第八章化学与自然资源的开发利用

第八章化学与自然资源的开发利用周南中学高二化学备课组吴双知识点一金属矿物资源的开发利用1．除金、铂等极少数金属外，大多数金属以化合物的形式存在于自然界。将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的方法称为金属的冶炼。金属冶炼的过程，主要是利用金属矿物中的金属离子获得电子变成金属单质所发生的还原反应。n+M得电子ne-M（被还原）2．利用金属活动性的不同，可以采取不同的冶炼方法：1热分解法——适用于冶炼一些不活泼的金属，如Hg、Ag等的冶炼。由HgO冶炼Hg的化学方程式为2热还原法——适用于大多数金属在金属活动性顺序中一般从n到Cu之间的金属的冶炼。常用的还原剂有C、CO、H2、Al等，用Al在高温下还原Fe2O3的化学方程式为2Al＋Fe2O3高温2Fe＋Al2O3。3电解法——适用于冶炼Na、Mg、Al等非常活泼的金属。工业上冶炼Mg的化学方程式为工业上冶炼Al的化学方程式为知识点二海水资源的开发利用1．海水资源的利用主要指海水水资源和海水化学资源的利用；海水水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等；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、电渗析法、离子交换法等。2．空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺：①在预先经过酸化的浓缩海水中，用Cl2置换Br－使之成为Br2；②通入空气和水蒸气，将Br2吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸HBr水溶液以达到富集的目的；③再用Cl2将其氧化得到产品溴Br2。以上三个生产阶段所涉及反应的离子方程式分别为：①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－；②Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2-4；③Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。3．在研究和开发海洋资源时，不能以牺牲环境为代价，也决不应违背可持续发展的原则。从海水中获得有用的物质和能量具有广阔的前景。知识点三化石燃料的综合运用1．化石燃料通常指煤、石油和天然气，它们不仅是重要的燃料，也是重要的化工原料。2．煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。煤的综合利用是指从煤中获得洁净的燃料和多种化工原料的方法和途径，通常有煤的干馏、煤的气化和液化等途径。1煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。2煤的气化是指将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气作用生成水煤气等，反应的化学方程式为Cs＋H2Og高温COg＋H2g。3煤的液化是指煤与H2等作用生成液态燃料的过程。3．石油是由多种碳氢化合物烃组成的混合物，对石油进行综合利用的途径主要有：1分馏——利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程，石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油，是物理变化。2裂化——将重油裂化为汽油。3裂解——将汽油裂解为CH2===CH2、CH2===CH—CH3、CH4等重要化工基本原料。4热催化重整——使链状烃转化为环状烃如苯、甲苯等。4．1通常所说的三大合成材料是指塑料、合成橡胶和合成纤维，它们都主要是以煤、石油和天然气为原料生产的。2CH2===CH2、CH2===CH—CH3等都可通过加聚反应生成聚乙烯和聚丙烯塑料，反应的化学方程式分别为知识点四绿色化学理念在化工生产中的重要性1．工业生产需要大量的原料，消耗大量的能源，在得到所需产品的同时产生了大量的废气、废水和废渣，处理不当就会污染环境。绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。2．酸雨是指pH小于56的降水，硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质；酸雨会腐蚀建筑和桥梁等，严重时会产生安全事故；工业上常利用一些廉价易得的化学物质与它们发生反应对它们加以控制、消除或回收利用。【例1】2018年湖南省学业水平考试真题下列金属的冶炼方法中，属于热还原法的是===4Ag＋O2↑＋CuSO4===FeSO4＋Cu3＋3CO高温=====2Fe＋3CO22熔融通电=====Mg＋Cl2↑【答案】C【答案】A【例3】2017年湖南省学业水平考试真题我国海水制盐具有悠久的历史，所得“盐”的主要成分是A．Na2SO4B．NaClC．CaCl2D．Na2CO3【例4】环境污染危害人体健康。下列做法会造成大气污染的是A．使用太阳能热水器B．使用电动公交车C．大量焚烧秸秆D．用天然气替代煤作燃料【答案】B【答案】C【例5】海水是重要的水资源。下列方法可用于淡化海水的是A．蒸馏法B．过滤法C．分液法D．萃取法【例6】综合开发利用海水资源获取物质和能量具有广阔的前景。下列综合开发利用海水资源的过程中，只发生物理变化的是A．用海水晒制食盐B．从海带中提取碘C．从海水中提取溴D．用海水制取烧碱【答案】A【答案】A【例7】从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平，下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于A．金属的导电性强弱B．金属在地壳中的含量多少C．金属的活动性大小D．金属的化合价高低【答案】C【例8】某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：

物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/℃660205415351462沸点/℃246729802750—1某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答：______填“合理”或“不合理”。2设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是____________，反应的离子