煤与石油的应用

第十五讲金属的冶炼与海水的利用一、金属在自然界中的存在形式1．金、铂等极少数金属以 形式存在。TOC\o"1-5"\h\z2．绝大多数金属以 形式存在。在金属化合物中，金属元素都显 。二、金属的冶炼方法1．热分解法适用于 金属的冶炼。(1)加热分解HgO： 。(2)加热分解Ag2O： 。2．电解法适用于 金属的冶炼。冶炼金属钠： 。冶炼金属镁： 。冶炼金属铝： 。3．高温还原法适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的还原剂有 、 、 等。高炉炼铁： 。铝热反应炼铁： 。用氢气还原氧化铜： 。4．其他方法湿法炼铜： 火法炼铜： 。三、铝热反应实验探究实验装置及操作「龄匚 \A亠Zri1[ AA44? /士 ",上小业八一HHnZ口业八Vf-去沢-^r、、/冃心"nr"实验现象镁条 ，放出一定的热，使氧化铁粉末和铝粉在较冋温度卜发生剧烈的反应：反应放出 ，并发出 ：纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的杲原因镁条燃烧，放出定的热量，KCIO3作为 仕受热彳状丿态丨发生

分析分解，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应：应放出，该反，发出 ，生成的 在咼温下呈熔融状态原理应用该反应中铝在高温下还原出了 ，在冶金工业上也常用这一原理制取 的金属，如：钒、铬、锰等，3MnO2+4Al===温2Al2O3+3Mn,另外该反应原理可以应用在生产上，如 等四、有效利用金属资源的途径TOC\o"1-5"\h\z1．提高金属矿物的 ；2．减少金属的 ；3．加强金属资源的 ；4．使用 代替金属材料。一、海水水资源的利用五．海水水资源的利用利用方式：主要包括海水的淡化和直接利用海水进行 等。海水淡化的途径主要是从海水中提取淡水或从海水中把 分离出去。海水淡化的方法主要有 、 、 等。其中 的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。(4)海水的蒸馏六、海水化学资源的开发利用1．海水化学资源的特点海水资源的多样性由于与岩石、大气和生物的相互作用,海水中溶解和悬浮着大量的 和 ,按含量计，H2O中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素超过总量的 ，其他为 元素，总计含有 多种元素。海水资源的分散性虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的 却很低。例如海水中金(Au)元素的总储量约为5X107t，而It海水中的含量仅有4X10fg。2．海水化学资源的开发利用从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产 、 、 以及 、 、 等含氯化工产品。从海水中制取 、 、 及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。海带中提碘【点对点练习】知识点一金属的冶炼原理1．下列叙述中正确的是（）含金属元素的离子一定是阳离子在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂某元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原金属阳离子被还原时，不一定得到金属单质2．有关金属的冶炼原理下列说法正确的是（ ）肯定发生的是置换反应肯定发生的是分解反应肯定发生的是氧化还原反应只能用金属作还原剂冶炼金属用铝热法还原下列化合物，制得金属各lmol,消耗铝最少的是（）A．MnO2 B．WO3 C．Co3O4 D．Cr2O3知识点二金属的冶炼方法4•冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（I）火烧孔雀石炼铜；（II）湿法炼铜；现代有（III）铝热法炼铬；（W）从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是（ ）（I）用① B.（II）用② C.（III）用③D.（W）用④5•下列各组金属最适合用H2或CO把它们从化合物中还原出来的是（）A.Ca、Mg B.Al、FeC.Fe、Cu D.Hg、Ag均能将Fe2O3还原成Fe的一组物质是（）A.CO、O2、H2 B.CO、H2、CC.CO2、H2O、O2 D.CO2、O2、C知识点三铝热反应铝能用来冶炼难熔金属（如Cr、V、Mn等），这是因为铝（）有两性B.有良好的导电性C.熔点低D.有还原性，且在反应中放出大量热如图所示，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。把内层纸漏斗取出，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

F面放置盛沙的蒸发皿。把5g炒干的氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中,上面加上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②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射③纸漏斗的下部被烧穿④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写出下列操作或物质的作用：TOC\o"1-5"\h\z内层纸漏斗底部剪一个孔： ；蒸发皿盛沙： ；镁条： ；氯酸钾： 。知识点四海水水资源的开发利用9．历史最久的海水淡化方法是( )蒸馏法B.电渗析法C•离子交换法D.过滤法10．许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要通过化学变化就能够从海水中获得的物质是( )A•氯、溴、碘 B•钠、镁、铝C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水11．下列关于海水知识不正确的是( )海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用海水既苦又涩，不能直接利用海水中某些金属元素总储量很大，但富集程度却很低海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合知识点五海水化学资源的开发利用12.已知海带中的碘以I宠式存在，若将其转化为单质碘，不能使用的物质是()A．Cl2 B．Br2 C．H2O2 D．H2O13．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取出来的。主要步骤如下：

海水(主要含NaCl和—剂海水(主要含NaCl和—剂①MgSO等)ST2心MgCl2溶液MgClj6H2022熔融》Mg电解⑴为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用 ，要使MgSO4完全转TOC\o"1-5"\h\z化为沉淀，加入试剂①的量应 。⑵加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 。⑶试剂②可以选用 。⑷无水MgCl2在熔融状态下通电，会生成Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式：．煤、石油、天然气的综合利用1．煤的综合利用煤的组成煤是由 和少量 组成的复杂混合物。煤的元素组成主要是—，还含有少量的—、—、N、S等元素。煤的综合利用煤的综合利用主要是通过煤的 、煤的 和 ，获得洁净的 和多种化工原料。煤的干馏煤的干馏是将煤 加强热使其 的过程，也叫煤的焦化。煤的气化意义：将煤转化为 的过程。主要反应方程式： 。煤的液化a•直接液化：使煤与 作用生成液体燃料。b.间接液化：使煤先气化为—和—，再催化合成天然气的综合利用成分：主要成分是 。用途：天然气是一种清洁的 ，又是重要的化工原料，主要用于 和石油的综合利用(1)石油的成分从组成元素上看，石油的成分主要是 和 。从组成物质上看，石油是由各种 烃、 烃和 烃组成的混合物。(2)石油的分馏利用原油中各组分 的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。石油的裂化和裂解裂化就是在一定条件下，将 较大、沸点较高的烃断裂为 较小、沸点较低的烃的过程。裂解又叫 裂化，是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度，使长链烃断裂成短链烃——乙烯、丙烯等的加工过程。石油的催化重整，可以使链状烃转化为 ，从而获得苯、甲苯等重要化工原料。蒸馏、分馏和干馏的区别与联系蒸馏：把液体加热到沸腾变为 ，再使 冷却凝结成 的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到 的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。各组分沸点差别 ，挥发出的物质(馏分) 。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。分馏：对多组分混合物在控温下先后、连续进行的 。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为 馏分而达到 的目的。干馏：把 混合物(如煤、木材) 加强热使它 的过程叫做干馏。蒸馏与分馏同属 变化，干馏过程往往发生复杂的 变化。4．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料TOC\o"1-5"\h\z(1)三大合成材料： 、 、 。(2)加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。乙烯的加聚反应方程式为 。高分子化合物中的几个化学用语(以聚乙烯为例)单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如 。链节：高分子化合物中的最小重复单元，如 。聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。a.制备聚丙烯：nCH3CH===C斗催化剂 。■-[-H ■:IIJnTOC\o"1-5"\h\zb.制备聚2-丁烯( )nCH3CH===CHC斗催化剂 。知识点一煤的综合利用1.煤的干馏( )就是煤的燃烧过程是在空气中加热的过程是隔绝空气加强热使煤分解的过程是一个物理变化下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是( )加强热使煤分解的过程称为干馏煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化对煤进行干馏的主要目的是为了得到煤焦油煤是以单质碳为主的复杂混合物，干馏时单质碳与混合物质发生了化学变化有关煤的叙述中不正确的是( )煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分C•煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键下列变化不属于化学变化的是( )煤的干馏 B.煤的液化C•煤的气化 D•煤的开采知识点二石油及石油化工下列关于石油组成的叙述中，正确的是( )石油是烯烃和其他一些不饱和烃的混合物石油是各种烷烃和烯烃的混合物石油是各种饱和烃的混合物石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物

综合测试卷1、选择题(每题只有一个选项符合题意，每题2分，共20分)1.取一小段镁带，用砂纸除去表面的氧化膜，放入试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞试液。一会儿后发现镁带表面有气泡放出，且镁带附近溶液变红色。加热试管至水沸腾。发现镁带表面有大量气泡放出，且试管中的液体全部变为浅红色。关于该试验，下列说法不.正.确.的是A.温度越高，镁与水反应的速率越快B.CD.镁与水反应的化学方程式为：Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2fB.CD.氢氧化镁显碱性，且在水中有一定的溶解性宀“***•氢氧化镁是离子化合物，它的电子式可表示为：HgMggH2.最早使用的化学电源(chemicalpowersource))是锌锰电池，即大家所熟悉的干电池(drycell)，其结构如下图所示：尽管这种电池的历史悠久，但对它的电化学过程尚未完全了解。一般认为，放电时，电池中的反应如下：E极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－F极：Zn＋2NH4Cl===Zn(NH3)2Cl2＋2H＋＋2e－总反应式：2MnO2＋Zn＋2NH4Cl===2MnO(OH)＋Zn(NH3)2Cl2下列说法正.确.的是E极是电池的正极，发生的是氧化反应F极是电池的负极，发生的是氧化反应从结构上分析，锌锰电池应属于可充电电池锌锰电池内部发生的氧化还原反应是可逆的3.我们已经知道，温度、固体表面积、反应物的状态、液体的浓度、催化剂等都可以影响化学反应的速率，我们可以通过这些因素来调控反应速率。实验室用30%左右的硫酸溶液(约3.7mol・L-1)与锌粒反应制取氢气。下列措施中不可能加快反应速率的是A.适当升高温度 B•将锌粒改为锌粉将所用硫酸加适量水适当稀释 D.寻找一种合适的催化剂并加入其中取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷(methane)和半试管氯气，用铁架台固定好。放在光亮处一段时间。下列对观察到的现象的描述及说明正确的是试管中气体颜色变浅，是因为发生了加成反应(acdditionreacticon)试管中有少量白雾生成，这是氯化氢的小液滴试管内壁出现油状液体，这是甲烷与氯气的混合溶液试管内壁出现油状液体，这是CH3Cl小液滴在塑料袋中放一个成熟的苹果，再放些青香蕉，将袋口密封。两天后，发现青香蕉成熟了。导致青香蕉成熟的物质是成熟苹果释放出的CHB.CHCOOH C.CHD.CHCHOH24 3 66 3 26.实验室里有200mLCH3COOCH2CH3，经检验，发现其中溶有少量CH3COOH。如果要除去这些ch3cooh，请选择下列中的有效方法A.蒸馏B.水洗后分液C.用过量饱和Na2CO3溶液洗涤后分液用过量NaCl溶液洗涤后分液7．油脂是多种高级脂肪酸的甘油脂。油脂的下列叙述和用途中，与其含有不饱和的碳碳双键有关的是油脂是产生能量最高的营养物质利用油脂在碱性条件下水解（皂化反应cellulose）可以制得甘油和肥皂植物油经过氢化（加氢），可以变成脂肪油脂是有机体组织里储存能量的重要物质8．利用金属活性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属。下列反应所描述的冶炼方法不.可.能.实.现的是2Al2O3（熔融）冰晶石4A1+3O2fFezq+SC0』^ZFe+SCqFe＋CuSO4===FeSO4＋Cu2KC1（水溶液）』2K+Cp在石油工业发展的早期，乙烯和丙烯都曾被当着炼油厂的废气而白白烧掉，聚乙烯和聚丙烯的研制成功，使这些废弃物得到了充分利用。分析丙烯的加成聚合过程，指出描述聚丙烯的结构简式中正确的一项A.—CH2—CH— B.—CH2—仕CH3 CH2C.—CH=CH—Ch£ d.—CH2—CH2—叫下列说法正确的是化学反应既遵守“质量守恒”定律，也遵守“能量守恒”定律HF、HCl、HBr、HI的的稳定性依次增强丁烷与异丁烷是同系物（homolog）石油裂化（cracking）的目的是使直链烃转化为芳香烃二、选择题（每题只有一个选项符合题意，每题3分，共24分）对于可逆反应M+3N=2Q达到平衡时，下列说法正确的是M、N、Q三种物质的浓度一定相等M、N全部变成了Q反应混合物各组分的浓度不再变化反应已经停止X、Y都是短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y元素的最高正价与最低负价的代数和为6,X和Y两元素形成的化合物为R,则下列关于R的叙述正确的是R一定是共价化合物R一定是离子化合物R可能是共价化合物，也可能是离子化合物

D．R不可能是气态物质，只可能是固态物质以乙烯为原料生产环氧乙烷的方法很多。经典的方法是氯代乙醇法，它包括两步反应:①CH2=CH2+Cl2+H2° ClCH2CH2OH+HCl②ClCH2②ClCH2CH2OH+HCl+Ca(OH)2 由錘现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成「反应式为2A2CH2=CH2+O2^-a^H2C CH222222与经典方法相比，现代方法的突出优点是：所使用的原料没有爆炸的危险符合绿色化学(greenchemistry)中的最理想的“原子经剂”(atomeconomy)对设备的要求较低充分利用了加成反应的原理某元素原子的质量数为A,它的阴离子Xn"核外有x个电子，w克这种元素的原子核内中子数为A(A(A—x+n)A. molww(A+x一n),B molBAw(A一x+n)7 w(A一x一n),C mold molAA“生物质”是指植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种，烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正被现代科学技术所改变。下列关于“生物质能”的说法，不.正.确.的是利用生物质能就是间接利用太阳能生物质能源是可再生的能源解决农村能源的一条重要途径是充分利用好生物质能源生物质能的缺点是可造成严重的环境污染在N2+3H2=2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6mol・L-1,在此时间内用NH3表示的反应速率为0.3mol・L-1S-1。则此一段时间是：A.1秒 B.2秒C.0.44秒 D.1.33秒有一种有机化合物，它的分子模型可表示为右图所示。请通过分析，指出有该有机化合物参与且正确的化学方程式是催化剂I、TOC\o"1-5"\h\zCHCOOH+CHCHOH CHCOOCHCH+HO ■3 3 2 加热 3 2 3 22CHCHOH+2Na 2CHCHONa+Hf3 2 3 2 2催化剂.2CHCHOH+O 2CHCHO+2HO322△32催化剂ICH=CH+HC1催化剂”CHCHCl2232某有机物的结构为下图所示，这种有机物不.可.能.具有的性质是①可以燃烧；②能使酸性KMnO/容液褪色；③能跟NaOH溶液反应；④能发生酯化反应； ch=CH2⑤能发生加聚反应；⑥能发生水解反应 一CH厂COOHA.①④B.只有⑥C.只有⑤D.④⑥ CH2OH三、填空题（共20分）19.（每空2分，共6分）腈纶织物产泛地用作衣物、床上用品等。腈纶是由ch2=ch-cn聚合而成的，ch2=ch-CN可以由下列反应制得：2CH-CH=CH+2NH+30 2CH=CH-CN+6HOTOC\o"1-5"\h\z3 2 3 2 2 2丙烯可以由石脑油裂解制得：C1oH22—2C3H6+X1022 3 6（1）写出上述反应中X的结构简式 。（2）合成高分子化合物（如腈纶等）部分地取代了棉、麻等天然材料，为什么前者作为废弃物易产生环境污染，而后者却不会？ 。（3）生物质含有葡萄糖、淀粉和纤维素等糖类，也称碳水化合物，绿色植物将二氧化碳和水变成碳水化合物的过程称为光合作用。写出由二氧化碳、水变成葡萄糖的化学方程式在原子序数为1一18号元素中：（1）与水反应最剧烈的金属是 （填元素符号）。（2）与水反应最剧烈的非金属单质是