必必修二第四章复习课

第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属在自然界中的存在形式1．金、铂等极少数金属以游离态形式存在。2．绝大多数以化合态形式存在。在金属化合物中，金属元素都是正价态。二、金属的冶炼1.金属冶炼的实质

利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。即：Mn++ne-M

将金属从其化合物中还原出来，用于生产和制造各种金属材料的过程，在工业上称为金属的冶炼。(1)热分解法(2)电解法(3)

热还原法3、

金属冶炼的方法的选择⑴热分解法2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑(适用Hg及其以后的不活泼金属)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgHgAg如：MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解（2）电解法（适合一些非常活泼金属）（3）热还原法

适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属。它是金属冶炼的常用方法。常用的还原剂有：活泼金属、CO、H2、C(焦炭)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSn

Pb(H)Cu铝热反应实验4－1反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温铝热剂注意：镁条、氯酸钾的作用：引燃剂湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu火法炼铜:Cu2S+O2==2Cu+SO2高温（4）其他方法KCaNaMgAlZnFeSn

Pb(H)CuHgAgPtAu金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强电解法热还原法热分解法物理方法金属活动性顺序与金属的冶炼方法小结∣∣∣海水资源的开发利用海水的淡化：（1）海水淡化的途径:◆从海水中提取淡水◆从海水中分离出盐（2）海水淡化的方法:p90◆蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）◆电渗析法（成本低，但未能大量生产）◆离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）蒸馏法所用的装置及原理◆原理：加热到水的沸点,使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。进冷却水出二、海水化学资源的开发利用

种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。总结：海水中含有的各种元素的特点：海水浓缩过滤HCl溶液，适量蒸发结晶NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液过量2.海水化学资源的开发利用(1)、NaCl的提取以NaCl为原料的化工生产

①NaCl的水溶液制NaOH

②制金属Na和Cl2

③

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O2NaCl+2H2O电解

H2+Cl2+2NaOH

2NaCl（熔融）电解

2Na+Cl2制Na2CO3氯碱工业海水蒸发粗盐水、重结晶

精盐母液Mg(OH)2①MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2②

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O③

MgCl2(熔融)===Mg+Cl2

通电盐酸、浓缩

MgCl2•H2O

脱水

MgCl2

电解

Mg石灰乳CaO

贝壳水煅烧①②③（2）海水提取镁（3）海水提溴：主要方法是空气吹出法海水浓缩酸化浓缩海水Br-通入氯气海水Cl-Br2通入空气水蒸气(吹入)吸收塔SO2反应后富集溴HBr、SO42－通入Cl2Cl-Br2分离溴单质化学方程式：2NaBr＋Cl2===Br2

＋2NaClBr2

＋SO2

＋2H2O===2HBr＋H2SO42HBr＋Cl2===Br2

＋2HCl（4）海带中提碘：海带海带灰溶解过滤灼烧残渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有机溶液萃取海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O反应原理

（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有I-）。将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。

（2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。

（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min，使可溶物溶解，过滤。

（4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1mlH2O2溶液，观察现象。（5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。

④实验注意事项③实验方法

海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。第二节资源综合利用环境保护第一课时废气、废水、废渣

煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料无机物(少量)有机物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量无机盐等

污染环境COx、NOx、SO2

烟尘煤的组成1、煤的组成煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用，保护环境煤的干馏实验装置图实验装置1实验装置22、煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。表4-2煤干馏的主要产品和用途（2）煤的气化：

定义：将煤转化为可燃性气体的过程。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温水煤气

定义：将煤转化为液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。（3）煤的液化：直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇。CO+2H2CH3OH催化剂二、石油的组成及其综合利用石油主要是多种碳氢化合物组成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点。)按元素：碳、氢含量为97%~98%按物质：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。（一般石油不含烯烃）按组成状态：固态、液态、气态。大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。二、石油的综合利用1、石油的组成元素:

主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）石油的主要成分：2、石油的炼制(除水脱盐后)石油的分馏：定义：利用原油中各组分的沸点不同进行分离的过程。分离后的各馏分仍然是混合物。3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：

（2）裂化的原理：

在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。（4）催化重整：在加热和催化剂作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃的过程。C16H34C8H18+C8H16催化剂加热、加压十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化剂加热、加压丁烷丁烯辛烷C4H10CH4+C3H6催化剂加热、加压甲烷丙烯丁烷C4H10C2H6+C2H4催化剂加热、加压乙烷乙烯丁烷你了解直馏汽油和裂化汽油吗？直馏汽油：是石油经过常压分馏获得的产物，主要成分为介于5个碳到11个碳之间的烷烃和环烷烃等。不含有碳碳双键，不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色。裂化汽油：是重油经过催化裂化制得的产物，主要成分为介于5个碳到11个碳之间的烷烃和烯烃等。含有碳碳双键，能使溴水或酸性高锰酸钾褪色。三、天然气的组成及其综合利用天然气的主要成分是甲烷。我国的天然气资源很丰富,但分布很不均匀,为了改善我国东部的能源结构,制定了什么计划？综合利用：A、燃料——清洁能源B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物四、合成材料1、原料：2、合成材料基本特征：3、合成材料的合成原理：例如：乙烯合成聚乙烯丙烯合成聚丙烯石油、煤、天然气相对分子质量很大，属于高分子化合物加聚、缩聚加聚反应聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。塑料、合成橡胶、合成纤维综合利用的意义：物尽其用、保护资源，创造出更多产品白色污染1、由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑料制品带来的环境污染就是“白色污染”。2、白色污染的危害；3、白色污染的治理：

A、废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）；

B、制造易降解材料。第二节资源综合利用环境保护第二课时环境保护思考与交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。

利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。

CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4

SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，转化为N2、CO2、H2O等无害气体。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。返回绿色化学理念（防治优于治理）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%2.光化学烟雾:起因:氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后,生成新的二次污染物.来源:汽车行驶排出的废气危害:光化学烟雾氧化性很强,能使橡胶开裂,并刺激眼睛和黏膜,使呼吸困难并诱发其他的病症.3.臭氧空洞起因:氮的氧化物、氯氟烃(CF2Cl2)排,放到空气中,使平流层的臭氧层变薄危害:使地面紫外线辐射增强的危害,皮肤病(癌)和其他疾病的发病率将急剧上升.4.白色污染起因:废弃塑料制品垃圾难于被生物降解,如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所带来的污染.危害:此材料可破坏土壤结构,影响市容卫生,且焚烧时产生一级致癌物二垩英.目前一次性塑料制品逐步被”绿色制品”——聚乳酸代替,这种物质可60天自行降解为CO2和H2O5.水体富营养化起因:大