第10讲自然资源的开发利用-2019必修第二册

第10讲自然资源的开发利用

铺?学习目标）

1.通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶

炼的思维模型。

2.通过铝的冶炼成本的计算，认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。

3.以海水资源中的氯化钠为原料，构建物质间的转化关系和思维导图。

4.通过海水提澳工艺流程图的设计与分析，形成工业上提取物质的一般思路和方法，培养学生模型认知和证

据推理的能力。

5.能从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献，感受

化学科学在生产、生活中的应用价值。

ma渝分析）

本节中海水资源的开发利用，是在初中学习海水制盐原理以及学习了“海水中的重要元素-钠和氯”的

基础上，将海水制盐获得的各种盐产物，进一步用于生产化工产品，例如钠、镁、钾。从海水提取物质过程

中，涉及物质的除杂、分离和提纯等基本实验方法，涉及离子反应、氧化还原反应、元素化合物等基础知识。

重点内容为金属冶炼原理，海水提澳工艺流程、原理和分离提纯方法。难点为金属活动性顺序与金属冶炼方

法的关系，物质提取的一般思路和方法。

/仙导入）

内容较多，由老师在课上结合“情景导入''文档中的内容为学生介绍即可。

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“量I知识点一:金属矿物、海水资源的开发利用

一、金属矿物的开发利用

（-）金属元素在自然界中的存在形态

极少数游离态形式存在,如金、句等

金属元素皿"一蕊形式存在

（-）金属冶炼的一般原理

将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。

金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金

属单质。即M〃'+ne-=Mo

（三）金属的冶炼方法

1、金属活泼性与冶炼方法的关系如下：

KCaNaMgAIZnFeSnPbCuHgAgPtAu

b——电解法一+—热还原法一+•热分+其他H

解法方法

2、金属的冶炼方法

分解HgO2HgO」-2Hg+C>2t

热分解法

分解AgaO2Ag2O------4Ag+C）2t

由解

冶炼钠2NaCl（熔融）----2Na+Cht

电解法冶炼镁MgCb（熔融）」^Mg+CLt

冶炼铝2Al2。3（熔融）/74Al+3O2t

高炉炼铁Fe2O3+3CO=^=2Fe+3CO2

热还原法声温

铝热法炼铁

2Al+Fe2O3-------Al2O3+2Fe

湿法炼铜Fe+CuSO4^=FeSO4+Cu

其他方法

火法炼铜Cu2S+O2=^=2CU+S02

（四）金属矿物资源的开发和利用措施

1、提高金属矿物的利用率。

2、开发环保高效的金属冶炼方法。

3、防止金属的腐蚀。

4、使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量。

5、加强废旧金属的回收和再利用。

l__J例1.下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是（）

A.金属冶炼的实质是金属阳离子被还原成单质

B.用碳粉或铝粉还原铁矿石可以获取金属Fe

C.通过电解NaCl溶液的方法可以获取金属Na

【答案】C

【解析】金属冶炼的实质是金属阳离子得电子变成金属单质，A正确；碳粉或铝粉具有还原性，在高温条件

下能将铁矿石中的化合态的铁还原为单质铁，B正确；电解熔融的NaCl可以制取Na,C错误；冶炼铜的常

用方法有火法炼铜：2CU2S+O22喳=2Cu+SO2和湿法炼铜：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,都是铜元素得电子

被还原，D正确。

例2.钛（Ti）有“未来钢铁”之称，工业上常以反应TiC14+2Mg=^Ti+2MgeL获得海绵状钛，该反

应进行时是在（）

A.稀有气体中B.空气中

C.氮气中D.CCh气体中

【答案】A

【解析】因为镁可以与氧气、氮气和二氧化碳反应，所以应选择没有这些气体存在的反应环境，故A正

确。

例3.铅的冶炼大致过程如下：

①富集：将方铅矿（PbS）进行浮选；

②焙烧：2PbS+3O2=^=2PbO+2sCh;

③制粗铅：PbO+C=^=Pb+COt；PbO+CO=^^Pb+CO2»

下列说法正确的是（）

A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化

B.将1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要6g碳

C.方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO

D.整个冶炼过程中，制取1molPb共转移2mol电子

【答案】B

【解析】浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；将1molPbS冶炼成Pb

的过程中，根据化学方程式得出，2Pbs〜2PbO〜C〜2Pb,1molPbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5mol碳，

即需要6g碳，故B正确；方铅矿焙烧反应2PbS+302娶=2PbO+2sOz中，PbS中S元素化合价升高，是还

原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO?,故C错误；整个冶炼过程中，根据Pb原子守恒，1mol

PbS转化为1molPbO,转移电子6mol,1molPbO转化为1molPb,转移电子2mol,所以制取1molPb

共转移8mol电子，故D错误。

例4.铝热反应的实验装置如图。下列有关铝热反应的说法中，不正确的是（）

,镁条

斗士一氯酸钾

簟一氧化铁和铝

粉的混合物

I.?蒸发机

A.铝热反应是放热反应

B.铝热反应可用于冶炼某些金属

C.实验中镁条的主要作用是还原氧化铁

D.实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出

【答案】C

【解析】铝热反应中放出大量的热使生成的铁熔化，所以铝热反应为放热反应，选项A正确；铝的还原性

强，且铝热反应放出大量的热，则可以通过铝热反应冶炼某些高熔点的金属，选项B正确；在铝热反应中,

金属镁燃烧会放出大量的热，为铝热反应提供能量，选项C不正确。

练习1.下列各组金属最适合用H?或C0把它从化合物中还原出来的是（）

、Mg、Al、Cu、Ag

【答案】C

【解析】K、Mg、Al不能用H2或CO还原，应用电解法冶炼,A、B错误;Fe和Cu可采用热还原法冶炼,C正

确;Hg和Ag常用热分解法冶炼,D错误。

练习2.已知一些金属的发现和使用与其金属活动性有着必然的联系。据此推测,下列事件发生在铁器时代之

前的是（）

A.金属钠的使用

B.青铜器的大量使用

C.海水提镁

D.铝热法制铭

【答案】B

【解析】根据金属活动性顺序可知,青铜器的使用应在铁器时代之前,故选B。

练习3.能用铝作原料来冶炼难熔的金属是因为()

A.铝的密度小，熔点较低

B.铝在空气中燃烧放出大量的热

C.铝在金属活动性顺序表中排在较前面

D.铝具有还原性，发生铝热反应时放出大量热

【答案】D

【解析】利用铝来冶炼难熔的金属是利用铝热反应来进行的。在铝热反应中，铝表现出还原性，可置换出其

他金属；另外铝热反应还有一个特点就是反应能放出大量的热，可使置换出的金属熔化，达到冶炼的目的。

练习4.为了确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成,分别进行下列实验。

(1)若取ag样品，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，测得生成的气体为bL(标准状况)。反应的离子方程式

为,样品中铝的物质的量为—(用含b的代数式表示)。

(2)若取ag样品，在高温下能恰好完全反应，该反应的化学方程式为，样品中氧

化铁与铝的质量比为(用含a、b的代数式表示)。

(3)待(2)中反应产物冷却后,往其中加入足量的盐酸,测得生成的气体体积为cL(标准状况)，则该气体与(1)

中所得的气体的体积比C:b=O

【答案】(D2A1+20H+2H.0—2A102+3H2t羡mol

(2)Fe2O3+2Al-2Fe+Al2O3(a-黑)：妥

33.633.6

(3)2:3

【解析】(D铝热剂中的氧化铁与氢氧化钠溶液不反应,铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2A1+20H

+2H0—2A1O+3H^,由方程式可知3n(Al)=2n(㈤，n(Al)=—moL(2)铝热反应为置换

22“22.4L/mol333.6

高温h

反应，化学方程式为Fe203+2Al-2Fe+AU)3,在铝热剂中铝的质量为七X27g,则氧化铁的质量为(a-

2X27)g,故样品中氧化铁与铝的质量比为(a-翟)：祟。⑶由于样品在高温下恰好完全反应，所以

33.633.633.6

n(Al)=2n(Fe203),因此可得ag样品中铝的物质的量与反应后生成铁单质的物质的量相等，它们在反应中与

氢气的关系式分别为2Ar3H八2Fe~2HZ通过计算可知(3)中和⑴中产生的氢气的物质的量之比为2：3,故

c：b=2：3。

(1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越

难被还原。

(2)冶炼Mg时只能电解MgCb，不能电解MgO(熔点太高)。

(3)冶炼A1时只能电解AI2O3不能电解A1C13(共价化合物,熔融时不导电)。加入冰晶石(NeMlFe)的目的

是降低AID的熔化温度。

(4)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A1和比A1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，A1和MgO组成的混

合物不能称之为铝热剂。

二、海水资源的开发利用

(-)海水水资源的开发利用

1、利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。

2、海水淡化：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

方法主要有蒸僧法、电渗析法、离子交换法和膜分离法等。其中蒸储法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，

但成本较高。

3、海水的蒸锚

①主要仪器：A冷凝管，B蒸得烧瓶，C锥形瓶。

②冷却水的流向：a口进，b口出。

③B中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。

(-)海水中化学资源的开发利用

1、海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中含量最多的0、H两种元素，加上Cl、Na、Mg、S、

Ca、K、Br、C、Sr、B、F元素，其总含量超过99%,其他元素为微量。虽然海水中元素的种类很多，总储

量很大，但许多元素的富集程度却很低。

2、海水制盐

从海水中制得的氯化钠，可以食用，同时也是生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等的化工原料。

①氯碱工业：电解饱和食盐水，可生产氢氧化钠、氢气和氯气。

化学反应方程式：2NaCl+2H2。誓^2NaOH+H2f+C12t»

②制钠和氯气：2NaCl(熔融)3=2Na+CLt=

③制盐酸：H2+CI2里=2HC1。

④制漂白剂(84消毒液)：2NaOH+Ch=NaClO+NaCl+H2Oo

⑤制纯碱：NaCl+C02+H20+NH3=NH4C1+NaHCO3I;2NaHCO3=^=Na2CO3+C02t+H20<,

3、海水提漠

①海水提澳的方法（吹出法）

提取③空气

国门粗盘，石F1①硫酸酸%含BQ吹出含Br

也!」底因②氯气氧化2

的海水的空气

工艺

④so?吸收

⑦冷凝

流程漠水

1於a分离I塞与L_■吸电t液1

述四围U⑥蒸馆混合物⑤氧化

粗澳水

浓缩海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br一得到浓缩

氧化向浓缩的海水中通入CL,将B「氧化成Bn

基本

吹出利用浪的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出浪蒸气

操作

吸收吹出的溟蒸气用SCh吸收

蒸镭再用CL将HBr氧化得到产品浪后蒸镭分离

②氧化、吸收环节主要离子方程式：

-1

2Br+Cl2=Br2+2C「、SO2+Br2+2H2O=4H+SOF+2Bf。

（三）从海水中获取能量

1、从海水提取铀和重水，用于核能开发。

2、开发潮汐能、波浪能等新型能源。

△■J例1.海水中含有氯化镁,下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中,不正确的是（）

A.制石灰乳:Ca0+H20^=Ca(0H)2

B.制Mg(OH)2:MgCL+Ca(OH)Mg(OH)2+CaCl2

；=

C.制MgCl2:Mg(OH)2+2HCl^MgCl2+2H2O

D.在MgCL溶液中加Na制Mg:MgC12+2Na=^=2NaCl+Mg

【答案】D

【解析】钠是活泼金属,在水溶液中和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化

镁沉淀,得不到金属镁,金属镁常用电解熔融氯化镁的方法来制取。

例2.从海带中提取碘单质，工艺流程如下。下列关于海带制碘的说法错误的是（）

灼烧擎过滤--CC14

干海带―*海带灰浸泡悬浊液一＞滤液H2O2碘水一＞L的CC"溶液

A.实验室灼烧干海带在堵崩中进行

B.沸水浸泡的目的是使I充分浸出

C.由滤液获得碘水,发生的离子方程式为2F+H202^=L+20H

D.碘水中加入CCL得到L的CCL溶液,该操作为萃取

【答案】C

【解析】干海带灼烧得到海带灰,海带灰加沸水浸泡过滤得到含有碘离子的滤液,加入酸化的过氧化氢溶液

氧化碘离子生成碘单质,加入四氯化碳萃取分液得到碘的四氯化碳溶液。固体灼烧应在用烟中进行,A正确；

沸水浸泡海带灰的目的是加快r的溶解,并使之充分浸出,B正确；由滤液获得碘水,正确的离子方程式为21.

+2H'+HA===I2+2HQC错误;碘易溶于四氯化碳等有机溶剂，碘水中加入CC"发生萃取，得到L的CCL溶

液,D正确。

I'例3.海水中溪元素以BJ形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取澳的工艺流程图如下所示：

(1)步骤①反应的离子方程式是o

(2)步骤③反应的化学方程式是。

⑶步骤②中，用热空气将Br?吹出，利用澳的性质为，从步骤②到步骤④的目的是

(4)从理论上考虑，下列物质也能充分吸收Bn的是(填字母)。

A.NaOHB.FeCl2C.Na2so3D.H20

(5)步骤⑤蒸储过程中，温度应控制在80〜90℃。温度过高或过低都不利于生产，若温度过高，大量水蒸气

随浪排出，溟蒸气中水分增加；若温度过低，则。

【答案】(l)2Br+Cb=Br2+2Cl(2)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr

(3)易挥发将浪浓缩，提高Bn的提取率

(4)ABC(5)溟不能完全蒸出，产率太低

【解析】(4)NaOH和Bn反应生成NaBr、NaBrO和H2O,可以吸收，A正确；Fe?+有还原性，可以被溟氧

化为Fe3\Bn被还原为Br,可以吸收Bn，B正确；Na2so3可以和Bn反应，将Bn还原为Br,能吸收

Bn，C正确；比0和Bn反应微弱，不能充分吸收Bn，D错误。

例4.海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、NaCl和澳的过程如下：

(1)步骤I获得Bn的化学反应的离子方程式为。

⑵步骤H用S02水溶液吸收Br2,使澳蒸气转化为氢溪酸以达到富集的目的，其反应的化学方程式为

。在该反应中，氧化剂是(填化学式)；若反应中生成2moiHBr,则消耗

________molSO2o

(3)根据上述反应可判断出S02、CL、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是«

【答案】⑴C12+2B「=2C「+Br2

(2)Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBrBr21

(3)C12>Br2>SO2

【解析】海水淡化可得到NaCl,电解熔融的NaCl可得到Na和Cl2,利用生成的Cb氧化浓缩海水中的Br-

得到Bn,发生的离子反应为Cb+2Br=Br2+2C「然后通入空气吹出Be,再用SO2水溶液吸收Br2,

发生反应Br2+SCh+2H2O=H2so4+2HBr,该反应中氧化剂为B3还原剂为SCh,反应中每生成2mol

HBr,消耗1molSO2。通过上述过程中的反应可判断出三种物质的氧化性由强到弱的顺序为C12>Br2>SC)2。

练习1.下列哪种方法不能实现海水的淡化()

A.蒸储法B.电渗析法C.离子交换法D.电解法

【答案】D

【解析】蒸僧法、电渗析法和离子交换法都能除去海水中的盐分,使海水淡化，电解法不能使海水淡化。

练习2.下列有关海水资源的利用的说法不正确的是()

A.从海水中制取镁、钾、澳及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展

B.海带中的碘以r形式存在，向海水中滴加淀粉,有蓝色出现

c.海水提漠的过程中发生的化学反应以氧化还原反应为主

D.海水淡化的方法主要有蒸储法、电渗析法、离子交换法等

【答案】B

【解析】海水制盐得到的苦卤中含有镁、钾、浪的化合物,从苦卤中可制取镁、钾、澳及其化工产品,A正确;

海带中的碘以r形式存在,单质碘遇淀粉变蓝色,I遇淀粉不变蓝色,B错误;海水提浪的过程中主要包括海水

中的Br与氯气反应生成单质漠、单质漠与二氧化硫反应生成氢澳酸和硫酸、氢漠酸与氯气反应生成单质漠,

这些反应都是氧化还原反应,C正确;海水淡化的方法主要有蒸僧法、离子交换法、电渗析法等,D正确。

练习3.从海水中提取部分物质的过程如图所示，下列有关说法错误的是()

「粗盐幺二精盐一-氯碱工业

海水一上*无水

p*Mg(OH)2―►MgCl2-6H2OMgCk

一母液一

溶液

fNaBrBr2④-HBrBr2

A.过程①需要加入化学试剂，再经过沉淀、过滤等操作

B.母液到无水MgCL的一系列变化中未涉及氧化还原反应

C.工业上一般用电解氯化镁溶液制取Mg单质

③和⑤均涉及反应：该反应属于置换反应

D.2Br+C12=Br2+2Cr,

【答案】C

【解析】过程①是粗盐的提纯，需要加入NaOH、BaCL、Na2cO3等化学试剂，再经过沉淀、过滤等操作除

去杂质，A项正确；母液到无水MgCb的一系列变化中，经过了复分解反应、分解反应，但未涉及氧化还原

反应，B项正确；工业上一般用电解熔融氯化镁来制取Mg,C项错误；反应③和⑤是置换反应，D项正确。

练习4.从海带中提取碘，可经过以下实验步骤完成。下列有关说法正确的是()

A.灼烧过程中使用的玻璃仪器有酒精灯、烧杯、玻璃棒

B.氧化过程中发生反应的离子方程式为2r+H2O2=l2+2OH-

C.检验碘单质时，可选用淀粉，若淀粉变蓝说明海带中一定含有碘单质

D.分液时，先打开活塞放出下层液体，再关闭活塞，从上口倒出上层液体

【答案】D

【解析】灼烧过程使用的仪器有：泥三角、珀烟、酒精灯、玻璃棒、三脚架，用到的玻璃仪器为酒精灯、玻

璃棒，故A项错误；氧化过程中发生反应的离子方程式为2H++2「+比02=12+210,故B项错误；经过

题述一系列操作，并不能说明海带中含有碘单质，故C项错误；分液时，先打开活塞放出下层液体，再关闭

活塞，从上口倒出上层液体，故D项正确。

“喜【知识点二:煤、石油和天然气的综合利用

一、煤和天然气的综合利用

(-)煤的组成

煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

(二)煤的综合利用

1、煤的干储

①定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,也叫煤的焦化。

②主要产品：出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯），煤焦油，焦炭。

2、煤的气化

①定义：将煤转化为可燃性气体的过程。

②主要反应：C+H2O（g）=^=CO+H2»

煤的［-直接液化:使煤与氢气作用生成液体燃料。

液化t间接液化:煤My）和乩催化剂,甲醇等。

（三）天然气的综合利用

LI例1.下列关于煤、石油及其所得产品的叙述正确的是（）

A.煤的气化和液化都是物理变化

B.煤的干储和石油的分储发生的都是化学变化

C用澳的四氯化碳溶液可鉴别直储汽油和裂化汽油

D.煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成

【答案】C

【解析】煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程；煤的液化是将煤与上在催化剂作用下转化为液体燃料

或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品的过程，因此煤的液化和气化都

是化学变化，故A错误；分储为物理变化，而干储为化学变化，故B错误；裂化汽油中含有不饱和烧，能与

澳发生加成反应，直储汽油为饱和烧，不能使滨水褪色，所以可用澳水鉴别，故C正确；煤中主要含有碳元

素，石油中主要含有碳和氢两种元素，煤和石油同时还含有少量的硫、氧、氮等元素，故D错误。

例2.下列关于煤和石油的说法不正确的是（）

①石油是混合物，其分储产品煤油为纯净物

②煤油可由石油分储获得，可用作燃料和保存少量金属钠

③煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料

④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量

⑤煤的干储属于化学变化

⑥煤是工业上获得芳香烧的一种重要来源

⑦通过煤的干馈，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品

A.①③B.②④⑥C.①②©D.③④⑦

【答案】A

【解析】石油是混合物，其分储产品煤油仍为混合物，故①错误；煤油可由石油分储获得，可用作燃料，煤

油的密度比钠小，故能用于保存金属钠，故②正确：煤的气化和液化有新物质生成，属于化学变化，故③错

误；石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量，故④正确；煤的干储是将煤隔绝空气加强

热使煤分解的过程，是化学变化，故⑤正确；煤的干储可以获得芳香崎，故煤是获得芳香烧的一种重要的来

源，故⑥正确；通过煤的干储，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品，故⑦正确。

例3.煤是一种重要能源，工业上常把煤进行气化和液化处理,变为清洁能源。由水蒸气和炽热的无烟煤

作用可得水煤气，水煤气是混合气体，主要由两种无色无味气体组成,是重要的工业原料。

(1)工业上生产水煤气时，燃料层的温度会下降,这说明

(2)提出猜想:水煤气的成分可能是①CO和氢气，②(填化学式)和氢气。提出以上猜想的依据

是。

设计实验:请从下列装置中选择一种,设计简单的实验证明猜想。

髓--NaOH溶液建莹-澄清石灰水

r~~——yK一—一7

AB

(3)你选择的装置是(填字母)。

(4)实验结论:如果，那么猜想—(填序号)合理。

【答案】(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应

(2)CO2化学反应前后元素种类不变

(3)B

(4)澄清石灰水不变浑浊①(或澄清石灰水变浑浊②

【解析】(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应,故随着反应的进行燃料层的温度会下降。

(2)因反应物是碳和水蒸气,根据质量守恒定律,元素的种类在化学反应前后没有变化，由此可以推测水

煤气的成分可能是CO和氢气或C02和氢气。

(3)一般用澄清的石灰水检验二氧化碳。

(4)如果澄清石灰水不变浑浊,那么猜想①是合理的;如果澄清石灰水变浑浊,那么猜想②是合理的。

练习1.下列说法正确的是()

A.裂化汽油和直储汽油都可以与澳水反应使其褪色

B.煤通过干储可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等

C.石油通过分储得到的汽油是纯净物

D.煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料

【答案】B

【解析】直馈汽油是饱和烧，不能与澳水反应使其褪色，故A错误；石油通过分储可得到的汽油属于含Cs〜

C”的烧的混合物，故C错误；煤的气化、液化属于化学变化，故D错误。

练习2.下列说法正确的是（）

A.汽油与水不相溶，可以用裂化汽油萃取澳水中的澳

B.石油含有烷烧、环烷烧、芳香烧，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物

C.煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径

D.沸点范围：汽油＞煤油〉柴油〉重油

【答案】C

【解析】裂化汽油是石油通过裂化得到的，含有不饱和崎，不饱和烧能和澳发生加成反应，所以裂化汽油不

能萃取滨水中的浪，故A错误；石油含有烷烧、环烷烧、芳香烧；煤干储后生成苯、甲苯、二甲苯等芳香燃，

本身不含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烧，故B错误；煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径，故C

正确；石油分储时，首先分储出的是汽油，其次是煤油，再次是柴油、重油，故其沸点：汽油〈煤油〈柴油＜

重油，故D错误。

练习3.下列属于物理变化的是（）

①石油的分储②煤的干镭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将苯加入溟水中⑨海水蒸储制取淡水

A.①②③④B.①②⑤⑦C.①⑧⑨D.①②⑥⑨

【答案】C

【解析】蒸储和分储的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入澳水中不发生化学反应，而是苯萃

取淡水中的溪，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。

二、石油的综合利用化石能源与合成高分子材料

（-）石油的组成

由多种碳氢化合物组成的混合物。

（二）石油的综合利用

1、石油的分储：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程，分储后可获得汽油、煤油、柴油等含碳原

子少的轻质油。

2、石油的裂化

①目的：提高汽油的产量和质量。

②原理（以C|6H34为例）：

CM力2%心吗H|8+C8H16。

催化剂

3、石油的裂解

①目的：生成乙烯等气态化工原料。

②原理：c8H18吧巴压〈Hio+C4H8。

催化剂

加热加压

CHX：2H6+C2H4。

410催化剂

加热加压

CMirNH4+C3H6。

催化剂

4、石油的催化重整

①目的：使链状炫转化为环状燃。

②产品：苯或甲苯等化工原料。

(三)化石能源与合成高分子材料

1、三大合成高分子材料包括：塑料、合成橡胶、合成纤维。

2、以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如:

催化剂

①乙烯制聚乙烯：nCH2=CH2>CH2—CH2

鲤鸳玉

②丙烯制聚丙烯：〃CH2=CH—CH3

CH

i-X,例1.下列有关石油的炼制及产品，说法正确的是(

)

A.石油的分储和煤的干储都属于化学变化

B.石油分储所得的微分都是混合物

C.通过石油分储可以获得大量的芳香煌

D.石油分僧得到汽油、煤油、乙烯等产品

【答案】B

【解析】石油分储为物理变化；煤的干储为化学变化，芳香燃主要从煤的干储产品煤焦油中获取。

|}_1例2.“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C(s)+

H2O(g)=^CO(g)+H2(g),该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来

提供的：C+O2^^CO2。下面关于该过程的说法不正确的是()

A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染

B.第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失

C.煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高

D.上述两个反应，反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体

【答案】B

【解析】虽然在煤的气化过程中，会有一部分煤的潜在能量受到损失，但由于加工后得到的气态燃料的热利

用率高，而且比较清洁，因此从总体来看，将煤气化或液化后再使用，还是比较合理的，故B错误。

例3.煤是一种常用燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SCh、CO、NO2和NO等多种有害气体和

烟尘，会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。

(1)煤的气化和液化能提高煤的利用率，又能减少有害气体的排放。写出煤气化的主要反应的化学方程式：

煤液化是(填“物理”或“化学”)变化。

⑵煤的干帽是煤综合利用的重要途径。煤干馆时得到的固体产品是,其用途是

(3)将煤直接进行燃烧，造成环境污染的主要方面之一是形成硝酸型酸雨。写出有关物质转化为硝酸的化学

方程式：_________________________________

(4)向煤中添加生石灰是燃煤脱硫的一种方法，而且能变废为宝，用化学方程式表示反应原理:

【答案】(l)C+H2O(g)^^CO+H2化学

(2)焦炭可作燃料及工业原料

(3)2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+N0

(4)CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4

【解析】略

I--例4.某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如图的装置。

实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味,c中试管内酸性高钵酸钾溶液褪色。

(1)实验研究小组模拟的是(填化工工艺名称)。

(2)b中试管内的液体(填“能"或''不能")用来萃取'澳水中的'浪。若不能，请说明理由：

____________________________________________________________(若能，此空不填)。

(3)c中试管内酸性KMnCU溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的性。

(4)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：0

(5)实验过程中，装置d中的澳的四氯化碳溶液褪色，写出验证烯煌与澳水的反应是加成反应而不是取代反

应的方法：。

【答案】（1）石油的裂化

（2）不能裂化产物中有烯燃，易与漠发生加成反应

⑶氧化

催化剂

⑷C|6H34---------------V8H18+C8H16

A

（5）向反应后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不变红，则说明该反应为加成反应而非取代反应

【解析】实验为石油的裂化，其产物为烷烧和烯烧，烯煌能使酸性KMnO,溶液褪色，也能和澳发生加成反应，

在用乙烯和丙烯为原始原料合成丙烯酸乙酯的流程中，CH2=CHz和水发生加成反应生成A,A为CH3cH2OH,

CH2=CHCHO氧化生成B,B为CH2=CHCOOH,CH2=CHCOOHCH3cH20H发生酯ft■反应生成

CH2=CHC00CH2cH3。

练习1.加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废旧塑

料的再利用。下列叙述不正确的是（）

A.装置乙试管中收集到的液体在催化剂存在下可以与Br2发生取代反应

B.装置丙中的试剂吸收反应产生的气体后得到的产物的密度均比水大

C.最后收集的气体可以作为清洁燃料使用

D.甲烷的二氯代物有2种

【答案】D

【解析】加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯，冷却时装置乙试管中得到苯

与甲苯，在催化剂存在下可以与B0发生取代反应，故A正确；在装置丙中乙烯、丙烯和澳发生加成反应得

到漠代烧，产物的密度均比水大，故B正确；最后收集的气体为氢气、甲烷，均具有可燃性，可作燃料，故

C正确；甲烷是正四面体结构，四个氢原子相同，二氯代物只有一种，故D错误。

练习2.下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是（）

A.有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应制得的

B.有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复

C.对于一种高分子材料，〃是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的

D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两