8.1自然资源的开发利用高一化学教学讲义（人教版2019）

第一节自然资源的开发利用知识解读·必须会知识解读·必须会知识点一金属矿物的开发利用1.金属元素在自然界的存在形态金属元素⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(极少数：游离态形式存在，如金、铂等,绝大多数：化合态形式存在)) 金属元素2.常见金属的冶炼（1）金属冶炼的原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂或者加热、电解的方法把金属化合物还原为金属单质。（2）金属冶炼的实质：金属离子eq\o(→,\s\up7(得到电子))金属单质，即Mn＋＋ne－=M。（3）常用金属冶炼方法方法名称举例主要特点热分解法2Ag2O4Ag＋O2↑2HgO2Hg＋O2↑适合冶炼活动性较差的金属热还原法CO作还原剂Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2冶炼的金属为合金(含碳)，生产成本较低H2作还原剂WO3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高温))W＋3H2O冶炼金属纯度较高，成本较高Na、Mg、Al作还原剂Cr2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Cr＋Al2O34Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up7(高温))4NaCl＋Ti冶炼难熔金属，纯度较高，成本较高C作还原剂2ZnO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Zn＋CO22CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))CO2＋2Cu冶炼金属成本较低，易形成合金(含碳)电解法2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑金属纯度高，耗电量大，生产成本高3.铝热反应铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。实验原理Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来实验装置实验说明（1）镁条：引燃剂（2）氯酸钾：助燃剂（3）铝热剂：由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的（4）细沙：既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人实验现象（1）镁条剧烈燃烧（2）氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应（3）反应放出大量的热，并发出耀眼的白光（4）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，冷却后变为黑色固体。实验结论在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热，生成的铁呈熔融态与固态分离。实验原理Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up9(高温))2Fe＋Al2O3应用（1）在冶金工业上常用这一原理制取熔点较高的金属，如V、Cr、Mn等；（2）可用于焊接钢轨等。4.金属冶炼方法与金属活动性的关系根据金属活泼性的不同，采用不同的冶炼方法KCaNaMgAleqo\ac(—,\s\up11(|),\s\up22(),\s\do11(|),\s\do22())ZnFeSnPbCueqo\ac(—,\s\up11(|),\s\up22(),\s\do11(|),\s\do22())HgAgeqo\ac(—,\s\up11(|),\s\up22(),\s\do11(|),\s\do22())PtAu电解法热还原法热分解法富集金属存在的形式和应用历史与金属的活动性有直接关系。少数很不活泼的金属以游离态形式存在;金属越不活泼，被人类开发利用得越早。5.金属矿物的合理开发和利用（1）意义：节约矿物资源、节约能源、减少环境污染（2）途径：=1\*GB3①提高金属矿物的利用率=2\*GB3②开发环保高效的金属冶炼方法=3\*GB3③防止金属的腐蚀=4\*GB3④加强废旧金属的回收和再利用=5\*GB3⑤使用其他材料代替金属材料知识点二海水资源的开发利用1.海水资源的开发利用海水中含量最多的为O、H两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他为微量元素。2.海水水资源的利用海水资源的利用方法原理海水制冷直接利用海水进行循环冷却等海水淡化蒸馏法将海水加热蒸发汽化，然后蒸气冷凝而得到蒸馏水电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目的离子交换法用阴(阳)离子交换树脂除去海水中的阴(阳)离子得到去离子水提取物质和元素海水制盐、海水提溴、提碘、提镁等3.海水化学资源的开发利用（1）海水制盐（2）与食盐相关的工业①氯碱工业：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②制取钠：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。③制盐酸：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl。④制漂白液：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。⑤制纯碱：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq\o(=,\s\up10(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。（3）海水提镁过程：原理：①沉淀：Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2↓②溶解：Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O③脱水：MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(HCl),\s\do5(△))MgCl2＋6H2O④电解：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑（4）海水提溴工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：eq\a(\s\do11(↓酸),\x(海水),\s\do11(ⅰ↑氯气))eq\o(→)eq\a(\s\do11(白),\x(吹出塔),\s\do11(ⅱ↑热空气))eq\o(→)eq\a(\s\do11(↓水),\x(吸收塔),\s\do11(ⅲ↑二氧化硫))eq\o(→,\s\up7(溴化氢，溶液))eq\a(\s\do11(↓水蒸气),\x(蒸馏塔),\s\do11(ⅳ↑氯气))eq\o(→,\s\up7(溴蒸气))eq\a(\s\do11(白),\x(冷凝器),\s\do11(ⅴ))eq\o(→)eq\x(液溴)=1\*GB3①写出ⅰ、ⅲ、ⅳ过程中反应的化学方程式。ⅰ：Cl2＋2NaBr=Br2＋2NaCl。ⅲ：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。ⅳ：Cl2＋2HBr=Br2＋2HCl。=2\*GB3②根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞SO2。=3\*GB3③过程ⅱ和ⅳ通入空气、水蒸气利用单质溴的易挥发的性质；=4\*GB3④在提溴过程中，两次出现Br－eq\o(→,\s\up7(氧化,Cl2))Br2的过程，这样设计的目的是使Br－浓缩（富集溴），提高Br2的提取效率。4.海水资源的综合利用知识点三煤、石油和天然气的综合利用1.煤的综合利用（1）煤的组成eq煤\a(／\s\up6(\o(→,\s\up7(物质组成))),＼\s\do6(\o(→,\s\up7(元素组成))))eq\o(\o\al(\s\up18(由有机物和少量无机物组成的复杂混合物；),\s\do19(以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。)))（2）煤的干馏煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程，是一个复杂的物理变化和化学变化过程，工业上也叫煤的焦化。煤的干馏可以得到煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气。干馏产品主要成分主要用途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘类染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、制碳素电极焦炭炭冶金、合成氨造气、电石、燃料（3）煤的气化将煤转化为可燃性气体，C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO(g)＋H2(g)（4）煤的液化把煤转化成液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化=1\*GB3①直接液化：在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物。即：煤＋H2液体燃料=2\*GB3②间接液化：煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO、H2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等。即：煤CO＋H2甲醇2.天然气的综合利用eq\a\vs4\al(天然气)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(清洁的化石燃料：主要成分CH4,化工原料\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(合成氨：CH4＋H2O\o(→,\s\up7(一定条件))CO＋3H2，3H2＋N2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do7(高温、高压))2NH3,生产甲醇等：合成含两个或多个碳原子的其他有机化合物))))3.石油的综合利用(1)石油的成分：多种碳氢化合物组成的混合物，所含元素以C、H为主。（2）石油的综合利用分馏①原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分离②产物：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油（直馏汽油）裂化①原理：将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。如C12H26C6H14+C6H12②产物：碳原子数较少、沸点较低的烃。裂解①原理：裂解就是深度裂化。C16H34C8H18＋C8H16C8H18C4H10＋C4H8C4H10CH4＋C3H6C4H10C2H6＋C2H4②产物：短链不饱和烃，如乙烯。催化重整①原理：在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。②产物：环状烃，如苯和甲苯等。热点题型·学解题热点题型·学解题【例1】下列说法错误的是()A.对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等【答案】C【解析】活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如MgCl2、NaCl等)或熔融氧化物(如Al2O3等)制得的,电解其盐溶液得不到金属单质,C错误。【变式11】铁元素在地壳中含量丰富，下列有关说法不正确的是A．不锈钢属于铁合金 B．用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3+C．铁制品腐蚀过程中铁被还原 D．铁矿石炼铁过程中涉及化学变化【答案】C【解析】A.不锈钢是铁合金，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍，故A正确；B.为了检验某溶液中是否含有Fe3+，可加入KSCN溶液，如果溶液中含有Fe3+，溶液变为血红色，故B正确；C.钢铁腐蚀就是铁原子失去电子被氧化的过程，故C错误；D.铁矿石炼铁是利用还原剂一氧化碳还原金属氧化物，有生成了新物质，属于化学变化，属于化学变化，故D正确。【例2】下列金属冶炼原理对应的治炼方法，与工业上冶炼铝相同的是（）A.2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑B.Fe+CuSO4=FeSO4+CuC.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D.2Ag2O4Ag++O2↑【答案】A【解析】该反应是工业上用电解熔融的氯化钠的方法冶炼金属钠，与冶炼金属铝的方法一致，故A正确；该反应是湿法炼铜，属于置换反应，与冶炼铝不一致，故B错误；该反应是工业上用热还原法冶炼金属铁，与冶炼铝不一致，故C错误；该反应是工业上用热分解法冶炼金属银，与冶炼铝不一致，故D错误。【变式21】炼铁过程中的还原剂是（）A．焦炭 B．空气 C．石灰石 D．一氧化碳【答案】D【解析】在炼铁高炉中，焦炭在空气中燃烧生成二氧化碳，生成的二氧化碳在高温条件下与焦炭发生反应生成一氧化碳，在高温下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳是炼铁过程中的还原剂，故选D。【例3】从本质上讲，工业上冶炼金属的反应一定都属于（）A.氧化还原反应B.置换反应C.分解反应D.复分解反应【答案】A【解析】金属的治炼原理是将金属的化合物通过还原的方法使金属离子还原成金属单质，元素的化合价发生变化肯定是氧化还原反应，可以是分解反应，可以是置换反应，一定不是复分解反应。【变式31】下列有关金属的工业制法中正确的是（）A．钒、锰：用金属铁作还原剂与钒、锰的氧化物在高温下反应B．铁：用在高温下还原铁矿石中铁的氧化物C．钠：以海水为原料制得精盐，再电解纯净的饱和溶液D．镁、铝：分别用电解熔融氧化镁、熔融氯化铝的方法制备【答案】B【解析】A．工业上常用铝热反应(铝作还原剂)冶炼钒、锰等金属，故A错误；B．用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物得到Fe，故B正确；C．电解熔融的NaCl才能得到钠，故C错误；D．AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，工业上分别用电解熔融MgCl2、熔融Al2O3的方法制镁、铝，故D错误。【例4】下列金属冶炼的反应原理或离子方程式，错误的是（）A.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑BMgO+H2Mg+H2OC.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D.2HgO2Hg+O2↑【答案】B【解析】Na、Mg、Al等活泼金属采用电解法冶炼制备，电解熔融氯化镁可以制得金属镁，故A正确；Na、Mg、A1等活泼金属采用电解法冶炼制备，镁是活泼金属，应采用电解熔融氯化镁的方法制取，故B镨误；金属铁的冶炼通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将铁从其化合物中还原出来，故C正确；汞的活泼性较差，可以用加热分解氧化汞的方法冶炼全属汞，故D正确。【变式41】冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或H2或CO)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,(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是()A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④【答案】B【解析】对于(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)发生的反应分别是(Ⅰ):Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O、C+2CuO2Cu+CO2↑,符合①;(Ⅱ):Fe+CuSO4FeSO4+Cu,符合③;(Ⅲ):Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3,符合③;(Ⅳ):先从光卤石中提取MgCl2,再电解熔融的MgCl2:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,符合④。【例5】下列说法不正确的是()A.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库B.海水中金元素的储存量很大，但它的富集程度却很低C.从海水中可以提取铀和重水等核原料D.海水中的溴、氟等元素均为微量元素，但仍有提取的价值【答案】D【解析】海洋中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力，A项正确；海水中金元素的总储量约为5×106t,但1t海水中金元素的含量仅为4×106g,故它的富集程度很低，B项正确；可从海水中提取铀和重水等核原料，C项正确；海水中的溴、氟元素为常量元素，D项错误。【变式51】下列关于海水资源综合利用的说法中，正确的是()A.可用海水晒盐的方法提取海水中的淡水资源B.只通过物理变化即可提取海水中的溴C.从海水中可以提取NaCl,可电解NaCl溶液制备NaD利用海水、铝、空气发电是将化学能转化为电能【答案】D【解析】海水晒盐是从海水中提取食盐，此过程中水分蒸发散失，故A错误；海水中的溴以溴离子形式存在，将海水中的溴离子转化为溴单质的过程中有新物质生成，属于化学变化，故B错误；从海水中可提取NaCl,但不能用电解NaCl溶液的方法制备Na,而应用电解熔融NaCl的方法制备Na,故C错误；铝一空气一海水构成原电池，可将化学能转化为电能，故D正确。【例6】NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(物质)是()①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸A.①②③④⑤B.只有①②③④C.只有①②③⑤D.只有①②④⑤【答案】A【解析】电解NaCl的水溶液可制得NaOH、H2、Cl2;H2、Cl2可合成HCl;NaCl溶液又可与CO2、NH3反应来制取NaHCO3;NaHCO3受热分解可得Na2CO3,电解熔融的NaCl可制备金属钠。【变式61】海水提镁是镁的重要来源,其步骤是MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2·6H2O→MgCl2→Mg。其中没有发生的反应类型是()A.氧化还原反应B.化合反应C.中和反应D.分解反应【答案】B【解析】MgCl2→Mg(OH)2的反应需要加入碱,是复分解反应;Mg(OH)2→MgCl2·6H2O的反应中需要加入酸,是中和反应;MgCl2·6H2O→MgCl2的反应是在加热条件下的分解反应;MgCl2→Mg的反应是通电条件下的分解反应,同时也是氧化还原反应。【例7】从海水中提取的溴约占世界溴年产量的，从海水中提取溴的主要步骤可表示为（）A.氧化→亠吸收→吹出B.氧化→吹出→吸收C.吹出→氧化→吸收D.吹出→吸收→氧化【答案】B【解析】从海水中提取溴，先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质，再用热空气吹出后吸收。【变式71】从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常溶有少量氯气，除去氯气应该采用的方法是（）A.加适量的KI溶液B.通入溴蒸气C.加入适量的NaOH溶液D.加入适量的NaBr溶液【答案】D【解析】A项，Cl2和Br2均能与KI反应生成I2;B项，Cl2与Br2不发生反应；C项，Cl2和Br2均与NaOH发生反应；D项，Cl2与NaBr发生反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2。【例8】煤、石油、天然气是重要的化石能源，下列有关说法正确的是()A．甲烷与足量的氯气发生取代反应，产物只有四氯化碳和氯化氢B．焦炉气是煤于馏的产物之一C．汽油、煤油等都是石油裂化的产品D．沼气的主要成分是甲烷，它是不可再生能源【答案】B【解析】A项，甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成的产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，HCl，A错误；B项，煤干馏后能获得焦炭、煤焦油、焦炉气和粗氨水等，B正确；C项，汽油有裂化汽油还有分馏汽油，煤油主要是石油的分馏产物，C错误；D项，沼气的主要成分是甲烷，自然界可以循环再生，为可再生能源，D错误；故选B。【变式81】下列说法不正确的是()A．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能B．天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料C．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化D．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油【答案】C【解析】A项，生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量，这些植物以生物质作为媒介储存太阳能，而厨余垃圾主要是植物，故A正确；B项，天然气的主要成分甲烷，燃烧后生成二氧化碳和水，是高效、较洁净的燃料，故B正确；C项，石油的分馏属于物理变化，煤的气化和液化属于化学变化，故C错误；D项，石油的裂化主要是长链烃变为短链烃，从而获得更多的轻质油，故D正确；故选C。【例9】化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是（）A.煤的干馏、石油的裂解都是化学变化B.用CO2合成聚碳酸酯等可降解塑料，减少白色污染C.石油的分馏、煤的气化、煤的液化都是物理变化D.石油分馏、裂解以及煤的干馏得到的产物都是混合物【答案】C【解析】煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加强热，生成煤焦油、焦炭、出炉煤气等物质的过程，属于化学变化。石油的裂解是指在高温下，将石油产品中的长链烃断裂为各种短链的气态烃和液态烃的过程，是化学变化，A说法正确；利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，避免了传统塑料降解缓慢，难以处理的情况，减少了白色污染，B说法正确；石油的分馏是物理变化，煤的气化、煤的液化都是化学变化，C说法错误；石油分馏可以获得汽油、煤油、柴油等，石油裂解生成乙烯、丙烯、丁二烯等，煤的干馏得到焦炭、焦炉气、煤焦油等，即石油分馏、裂解以及煤的干馏得到的产物都是混合物D说法正确。【变式91】下列关于煤的说法正确的是（）A.煤中含有碳，可看作是无机化合物B.煤中的有机物除含有碳、氢元素外，还含有氧、氮、硫等元素C.加高燃煤用的烟囱，可减少煤燃烧时产生的有害气体D.燃煤能造成环境污染，因此应禁止涉及燃煤的相关产业【答案】B【解析】A项，煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，所以错误；B项，煤中主要含C、H元素，还含有少量的O、S、N等元素，所以正确；C项，加高烟囱无法减少硫的氧化物和氮的氧化物的排放量，所以错误；D项，煤作为重要的能源，不能禁止使用，所禁止的是直接将散煤用作燃料，所以错误。【例10】下列说法不正确的是（）A.石油裂解气能使溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色B.水煤气可用来合成液态烃及甲醇等含氧有机物C.天然气除了作燃料之外，还可用于合成氨和生产甲醇D.适用于管道煤气的灶具在改为用于天然气时，应将进风口改小【答案】D【解析】石油裂解气中含有CH2=CH2、CH3CH=CH2等不饱和烃；水煤气的成分是CO和H2,可以合成液态烃和CH3OH等有机物；CH4和H2O在一定条件下反应可以转化为CO和H2,H2用于合成氨，CO和H2可合成甲醇；由2CO+O22CO2、2H2+O22H2O、CH4+2O2CO2+2H2O可知，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，天然气消耗的氧气体积较大，所以，燃烧管道煤气的灶具改烧天然气时，应将进风口改大，否则，天然气不能充分燃烧。【变式101】下列气体主要成分是CH4的是（）A.水煤气B.裂解气C.焦炉气D.天然气【答案】D【解析】水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，A错误；裂解气的主要成分是甲烷及碳原子数为2~5的烯烃和烷烃，B错误；焦炉气又称焦炉煤气，是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品，焦炉气中含量最高的气体是氢气，C错误；天然气的主要成分是甲烷，D正确。课后提升课后提升·练到位1．下列有关金属的工业制法正确的是（）A．制钛：用金属钠置换氯化钛（）溶液中的钛B．炼铁：用在高温下还原铁矿石中的铁C．制钠：以海水为原料制得精盐，再电解纯净的溶液D．炼铜：电解精炼黄铜矿得到纯度为99.9％的铜【答案】B【解析】A．将金属钠投入到氯化钛溶液中，钠先与水反应，故应用金属钠与熔融的氯化钛反应来制取金属钛，故A错误；B．工业制铁是CO还原铁矿石：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故B正确；C．工业制钠是电解熔融NaCl：2NaCl2Na+Cl2↑，而电解纯净的NaCl溶液：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，得不到钠，故C错误；D．黄铜矿(主要成分为CuFeS2)经过冶炼后得到粗铜，粗铜进行电解经电解精炼得到99.9%的铜，故D错误；

2．下列关于金属冶炼的说法正确的是A．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl3的方法生产AlB．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁C．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活泼性决定【答案】D【解析】A．由于Al的活泼性强，工业上采用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝，AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，所以不用电解AlCl3的方法生产铝，故A错误；B．钠是很活泼金属，将Na加入氯化镁溶液中，Na先和水反应生成NaOH，NaOH再和氯化镁发生复分解反应，所以得不到Mg单质，可以采用电解熔融氯化镁的方法冶炼Mg，故B错误；C．炼铁高炉中所发生的反应有的是放热有的是吸热，有些放热反应在加热条件下发生，故C错误；D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，活泼金属采用电解法冶炼，不活泼的金属采用直接加热法冶炼，大部分金属的冶炼都是在高温下采用氧化还原反应法，故D正确；答案为D。3．2015年12月12日，参加巴黎气候大会的近200个缔约方的代表们通过了一份旨在限制温室气体排放的国际会议，中国为推动达成该协议作出了建设性贡献。下列工业生产中涉及到的化学反应不直接产生温室气体的是（）A．用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取硅单质B．用煤炭作燃料发电C．用铁矿石炼铁D．用纯碱制玻璃【答案】A【解析】A．用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取硅单质，同时产生CO，CO不会导致温室效应，正确；B．用煤炭作燃料发电，煤燃烧产生大量的热，同时会产生大量的CO2，会导致温室效应，错误；C．用铁矿石炼铁，用焦炭作还原剂，会发生反应产生大量的CO2，会导致温室效应，错误；D．用纯碱制玻璃，发生反应产生硅酸钠、二氧化碳，会导致温室效应，错误；4．下列关于钢铁冶炼的说法错误的是()①焦炭在炼铁中的作用是产生还原剂和热量②炼钢中用纯氧代替空气做氧化剂，是为了防止产生污染③炼铁高炉有两个进口、三个出口④用含硫较多的生铁炼钢，应加入较多的生石灰⑤炼铁、炼钢过程中都发生CaO＋SiO2CaSiO3⑥尽管铁的熔点是1535℃，但高炉中的铁在1200℃左右就呈液态⑦生铁炼钢的主要目的调节硅锰等的含量、除去硫磷A．①⑥B．②⑦C．③⑤D．④⑥【答案】B【解析】①焦炭与氧气生成一氧化碳，同时放出大量热，一氧化碳与铁矿石反应生成铁单质，故正确；②炼钢的确是用纯氧的，因为空气中的氮气会带走很多热量，并且会对钢的性能产生影响，故错误；

③炼铁高炉有两个进口：炉口和风口、三个出口：渣口、铁口和烟囱，故正确；

④生石灰在高温下与二氧化硫反应，生成亚硫酸钙，再与氧气生成硫酸钙，故正确；

⑤炼铁、炼钢含有二氧化硅，所以炼铁、炼钢过程中都发生CaO+SiO2

CaSiO3，故正确；⑥高炉中是铁的合金，熔点比纯金属低，故正确；

⑦生铁炼钢的主要目的降低碳的含量，调节硅锰等的含量、除去硫磷，故错误；所以说法错误的是：②⑦；故选B。5.下列冶炼方法中,不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()A.加热Al2O3B.加热HgOC.电解熔融NaClD.铝粉和Fe2O3共热【答案】A【解析】A项中Al2O3熔点高,难以分解;B项中汞可由加热HgO制取;C项中金属钠是活泼金属,用电解法制取;D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂,Al可将Fe2O3中的铁元素还原成单质。6.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.金属的化合价高低B.金属的活动性强弱C.金属的导电性强弱D.金属在地壳中的含量多少【答案】B【解析】金属开发利用的先后顺序与金属冶炼的难易程度有关,而金属冶炼的难易程度取决于金属的活动性强弱。7．下列应用不涉及氧化还原反应的是（）A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备AlC．工业上利用合成氨实现人工固氮D．实验室用NH4Cl和Ca（OH）2制备NH3【答案】D【解析】A．发生的反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；反应中过氧化钠中氧元素（1价）化合价有升降，所以属于氧化还原反应，故A错误；B．2Al2O34Al+3O2↑中铝元素、氧元素化合价有变化，所以属于氧化还原反应，故B错误；C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)中，N元素、氢元素化合价有变化，属于氧化还原反应，故C错误；D．实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O；该反应中没有元素化合价升降，所以不属于氧化还原反应，故D正确。8.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、712℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。海水中含有MgCl2,工业上从海水中提取镁,正确的方法是()A.海水Mg(OH)2MgB.海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC.海水Mg(OH)2MgOMgD.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg【答案】D【解析】工业生产除需要理论上可行外,还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A项方法使用NaOH成本高,且Mg(OH)2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解,因此不可行;B项方法中得不到MgCl2;C项方法中电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。9.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D.富集溴一般先用空气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收【答案】C【解析】工业上沉淀海水中的Mg2+常采用Ca(OH)2,不用NaOH,因为NaOH的价格较高,C错误。10.海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图所示为从海水中提取若干种化学物质的流程图,则下列说法正确的是()A.除去粗盐中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2B.②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段C.③④⑤中溴元素均被氧化D.蒸馏法是技术最成熟也是最具有发展前景的海水淡化方法【答案】B【解析】A项中加入试剂的顺序会导致Ba2+无法除尽,A项错误;单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的,B项正确;流程图中的第④步中溴元素被还原,C项错误;蒸馏法会消耗大量的能源,不是最具有发展前景的海水淡化方法,D项错误。11.下列关于煤干馏的说法正确的是（）A.通过煤的干馏可将煤中的无机物和有机物分开B.在空气中加强热使煤分解的过程叫干馏C.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物D.焦炭是煤的干馏的一种重要产品【答案】D【解析】A项，煤的干馏是化学变化，因此不能将有机物和无机物进行简单的分离，所以错误；B项，干馏时应隔绝空气，所以错误；C项，干馏过程中发生复杂的物理、化学变化，生成苯、甲苯、二甲苯等，因此煤中并不含有苯、甲苯和二甲苯等有机化合物，所以错误；D项，煤干馏可得到焦炭，所以正确。12.下列说法正确的是（）A.石油是混合物，汽油是纯净物B.分馏汽油和裂化汽油成分相同C.沸点：汽油>煤油>柴油>润滑油D.石油的分馏是物理过程，而裂化是化学过程【答案】D【解析】A项，汽油和石油都是混合物，所以错误；B项，分馏汽油主要成分是饱和烃，裂化汽油中含有不饱和烃，所以错误；C项，汽油的沸点最低，润滑油的沸点最高，所以错误；D项，分馏是物理过程，裂化涉及物质的变化，因此属于化学过程，所以正确。13.下列属于物理变化的是（）①石油的分馏②煤的干馏③石油的裂化④铝热反应⑤由乙烯制备聚乙烯⑥将氧气转化为臭氧⑦乙烯催熟果实⑧将苯加入溴水中⑨海水蒸馏制取淡水A.①②③④B.①②⑤⑦C.①⑧⑨D.①②⑥⑨【答案】C【解析】蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物狸变化，其余各项均发生了化学变化。14.我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列有关叙述错误的是()A.煤的组成元素主要是C,还含有少量的H、N、S、O等元素B.“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物C.煤之所以能变“油”,是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D.煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现【答案】C【解析】本题考查煤的组成及综合利用。煤中不含有汽油、柴油和煤焦油。15.下列有关石油的炼制工艺中，属于获得汽油的主要途径的是（）A.裂化B.裂解C.常压分馏D.减压分馏【答案】A【解析】石油的催化裂化的目的是获得轻质油，提高汽油、煤油和柴油等轻质油的质量和产量，属于获得汽油的主要途径，裂解是采取比裂化更高的温度，使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的过程，答案选A。16.下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是（）A.石油裂化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.煤就是碳，属于单质【答案】C【解析】汽油属于混合物，故A错误；石油分馏产品中含有的烷烃，不能发生聚合反应，故B错误；天然气燃烧的产物是二氧化碳和水，天然气是一种清洁的能源，故C正确；煤是有机物和无机物组成的混合物，故D错误。17.铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。（1）写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方：、（2）写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式（3）实验室中可用CO还原Fe2O3,在加热Fe2O3前应先，否则可能发生现象；未反应完的CO(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做处理。【答案】(1)C+O2CO2C+CO22CO(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(3)验纯爆炸不能点燃【解析】(1)在冶炼铁的过程中，为提高C的利用率，先发生反应C+O2CO2,再发生反应C+CO22CO。(3)加热Fe2O3之前应先检验CO的纯度，否则可能发生爆炸；由于CO有毒，故未反应完的CO应点燃，以防污染环境。18．工业上用铝土矿主要成分为，还有少量的，等杂质提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：（1）和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是：____________