2012年高一化学人教版必修2第四章化学课件集

第四章化学与自然资源的开发利用,第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时金属矿物的开发利用,(二)金属的冶炼1冶炼原理金属冶炼的实质是根据_，使金属矿物中的金属阳离子_生成金属单质的过程：Mnne=M。,氧化还原反应,得到电子,2冶炼方法,2热还原法的优缺点(1)用H2作还原剂时，生成产物H2O在高温下以H2O(g)蒸发出去，使制得的金属纯度较高，但成本也较高。,(3)用C作还原剂冶炼得到的金属往往混有焦炭和金属碳化物，得不到纯度较高的金属。(4)用铝热反应冶炼金属，克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难冶炼的问题，但是成本较高。特别提醒同一种金属可能有不同的冶炼方法，可根据原料、生产设备、金属的用途等来确定，如金属Cu可用热还原法、湿法冶炼。,解析：Na、Mg很活泼，应用电解法，A正确，B错误；铁属较活泼金属，可用热还原法，C正确；较不活泼金属汞可用热分解法，D正确。答案：B,2.铝热反应,特别提醒实验注意事项：(1)镁条要打磨净表面的氧化膜,否则难以点燃；(2)氧化铁粉末要干燥，铝粉要没有被氧化，否则难以反应；(3)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出；(4)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人；(5)实验装置要与人有一定距离,防止人被烧伤。,2铝用来焊接钢轨是利用 ()A铝同氧气反应生成稳定的保护层B铝是热的良导体C铝是强还原剂，铝热反应放热D铝合金强度大解析： 铝是强还原剂，铝热反应放出大量的热，可达到很高的温度，生成了Al2O3和液态铁，从而将钢轨焊接在一起。答案：C,解析：活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确，C错误。答案：C,规律方法选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活泼性。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前越难被还原，金属的位置越靠后越容易被还原。,1下列金属的工业制法正确的是()A制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛 B炼铁：用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁C制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠D炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜,解析：金属钠在溶液中无法置换出金属钛，因为钠首先与水发生反应，A项错误；电解氯化钠溶液得不到金属钠，实际生产中是在高温条件下电解熔融NaCl制得钠和氯气，C项错误；一般是用黄铜矿制得粗铜，然后再用电解精炼法得到纯度很高的铜，D项错误。答案：B,如右图所示，用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。,通过以上实验信息，回答下列问题：(1)写出该反应的化学方程式：_，在该反应中_是氧化剂，_是还原剂，该反应称为_反应。(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上)：_。,镁条剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射;纸漏斗的下部被烧穿；有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：_；蒸发皿盛沙：_；镁条：_；氯酸钾：_。,思路点拨：解答该题应注意以下三点：(1)铝热反应为典型置换反应，条件为高温。(2)铝热反应中铝热剂为Al粉(还原剂)和金属氧化物(氧化剂)，引燃剂为KClO3。(3)铝热反应放出大量的热量。,误区警示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活动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，如Al和MgO组成的混合物不能称之为铝热剂。,2下图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：,(1)引发该铝热反应的操作为_。(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应能否发生？_(填“能”或“不能”)，理由是_。(3)铝热反应的用途有哪些_。,解析：(1)利用镁条燃烧放热促使KClO3分解产生O2从而引发铝热反应。(2)Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg。答案：(1)在混合物中间插一根镁带，并用燃着的小木条(或火柴)点燃镁带(2)不能镁比铝活泼，铝不能置换镁(3)用于焊接钢轨；冶炼某些金属,热点实验一氧化碳还原氧化铜的实验探究探究举例以下是一学生用CO干燥气体还原W g不纯氧化铜(所含杂质不与通入的气体反应)测定氧化铜纯度的实验。所给出的气体和试剂都是足量的。请根据实验操作过程回答下面的问题。,(1)点燃酒精灯前先要检查_，原因是_。(2)尾气处理装置是_(填或)，产生的现象是_。,装置中发生反应的化学方程式是_。选用尾气处理装置中发生反应的化学方程式是_。(3)把最后逸出的气体尾气收入球胆中，目的是_。,(4)请你根据上图，写出两种测定氧化铜纯度的方法，用文字简述其原理和需要测定的数据。方法一：_；方法二：_。,解析：(1)CO为可燃性气体，与空气混合后受热易发生爆炸，因此点燃酒精灯前应先检验CO的纯度。(2)CO还原CuO生成CO2，CO2能使澄清石灰水变浑浊(合理即可)。(3)CO具有可燃性且有毒，尾气收入球胆中既安全又能防止环境污染。(4)通过测定装置中硬质玻璃管减少的质量或装置中石灰水增加的质量，可推知CuO的质量、进而计算CuO样品中CuO的纯度。,(3)既防止CO与空气混合加热发生爆炸，又防止环境污染(4)方法一：测定装置中石灰水增加的质量，利用物质的量关系CuOCO2，推出CuO质量、进而计算CuO样品的纯度方法二：测定装置中硬质玻璃管减小的质量，利用物质的量关系CuOCum推出CuO质量，进而计算CuO样品的纯度,1.从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代,而后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是()地壳中金属元素的含量金属活动性顺序金属的导电性金属冶炼的难易程度金属的延展性ABC D,解析：金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发、利用的时间就较早；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼的金属只能用最强的还原手段(电解)来使金属离子还原，人们开发利用的时间就较晚。答案：D,2下列关于金属冶炼的说法不正确的是()A热分解法适用于制备不活泼金属B热还原法的常用还原剂是C、H2、CO、A1等C熔融电解法适用于制备不活泼金属D水溶液中置换法适用于活泼金属制取不活泼金属,解析：熔融电解法适用于制备活泼金属，热还原法适用于制备比较活泼的金属，热分解法适用于制备不活泼金属。答案：C,3铝的活泼性较强，直到18世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用Al制作的，现在还保存在大英博物馆中。下列冶炼铝的方法正确的是(),解析：从Al的还原性和AlCl3熔融的导电性两个方面分析。H2、CO、C等皆不能使Al2O3或Al(OH)3还原为Al，C、D不正确；AlCl3是分子晶体，熔融后不导电，B不正确。答案：A,4下列说法错误的是()A回收照相业中的定影液可提取镁B回收不锈钢可提取铬或镍以及铁C回收可口可乐易拉罐可回收铝D回收精炼铜的阳极泥可得金、银等贵重金属,解析：A中，照相业中的定影液主要含有硫代硫酸钠(Na2S2O3)，能与底片上的感光材料上未感光的AgBr形成络离子，溶解在定影液中。然后将定影液中的Ag转化为单质银而回收。B中，不锈钢主要含有Fe、Cr、Ni等金属；C中易拉罐主要成分是Al；D中阳极泥含有未溶解的不活泼金属Au、Ag等。答案：A,5(1)在一次化学晚会上，一位同学表演了一个有趣的魔术：用蘸有饱和硫酸铜溶液的玻璃棒在一洁净的铁片上点上数处，所点之处，点铁成“金”。你知道其中的奥妙吗？请用化学方程式表示其反应原理：_。,(2)铜在自然界多以1价矿石存在，因为在固态或是高温下1价铜比2价稳定。辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法之一是将矿石高温通空气焙烧，生成两种氧化物。将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧的矿石，混合后隔绝空气再进行高温焙烧，结果得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体。这两个反应的化学方程式为_、_。,解析：(1)Fe能置换CuSO4中的铜，化学反应方程式为FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)因为在固态或高温下1价铜比2价铜更稳定，所以高温通空气焙烧Cu2S时，生成两种氧化物为Cu2O和SO2，而后Cu2O与Cu2S在隔绝空气时高温焙烧生成Cu和SO2，结合氧化还原的知识即可写出两化学方程式。,第二节资源综合利用环境保护,1煤的综合利用(1)煤的组成煤是由_和少量_组成的复杂混合物，主要含碳_,还含有少量_等元素。,有机物,无机物,元素,氢、氧、氮、硫,(2)煤的综合利用,2天然气的综合利用(1)组成：天然气的主要成分是_。(2)综合应用:天然气是一种清洁的化石燃料。作为一种化工原料,主要用于_和_等。3石油的综合利用(1)石油的组成石油是由多种_组成的混合物。,甲烷,合成氨,生产,甲醇,碳氢化合物,(2)石油的综合利用,4以煤、石油和天然气为原料生产合成材料(1)三大合成材料:_。(2)实例：制取聚乙烯反应的化学方程式为：_,塑料、合成橡胶和合成纤维,(3)三个概念,2.直馏汽油与裂化汽油比较,3.化学“六气”的主要成分特别提醒焦炉气及裂解气中均含有烯烃，若通入溴水或酸性KMnO4溶液，溴水、酸性KMnO4溶液褪色。,1下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是 ()A石油裂解得到的汽油是纯净物B石油产品都可用于聚合反应C天然气是一种清洁的化石燃料D水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料,解析：汽油是C5C11的各种烃的混合物；石油产品有多种，并非都可用于聚合反应，如烷烃；水煤气是通过焦炭与水蒸气反应生成的。答案：C,1环境保护(1)环境问题的含义指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的_，以及工农业生产和人类生活所造成的_。(2)当今化学工作者面临的重要任务环境情况的监测、三废的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等。,生态环境破坏,环境污染,(3)三废废气：大气污染物主要来自_和工业生产过程产生的_及其_。废水：含有复杂的成分，任意排放会导致_的污染。废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有_和_两个重要目的。,化石燃料燃烧,废气,携带的颗粒物,土壤、水源,减小,环境污染,资源回收利用,2绿色化学(1)核心利用化学原理_。(2)原子经济的含义原子经济要求反应物中的原子全部转化为_,这时原子利用率达到_。,从源头上减小和消除工业生产对,环境的污染,期望,最终产物,100%,特别提醒(1)空气质量日报报导的空气污染物主要有CO、SO2、NOx及可呼入性固体颗粒。(2)酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾均与NOx有关。,2我国古代有“女娲补天”的传说，今天人类也面临“补天”的问题，下列采取的措施与今天所说的“补天”无关的是(),A研究新型催化剂，消除汽车尾气的污染B禁止使用含氟电冰箱C倡导使用无磷洗衣粉D严格控制硝酸厂的尾气处理,解析：今天所说的“补天”是指弥补臭氧层遭到破坏所造成的臭氧层变薄和臭氧空洞。氮氧化物、氟氯烃等都能破坏臭氧层，能杜绝或减少这些物质排放的措施都可以称为“补天”。答案：C,(2011临沂高一检测)下列说法中不正确的是( )A与煤、柴油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料B乙醇是一种可再生能源，作为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环境C利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量D煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化毫无意义,解析：A项，天然气的主要成分是CH4，完全燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染，而煤或柴油燃烧能产生污染环境的SO2、NOx等气体；B项，C2H5OH完全燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染；C项，太阳能、风能和氢能均为绿色能源；D项，煤的气化能提高煤的燃烧效率。答案：D,规律方法(1)煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。(2)煤的气化、液化的目的是把煤转变为清洁能源，提高煤的燃烧效率；石油分馏的目的是为了得到汽油、煤油、柴油等轻质油；石油裂化的目的是为了提高轻质油，特别是汽油的产量和质量；石油裂解的目的是为了得到乙烯、丙烯、丁烯等短链不饱和烃。,1把下列各物质的制取、加工方法或反应类型填写在各题后的括号中：(1)煤焦炭()(2)煤焦油苯()(3)石蜡汽油()(4)煤水煤气()(5)石油汽油、煤油、柴油(),解析：(1)干馏煤可得到焦炭；(2)煤焦油是苯与其他芳香烃组成的混合物，可利用分馏法从中获取苯；(3)石蜡是由相对分子质量大的固态烃和液态烃组成的混合物，可利用裂化方法制得汽油；(4)将煤气化可得水煤气；(5)将石油分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油。答案：(1)煤的干馏(2)分馏(3)催化裂化(4)煤的气化(5)石油的分馏,解析：A项，含磷洗涤剂流入江河、湖泊中能使水体富营养化，导致赤潮和水华，故A正确；B项，天然气是清洁能源，代替汽油和柴油作发动机燃料，有助于减轻环境污染，B正确；C项，工业废水中含有有毒物质，生活污水含有营养物质，均能污染水源和土壤，C正确；D项，抑制水中所有动植物的生长，会破坏生态平衡，不符合生态环境要求，D错。答案：D,规律方法(1)食品添加剂虽能改善食品的色泽、香味及保质时间，但必须按国家规定的用量使用，否则对人体健康有害。(2)汽油有分馏汽油和裂化汽油之分，二者性质上有差异，分馏汽油主要是液态烷烃，不能使溴水及酸性KMnO4溶液褪色，但裂化汽油中存在不饱和烯烃，能使溴水及酸性KMnO4溶液褪色。,2下列说法与“节能减排”不相符的是()A为推广氢能的使用，工业上可采用电解水法制取大量氢气B将石油裂化、裂解，综合利用石油资源C有节制地开采煤、石油、天然气等矿物资源D倡导“绿色化学”理念，逐步实现化工企业零排放,解析：A项中氢能的使用固然能减排，但用电解水法制取氢气会消耗大量的能量；B项中将石油进行深加工将更能提高原料的利用率，达到“节能”的目的，资源是有限的，有效合理地开采各种化石原料是目前倡导的节能方式，C项正确；D项中实现工业零排放是原子经济性的目的，符合“绿色化学”理论。答案：A,热点实验石油裂化的实验探究探究举例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中固体石蜡先熔化，试管中有少量液体凝结，试管中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管中液体气味，具有汽油的气味。,(1)该装置议器连接的顺序应遵循的原则为_，加入药品之前的操作为_，长导管的作用是_；(2)试管中少量液体凝结说明了_；(3)试管中溶液褪色说明了_；,(4)能否用试管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：仪器连接的顺序应遵循从下往上、从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用；依据催化裂化原理，下列反应皆有可能发生：,试管中有液体生成，说明生成5个碳原子数以上的烃，因为常温常压下，5个碳原子数以上的烃大都呈液体。试管中KMnO4溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃；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为了获得更多的轻质燃油，特别是提高汽油的产量和质量。,1(2010江苏高考)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 ()A为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药B绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源 D垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用,解析：大量使用化肥会破坏土壤结构，大量使用农药会污染环境，A项错；绿色化学的核心是从源头上阻止环境污染，而不是出现污染后去治理，B项错；化石燃料是有限的，仍需开发新能源以替代化石燃料，C项错误。答案：D,解析：电解水制氢要消耗大量的电能，高温分解水需消耗大量热能，天然气制氢要消耗大量化工原料和能量，而利用太阳光催化分解水制氢可节省大量能源且太阳能是用之不竭的，C项正确。答案：C,3有关聚乙烯的说法，正确的是 ()A聚乙烯通过加聚反应生成B聚乙烯具有固定的元素组成，因而有固定的熔、沸点C聚乙烯塑料袋有毒，故不能装食品D聚乙烯性质稳定，故不易造成污染,答案：A,4煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量90%)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是()“煤粉加压气化制备合成气”过程涉及化学变化和物理变化“煤粉加压气化制备合成气”过程涉及化学变化，但没有物理变化,该技术实现了煤的清洁利用该技术实现了煤的高效利用ABC D解析：煤粉加压气化是让煤变成以CO和H2为