水中提取溴是利用溴的什么性质?该操作的原理与哪种化学操作相同?提示:利用了溴易溶于有机溶剂的性质,该操作的原理与萃取相同。自然资源的开发利用化学品的合理使用化肥、农药的合理施用合理施用的重要性:保障农作物增产、减少农作物损失不合理施用的危害:产品浪费;水体富营养化;
破坏生态平衡;大气、地表水和地下水污染发展方向:高效、低毒、低残留合理用药药物分类天然药物、合成药物处方药、非处方药(OTC)原则:安全、有效、经济、适当等化学品的合理使用安全使用食品添加剂定义: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的物质分类:天然的和人工合成的相关使用原则和规定:按照GB
2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》的规定使用名称主要作用常用物质代表物结构或成分着色剂改善食品颜色红曲红、β-胡萝卜素、姜黄、柠檬黄、靛蓝
增味剂增加食品的鲜味味精(谷氨酸钠)
化学品的合理使用膨松剂使面团疏松、多孔单一膨松剂、复合膨松剂NaHCO3
NH4HCO3凝固剂改善食品形态盐卤、葡萄糖酸-δ-内酯MgCl2
CaSO4防腐剂防止食品腐败变质苯甲酸、苯甲酸钠、亚硝酸钠、山梨酸、山梨酸钾抗氧化剂防止食品被氧化变质抗坏血酸(VC)营养强化剂补充必要的营养成分维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌、碘酸钾VB、VD、CaCO3、FeSO4、ZnSO4、KIO3化学品的合理使用环境保护与绿色化学化学与环境保护工业三废:废气、废水、废渣化学在三废处理中作用加强环境质量监测,控制污染物排放对污水进行三级处理后排放对固体废物进行无害化、减量化和资源化处理绿色化学
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