高中化學(xué) 第4章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用 章末核心素養(yǎng)整合課件 新人教版必修2-新人教版高一必修2化學(xué)課件

1、章末核心素養(yǎng)整合章末核心素養(yǎng)整合專題專題1海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1海水淡化海水淡化海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，是等。其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，是目前海水淡化的主要方法。目前海水淡化的主要方法。2海水中鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品的提取海水中鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品的提取海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：種類多，總儲量大，富集海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集問程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解

2、決物質(zhì)的富集問題。例如：題。例如：(1)海水中溴的提取流程：海水中溴的提取流程：用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：質(zhì)：2NaBrCl2=Br22NaCl。向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質(zhì)吹入盛向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的。有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的。Br2SO22H2O=2HBrH2SO4向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯

3、氣：2HBrCl2=2HClBr2。用四氯化碳用四氯化碳(或苯或苯)萃取吸收塔內(nèi)溶液中的溴單質(zhì)。萃取吸收塔內(nèi)溶液中的溴單質(zhì)。(2)海帶中碘的提取原理：海帶中的碘元素主要以海帶中碘的提取原理：海帶中的碘元素主要以I的形式存的形式存在，提取時用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸稍?，提取時用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2，再萃取出來。，再萃取出來。如用如用H2O2作氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是作氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是2IH2O22H=I22H2O。實(shí)驗(yàn)時先將干海帶灼燒去除有機(jī)物，剩余物用實(shí)驗(yàn)時先將干海帶灼燒去除有機(jī)物，剩余物用H2O2、H2SO4處處理，使得理，使得I被氧化成被氧化成I2。3海水資源的綜合利用海水

4、資源的綜合利用(1)從海水中提取淡水從海水中提取淡水海水淡化。海水淡化。(2)直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。(3)海水制鹽。海水制鹽。(4)從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品。從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品。(5)從海水中獲取鈾和重水作為核能開發(fā)的重要原料。從海水中獲取鈾和重水作為核能開發(fā)的重要原料。(6)從海水中獲取其他物質(zhì)和能量。從海水中獲取其他物質(zhì)和能量。【典題例證【典題例證1】為研究海水提溴工藝，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)】為研究海水提溴工藝，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程：計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程：(1)甲、乙兩同學(xué)在第一階段得到含溴海水時，氯氣的利用率甲、乙兩同學(xué)

5、在第一階段得到含溴海水時，氯氣的利用率較 高 的 是較 高 的 是 _ _ _ _ _ _ _ _ ( 填填 “ 甲甲 ” 或或 “ 乙乙 ” ) ， 原 因 是， 原 因 是_。(2)甲同學(xué)步驟甲同學(xué)步驟的離子方程式為的離子方程式為_。(3)某同學(xué)在蒸餾分離操作時，采用下圖裝置：某同學(xué)在蒸餾分離操作時，采用下圖裝置：寫出圖中兩處明顯的錯誤：寫出圖中兩處明顯的錯誤：_。實(shí)驗(yàn)時實(shí)驗(yàn)時A中除加入適量自來水外，還需加入少量中除加入適量自來水外，還需加入少量_，其作用是其作用是_。(4)對比兩方案，最大的區(qū)別在于對含溴海水的處理方法不同，對比兩方案，最大的區(qū)別在于對含溴海水的處理方法不同，試評估，符合

6、工業(yè)生產(chǎn)的是試評估，符合工業(yè)生產(chǎn)的是_(填填“甲甲”或或“乙乙”)，理由是，理由是_。解析解析(1)Cl2、Br2都能與都能與H2O發(fā)生可逆反應(yīng)，酸化可防止發(fā)生可逆反應(yīng)，酸化可防止Cl2、Br2與與H2O反應(yīng)，減少反應(yīng)，減少Cl2的消耗，乙同學(xué)沒有考慮的消耗，乙同學(xué)沒有考慮Cl2、Br2與與H2O的反應(yīng)，的反應(yīng)，Cl2的利用率低。的利用率低。(2)Br2與與SO2的溶液反應(yīng)生成的溶液反應(yīng)生成HBr和和H2SO4，HBr和和H2SO4都是強(qiáng)酸。都是強(qiáng)酸。(3)溫度計(jì)用來測定蒸汽的溫溫度計(jì)用來測定蒸汽的溫度，故溫度計(jì)的水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶的支管口處；為了提高冷度，故溫度計(jì)的水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶的支管口

7、處；為了提高冷凝效果，冷卻水應(yīng)下口進(jìn)，上口出；為了防止暴沸，應(yīng)在燒瓶凝效果，冷卻水應(yīng)下口進(jìn)，上口出；為了防止暴沸，應(yīng)在燒瓶里加幾塊碎瓷片或沸石。里加幾塊碎瓷片或沸石。(4)含溴海水中，含溴海水中，Br2的濃度低，直接蒸的濃度低，直接蒸餾將消耗大量能源，達(dá)不到工業(yè)生產(chǎn)的基本要求。餾將消耗大量能源，達(dá)不到工業(yè)生產(chǎn)的基本要求?！镜漕}例證典題例證2】如圖為從海帶中提取碘的工業(yè)生產(chǎn)流程，下如圖為從海帶中提取碘的工業(yè)生產(chǎn)流程，下列有關(guān)說法錯誤的是列有關(guān)說法錯誤的是() A因海水中蘊(yùn)藏著極其豐富的碘元素，所以工業(yè)上也可以因海水中蘊(yùn)藏著極其豐富的碘元素，所以工業(yè)上也可以直接用海水來提取碘元素直接用海水來提取碘

8、元素 B堿化操作時，加入堿化操作時，加入NaOH溶液的目的是在堿性溶液中，溶液的目的是在堿性溶液中，可溶性有機(jī)物質(zhì)可形成沉淀可溶性有機(jī)物質(zhì)可形成沉淀 C在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行氧化操作時，加入的氧化劑可以是雙氧水在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行氧化操作時，加入的氧化劑可以是雙氧水 D在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作時，需要用到的玻璃儀器有玻璃在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作時，需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗棒、燒杯、漏斗解析解析A項(xiàng)，工業(yè)上提取碘元素主要通過海生植物海帶，不可項(xiàng)，工業(yè)上提取碘元素主要通過海生植物海帶，不可以直接用海水來提取碘元素，錯誤；以直接用海水來提取碘元素，錯誤；B項(xiàng)，由從海帶中提取碘項(xiàng)，由從海帶中提取碘元素的工業(yè)流程可

9、知，海帶浸泡后加堿進(jìn)行堿化，過濾得到有元素的工業(yè)流程可知，海帶浸泡后加堿進(jìn)行堿化，過濾得到有機(jī)物沉淀，正確；機(jī)物沉淀，正確；C項(xiàng)，提取海帶中碘元素時，為保證項(xiàng)，提取海帶中碘元素時，為保證I完全完全氧化為氧化為I2，當(dāng)加入的氧化劑為，當(dāng)加入的氧化劑為H2O2時，被還原后的產(chǎn)物為水，時，被還原后的產(chǎn)物為水，不引入雜質(zhì)，正確；不引入雜質(zhì)，正確；D項(xiàng)，過濾時需要的玻璃儀器有漏斗、玻項(xiàng)，過濾時需要的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯，正確。璃棒、燒杯，正確。答案答案A專題專題2環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)1當(dāng)今社會全球環(huán)境面臨三大熱點(diǎn)問題：酸雨、臭氧層的破當(dāng)今社會全球環(huán)境面臨三大熱點(diǎn)問題：酸雨、臭氧層

10、的破壞和溫室效應(yīng)，現(xiàn)列表比較如下：壞和溫室效應(yīng)，現(xiàn)列表比較如下：酸雨酸雨臭氧層的破壞臭氧層的破壞溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)危危害害破壞農(nóng)作物、森破壞農(nóng)作物、森林、草原；使湖林、草原；使湖泊酸化、魚類死泊酸化、魚類死亡；加速建筑物亡；加速建筑物的腐蝕的腐蝕使皮膚發(fā)生癌使皮膚發(fā)生癌變變兩極冰川融化，海平兩極冰川融化，海平面升高，陸地減少，面升高，陸地減少，地表氣溫升高，氣候地表氣溫升高，氣候干旱，土地沙漠化，干旱，土地沙漠化，農(nóng)業(yè)減產(chǎn)農(nóng)業(yè)減產(chǎn)2. 綠色化學(xué)在高考中的滲透與考查綠色化學(xué)在高考中的滲透與考查(1)高考試題中滲透了綠色化學(xué)的概念高考試題中滲透了綠色化學(xué)的概念近幾年的高考試題中所出現(xiàn)的酸雨的防治、三

11、廢的利用、近幾年的高考試題中所出現(xiàn)的酸雨的防治、三廢的利用、溫室效應(yīng)的控制、防止臭氧層空洞的形成等環(huán)境問題是與溫室效應(yīng)的控制、防止臭氧層空洞的形成等環(huán)境問題是與綠色化學(xué)概念相一致的。綠色化學(xué)概念相一致的。(2)減量減量Reduction，綠色化學(xué)又一內(nèi)涵在高考試題中的滲，綠色化學(xué)又一內(nèi)涵在高考試題中的滲透透綠色化學(xué)中的減量是指從節(jié)約資源、減少污染物的基礎(chǔ)出綠色化學(xué)中的減量是指從節(jié)約資源、減少污染物的基礎(chǔ)出發(fā)，力圖不用或少用有毒、具有腐蝕性的化工原料，盡可發(fā)，力圖不用或少用有毒、具有腐蝕性的化工原料，盡可能提高原料的轉(zhuǎn)化率，以較少的原料生產(chǎn)較多的產(chǎn)品。能提高原料的轉(zhuǎn)化率，以較少的原料生產(chǎn)較多的產(chǎn)

12、品。(3)高考試題體現(xiàn)綠色化學(xué)原理高考試題體現(xiàn)綠色化學(xué)原理高考試題中涉及到化工生產(chǎn)的題目，合理地滲透了綠色化學(xué)的高考試題中涉及到化工生產(chǎn)的題目，合理地滲透了綠色化學(xué)的觀點(diǎn)：觀點(diǎn)：以較少的資源以較少的資源(原料原料)生產(chǎn)較多的產(chǎn)品，提高原料的轉(zhuǎn)生產(chǎn)較多的產(chǎn)品，提高原料的轉(zhuǎn)化率；化率；某些原料包括催化劑重復(fù)使用某些原料包括催化劑重復(fù)使用(防止催化劑中毒防止催化劑中毒)；節(jié)約能源，減少環(huán)境污染等觀點(diǎn)，可概括為綠色化學(xué)內(nèi)涵的另節(jié)約能源，減少環(huán)境污染等觀點(diǎn)，可概括為綠色化學(xué)內(nèi)涵的另外兩個外兩個R重復(fù)使用重復(fù)使用(Reuse)和回收和回收(Recycling)。重復(fù)使用，這。重復(fù)使用，這是降低成本和減少污

13、染的需要，例如化工生產(chǎn)中的催化劑和載是降低成本和減少污染的需要，例如化工生產(chǎn)中的催化劑和載體，從一開始就要有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)?；厥湛梢詫?shí)現(xiàn)體，從一開始就要有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。回收可以實(shí)現(xiàn)“省資省資源、少污染、減少成本源、少污染、減少成本”的目的?；厥瞻ㄎ捶磻?yīng)的原料、副的目的?；厥瞻ㄎ捶磻?yīng)的原料、副產(chǎn)物、助熔劑、催化劑、溶劑等。產(chǎn)物、助熔劑、催化劑、溶劑等?！镜漕}例證典題例證3】“綠色化學(xué)綠色化學(xué)”又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)，某化學(xué)課外小組利用廢銅制取硫酸銅，化學(xué)、清潔化學(xué)，某化學(xué)課外小組利用廢銅制取硫酸銅，設(shè)計(jì)了如下制取方案，其中符合設(shè)計(jì)了如下制取方案，

14、其中符合“綠色化學(xué)綠色化學(xué)”要求的是要求的是()解析解析綠色化學(xué)是設(shè)計(jì)盡量不或盡可能少對環(huán)境產(chǎn)生副作用，綠色化學(xué)是設(shè)計(jì)盡量不或盡可能少對環(huán)境產(chǎn)生副作用，并在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行。并在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行。A項(xiàng)項(xiàng)Cu與稀硫酸不反應(yīng)，與稀硫酸不反應(yīng)，B項(xiàng)產(chǎn)生項(xiàng)產(chǎn)生SO2污染物，污染物，D項(xiàng)用貴重的項(xiàng)用貴重的AgNO3制制CuSO4，且反應(yīng)步驟多，且反應(yīng)步驟多，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮也不適合，故最佳方案是從經(jīng)濟(jì)的角度考慮也不適合，故最佳方案是C。答案答案C【典題例證典題例證4】化學(xué)與生活、社會發(fā)展息息相關(guān)，下列說法化學(xué)與生活、社會發(fā)展息息相關(guān)，下列說法不正確的是不正確的是()A“霾塵積聚難見路人霾塵積聚難見路

15、人”，霧霾所形成的氣溶膠有丁達(dá)，霧霾所形成的氣溶膠有丁達(dá) 爾效應(yīng)爾效應(yīng)B“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”，該過程發(fā)生了置換，該過程發(fā)生了置換 反應(yīng)反應(yīng)C“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁青蒿一握，以水二升漬，絞取汁”，屠呦呦對青蒿，屠呦呦對青蒿 素的提取屬于化學(xué)變化素的提取屬于化學(xué)變化D古劍古劍“沈盧沈盧”“以劑鋼為刃，柔鐵為莖干，不爾則多以劑鋼為刃，柔鐵為莖干，不爾則多 斷折斷折”，劑鋼指的是鐵的合金，劑鋼指的是鐵的合金解析解析A項(xiàng)，霧霾所形成的氣溶膠屬于膠體，膠體具有丁達(dá)爾項(xiàng)，霧霾所形成的氣溶膠屬于膠體，膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，正確；效應(yīng)，正確；B項(xiàng)，鐵的活潑性強(qiáng)于銅，該過程屬

16、于濕法煉項(xiàng)，鐵的活潑性強(qiáng)于銅，該過程屬于濕法煉銅，發(fā)生了置換反應(yīng)，正確；銅，發(fā)生了置換反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，青蒿素的提取用的是低溫項(xiàng)，青蒿素的提取用的是低溫萃取，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理方法，錯誤；萃取，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理方法，錯誤；D項(xiàng)，鐵中含項(xiàng)，鐵中含碳量越高，硬度越大，含碳量越低，韌性越強(qiáng)，劑鋼是鐵與碳碳量越高，硬度越大，含碳量越低，韌性越強(qiáng)，劑鋼是鐵與碳的合金，正確。的合金，正確。答案答案C【典題例證典題例證5】下列實(shí)驗(yàn)或敘述不符合綠色化學(xué)理念的是下列實(shí)驗(yàn)或敘述不符合綠色化學(xué)理念的是()A制制CuSO4時先將時先將Cu氧化成氧化成CuO后再與稀硫酸反應(yīng)后再與稀硫酸反應(yīng)B采用銀作催化劑

17、，乙烯和氧氣制取環(huán)氧乙烷，原子利采用銀作催化劑，乙烯和氧氣制取環(huán)氧乙烷，原子利用用 率率100%C用乙醇代替汽油作汽車燃料用乙醇代替汽油作汽車燃料D用稀硝酸和銅制取用稀硝酸和銅制取Cu(NO3)2解析解析ACuCuOCuSO4中中Cu利用率利用率100%且沒有有害氣且沒有有害氣體產(chǎn)生，體產(chǎn)生，B亦如此，亦如此，C乙醇為使用價(jià)值比較高的潔凈能源物乙醇為使用價(jià)值比較高的潔凈能源物質(zhì)，質(zhì)，D中中Cu的利用率的利用率100%，但是產(chǎn)生，但是產(chǎn)生NO有毒氣體，不符合綠有毒氣體，不符合綠色化學(xué)理念，而且色化學(xué)理念，而且N的利用率低。的利用率低。答案答案D專題專題3金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法1熱分解法熱分

18、解法一般適用于金屬活動性順序中位于汞及以后的金屬。一般適用于金屬活動性順序中位于汞及以后的金屬。2熱還原法熱還原法一般適用于金屬活動性順序中鋁以后汞以前的大多數(shù)金一般適用于金屬活動性順序中鋁以后汞以前的大多數(shù)金屬，常用的還原劑有屬，常用的還原劑有C、CO、H2、Al等。等。(1)焦炭還原法。例如：焦炭還原法。例如：注意注意可用熱還原法冶煉的金屬，其金屬性比較強(qiáng)，在金屬活可用熱還原法冶煉的金屬，其金屬性比較強(qiáng)，在金屬活動性順序中居于中間區(qū)域。動性順序中居于中間區(qū)域。b用氫氣還原法冶煉金屬，煉得的金屬的純度相對較高，但用氫氣還原法冶煉金屬，煉得的金屬的純度相對較高，但成本也較高。成本也較高。c用活

19、潑金屬還原法冶煉金屬，克服了被煉金屬及其氧化物用活潑金屬還原法冶煉金屬，克服了被煉金屬及其氧化物熔點(diǎn)高、難以冶煉的問題，但成本也較高。熔點(diǎn)高、難以冶煉的問題，但成本也較高。由于金屬礦石中一般混有多種雜質(zhì)及在高溫下少量還原劑與煉由于金屬礦石中一般混有多種雜質(zhì)及在高溫下少量還原劑與煉出的金屬熔合等問題，用熱還原法煉得的金屬往往不純。出的金屬熔合等問題，用熱還原法煉得的金屬往往不純。3電解法電解法一般適用于金屬活動性順序中鋁及鋁以前的活動性較強(qiáng)的一般適用于金屬活動性順序中鋁及鋁以前的活動性較強(qiáng)的金屬。金屬。(1)電解法冶煉金屬，解決了很活潑的金屬電解法冶煉金屬，解決了很活潑的金屬(K、Ca、Na、M

20、g、Al等等)陽離子難以被還原的問題，或者說電解法一般用于陽離子難以被還原的問題，或者說電解法一般用于很活潑的金屬的冶煉。電解法冶煉金屬要消耗大量的電能，成很活潑的金屬的冶煉。電解法冶煉金屬要消耗大量的電能，成本較高。在工業(yè)生產(chǎn)中要注意節(jié)能增效。本較高。在工業(yè)生產(chǎn)中要注意節(jié)能增效。(2)離子化合物在熔融狀態(tài)下電離，可電解；共價(jià)化合物即使離子化合物在熔融狀態(tài)下電離，可電解；共價(jià)化合物即使熔融也不電離，不能電解。熔融也不電離，不能電解。Al2O3、MgCl2、NaCl都是離子化都是離子化合物，在熔融狀態(tài)下電離的離子方程式為：合物，在熔融狀態(tài)下電離的離子方程式為：Al2O3=2Al33O2，MgCl

21、2=Mg22Cl，NaCl=NaCl。(3)有的金屬冶煉既可以用熱還原法又可以用電解法，在熱還有的金屬冶煉既可以用熱還原法又可以用電解法，在熱還原法中，也可以采用不同的還原劑，對于一種金屬的冶煉，至原法中，也可以采用不同的還原劑，對于一種金屬的冶煉，至于采用什么樣的冶煉方法，選用什么樣的還原劑，要根據(jù)生產(chǎn)于采用什么樣的冶煉方法，選用什么樣的還原劑，要根據(jù)生產(chǎn)原料、設(shè)備和金屬的用途等多種因素綜合確定。原料、設(shè)備和金屬的用途等多種因素綜合確定?！镜漕}例證典題例證6】某工廠從含硫酸鋇、氧化銅、氧化亞鐵、氧某工廠從含硫酸鋇、氧化銅、氧化亞鐵、氧化鋁和少量氧化銀的廢渣中回收金屬的工藝流程如圖所化鋁和少量氧化銀的廢渣中回收金屬的工藝流程如圖所示：示：(1)濾渣濾渣的化學(xué)式為的化學(xué)式為_，是，是_(填填“強(qiáng)強(qiáng)”“弱弱”或