1、成才之路 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 必修化学与自然资源的开发利用第四章 章末复习提升第四章 专题突破纵引横连2知识网络宏观掌控1知识网络宏观掌控专题突破纵引横连专题归纳1金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系由于不同金属的活泼性不同，金属离子得到电子被还原成金属原子的能力也不同。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。金属的冶炼方法从金属矿石中提炼金属，一般需要经过三个步骤：第一步是矿石的富集，减少杂质，提高矿石中有用成分的含量；第二步是冶炼，利用氧化还原反应原理，在一定条
2、件下，用还原法把金属矿石中的金属离子还原成金属单质；第三步是精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。2金属的冶炼方法活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHg Ag Pt Au原子失 e强弱离子得 e弱强金属冶炼方法电解熔融盐或氧化物热还原法热分解法富集法F原剂法COCO2CO2C高温 CO3COFe2O3=高温 2Fe3CO2 COCuO=CuCO2适用于较不活泼金属多为合金，成本较低活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHg Ag Pt AuH2CH2O高温 COH2 COH2O高温催化剂CO2H2 WO33H2=W3H2O适用高温下不
3、和水反应的金属金属成分纯度高，熔点高生产成本高F原剂法Na、Ca、Mg、Al 等NaKCl=高温 NaClK(g)2MgTiCl4=高温 2MgCl2Ti2AlCr2O3=高温 Al2O32Cr(铝热反应)冶炼钾适用高熔点、较不活泼的金属生产成本高、金属纯度高活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHg Ag Pt Au电解熔融物2NaCl=电解 2NaCl2 MgCl2=电解 MgCl22Al2O3=电解 4Al3O2适用活泼金属冶炼炼得金属纯度高耗电量大，生产成本高熔融物属离子化合物电解法电解不活泼金属(氢后)的盐溶液CuCl2=电解 CuCl2 2CuSO42
4、H2O=电解2Cu2H2SO4O2冶铜纯度很高耗电量大，生产成本高阳极被消耗，阴极质量增加活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHg Ag Pt Au热分解法2Ag2O=4AgO2 HgSO2=HgSO2适用于 Hg、Ag 等金属的冶炼富集法淘金适合以游离态存在且密度较大的金属，所得金属纯度不高，仍需精炼(2015四川省雅安中学高二期末)冶炼金属常用以下几种方法：以C或CO、H2作还原剂还原；电解法；热分解法，现冶炼下列金属Al、Fe、Hg，试标明适宜的冶炼方法(填序号)：Al_ Fe_ Hg_。典例透析【答案】【解析】Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属的化合物
5、与C、CO 或 H2等不反应，故 Al 采用电解法冶炼制备 2Al2O3=电解4Al3O2，答案为；由 Fe、Zn、Cu 等中等活泼金属用热还原法，即以 C、CO 或 H2 做还原剂还原冶炼，铁用热还原法3COFe2O3=高温 2Fe3CO2，答案为；Hg、Ag 等不活泼金属的氧化物不稳定，受热易分解，故汞采用热分解法冶炼，2HgO=2HgO2，答案为。(2015湖北省武汉市二中高二期末)下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是()A2NaCl(熔融)=电解 2NaCl2BAl2O33C=2 1252Al3COCFe2O33CO=高温 2Fe3CO2D2Ag2O=4AgO2【解析】A钠是
6、活泼金属，工业上用电解熔融氯化钠的方法制取，所以不选A；B.工业上用电解氧化铝的方法冶炼铝，用冰晶石降低其熔点，没有用碳做还原剂，所以选B；C.铁较活泼，工业上用热还原反应冶炼，所以不选C；D.汞银等不活泼的金属用其氧化物受热分解的方法制取，所以不选D。【答案】B专题归纳化石燃料的利用(2015经典习题选萃)下列说法中，错误的是()A天然气的主要成分是CH4B淀粉、纤维素、蚕丝、油脂都是高分子化合物C煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物D石油的分馏产品如汽油、煤油、柴油等都是混合物【解析】油脂的相对分子质量较小，不属于高分子化合物；石油的分馏产品如汽油、煤油等是由多种碳氢化合物组成的混合物。
7、【答案】B典例透析(2015江西省奉新县一中高二期末)清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气。其主要成分都是()A碳氢化合物B碳水化合物C氢气D醇类【解析】天然气的主要成分是CH4，液化石油气，石油产品之一，是丙烷和丁烷的混合物，通常伴有少量的丙烯和丁烯，它们都属于碳氢化合物，选A。【答案】A专题归纳大海为人类提供了丰富的渔业资源，同时大海中还蕴藏着极其丰富的水资源和化学资源，随着科技的发展，海洋资源的利用前景越来越广阔。因此，以海水综合利用为切入点的题目越来越多，在许多资料介绍和多种媒体报道中的前沿知识常常作为命题的切入点，设计的题目紧紧围绕现实生产、生活，结合化学知识进行
8、设问。海水资源的开发利用1海水综合利用的联合工业体系海水综合利用的联合工业体系，不仅可以降低成本，还可以使海水资源得到充分利用。2海水中镁、钾、溴、碘等化工产品的提取海水中含有的各种元素的特点：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问题。例如海水中溴的提取流程：(1)用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。(2)向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBrCl2=Br22NaCl。(3)向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(4)向吸收塔内的溶液
9、中通入适量的氯气：2HBrCl2=2HClBr2。(5)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。海带中碘的提取原理：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。如用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是：2IH2O22H=I22H2O。实验时先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用H2O2、H2SO4处理，使得I被氧化成I2。3海水资源的综合利用(1)从海水中提取淡水海水淡化。(2)直接利用海水进行循环冷却。(3)海水制盐。(4)从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品。(5)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料。(6)从海水中获取其他物质和能量。(201
10、5经典习题选萃)海水是取之不尽的化工原料资源，从海水中可提取各种化工原料。下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图：典例透析海水结晶过滤粗盐精制 NaCl饱和溶液电解 烧碱滤液石灰水MgOH2 加盐酸浓缩结晶MgCl26H2O脱水 MgCl2电解MgCl2试回答下列问题：(1)粗盐中含有 Ca2、Mg2、SO24 等杂质，精制时所用试剂为：A.盐酸；B.BaCl2 溶液；C.NaOH 溶液；D.Na2CO3 溶液。加入试剂的顺序是_。(2)由 MgCl26H2O 晶体脱水制无水 MgCl2 时，MgCl26H2O晶体在_气氛中加热脱水，该气体的作用是_。(3)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以
11、在下列_气体中冷却。AH2BN2CCO2DO2【答案】(1)B C D A或C B D A(2)HCl 抑制MgCl2水解(3)A【解析】(1)该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2、Mg2、SO24 时，不能带入杂质离子。所以，解此题的关键是把握好加入离子的顺序；Ba2必须在 CO23 之前加入；CO23、OH必须在 H之前加入，所以 B、C 不分先后，而D、A 本身既分前后，又必须放在 B、C 之后才能满足条件。(2)在 HCl 气 体 中 抑 制 水 解 平 衡，使 反 应 MgCl2 H2OMg(OH)ClHCl 逆向进行。海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正
12、确的是()A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能【解析】海水中的钾元素是以化合态形式存在的，要由化合态转变为游离态，一定发生氧化还原反应，故A不正确；海水蒸发制海盐，发生的是物理变化，B也不正确；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是动能、势能转化为机械能，机械能转化为电能，因此D也不正确。【答案】C专题归纳1环境污染的热点问题(1)导致全球气候变暖、产生“温室效应”的气体是CO2。(2)“白色污染”指的是聚乙烯等塑料垃圾。(3)形成
13、酸雨的主要气体为SO2和氮氧化物。(4)破坏臭氧层的主要物质是氟利昂(CCl2F2等)和NOx。(5)城市大气中铅污染的主要来源是使用含铅汽油的汽车尾气。环境污染与绿色化学(6)光化学烟雾形成的主要原因是汽车排出的碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳等。(7)强烈致癌物质、食品污染物二口恶口英(一种有机物)。(8)引起赤潮及水华的原因：工农业及城市生活污水中含有大量氮、磷等营养元素。(9)氰化物：CN有剧毒(电镀液中常含有)，含CN的污水、废气会严重污染环境。(10)Cu、Hg、Pb、Sn等重金属盐可使人中毒，误食后应立即喝大量生蛋清或牛奶解毒。(11)NaNO2：有毒，外观类似食盐，易误食，NaN
14、O2进入血液，可把亚铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使血液失去携氧功能，造成组织缺氧。(12)从能源利用条件看，我国主要的大气污染物是煤烟、SO2及烟尘。(13)环保措施：控制和减少污染物的排放，如工厂尾气在排放前的回收处理、城市机动车的排气限制，工业和生活污水处理等。2绿色化学(1)绿色化学的含义绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。从环境观点看，它强调从源头上消除污染。从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。(2)绿色化学的核心利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。(3)绿色化学对化学反应的要求“原子经
15、济”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%。原子利用率为100%的反应有：化合反应、加成反应、加聚反应。(2015江苏省南京市、盐城市高三二模)国务院办公厅2014年5月印发了20142015年节能减排低碳发展行动方案。下列做法违背低碳发展原则的是()A发展氢能和太阳能B限制塑料制品的使用C提高原子利用率，发展绿色化学D尽量用纯液态有机物代替水作溶剂典例透析【解析】A使用新能源，B为避免白色污染，C为绿色化学理念，提高利用率，减少资源浪费，选项D使用了有机物，而有机物是含碳的化合物，很明显不能达到低碳的要求故不正确。【答案】D
16、“绿色化学”是指从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中不符合“绿色化学”概念的是()A除硫酸厂尾气：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3B消除硝酸工业尾气氮氧化物的污染：NONO22NaOH=2NaNO2H2OC制硫酸铜：Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2OD 制 硫 酸 铜：2Cu O2=2CuO；CuO H2SO4(稀)=CuSO4H2O【解析】A项，既能吸收SO2，防止大气污染，又能产生化工原料(NH4)2SO3；B项，在技术、经济上均可行；C项，使用浓硫酸，工业成本高，且反应产生大气污染物SO2；D项，工业成本低，且对环境无污染。【答案】C
