必必修二第四章復(fù)習(xí)課

第四章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一、金屬在自然界中的存在形式1．金、鉑等極少數(shù)金屬以游離態(tài)形式存在。2．絕大多數(shù)以化合態(tài)形式存在。在金屬化合物中，金屬元素都是正價(jià)態(tài)。二、金屬的冶煉1.金屬冶煉的實(shí)質(zhì)

利用氧化還原反應(yīng)，使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子變成金屬原子。即：Mn++ne-M

將金屬從其化合物中還原出來，用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程，在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。(1)熱分解法(2)電解法(3)

熱還原法3、

金屬冶煉的方法的選擇⑴熱分解法2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑(適用Hg及其以后的不活潑金屬)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgHgAg如：MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解（2）電解法（適合一些非常活潑金屬）（3）熱還原法

適用于金屬活動性順序表中的中間的多數(shù)金屬。它是金屬冶煉的常用方法。常用的還原劑有：活潑金屬、CO、H2、C(焦炭)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSn

Pb(H)Cu鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)4－1反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑注意：鎂條、氯酸鉀的作用：引燃劑濕法煉銅:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu火法煉銅:Cu2S+O2==2Cu+SO2高溫（4）其他方法KCaNaMgAlZnFeSn

Pb(H)CuHgAgPtAu金屬單質(zhì)的還原性減弱，金屬離子的氧化性增強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法物理方法金屬活動性順序與金屬的冶煉方法小結(jié)∣∣∣海水資源的開發(fā)利用海水的淡化：（1）海水淡化的途徑:◆從海水中提取淡水◆從海水中分離出鹽（2）海水淡化的方法:p90◆蒸餾法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）◆電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）◆離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂）蒸餾法所用的裝置及原理◆原理：加熱到水的沸點(diǎn),使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。進(jìn)冷卻水出二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用

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)的富集的問題?？偨Y(jié)：海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：海水濃縮過濾HCl溶液，適量蒸發(fā)結(jié)晶NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液過量2.海水化學(xué)資源的開發(fā)利用(1)、NaCl的提取以NaCl為原料的化工生產(chǎn)

①NaCl的水溶液制NaOH

②制金屬Na和Cl2

③

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O2NaCl+2H2O電解

H2+Cl2+2NaOH

2NaCl（熔融）電解

2Na+Cl2制Na2CO3氯堿工業(yè)海水蒸發(fā)粗鹽水、重結(jié)晶

精鹽母液Mg(OH)2①M(fèi)gCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2②

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O③

MgCl2(熔融)===Mg+Cl2

通電鹽酸、濃縮

MgCl2?H2O

脫水

MgCl2

電解

Mg石灰乳CaO

貝殼水煅燒①②③（2）海水提取鎂（3）海水提溴：主要方法是空氣吹出法海水濃縮酸化濃縮海水Br-通入氯氣海水Cl-Br2通入空氣水蒸氣(吹入)吸收塔SO2反應(yīng)后富集溴HBr、SO42－通入Cl2Cl-Br2分離溴單質(zhì)化學(xué)方程式：2NaBr＋Cl2===Br2

＋2NaClBr2

＋SO2

＋2H2O===2HBr＋H2SO42HBr＋Cl2===Br2

＋2HCl（4）海帶中提碘：海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機(jī)溶液萃取海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2，再萃取出來。用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O反應(yīng)原理

（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。將海帶剪碎，用酒精潤濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。

（2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，停止加熱，冷卻。

（3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入10ml蒸餾水，攪拌，煮沸2min－3min，使可溶物溶解，過濾。

（4）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1mlH2O2溶液，觀察現(xiàn)象。（5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。

④實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)③實(shí)驗(yàn)方法

海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)第一課時(shí)廢氣、廢水、廢渣

煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料無機(jī)物(少量)有機(jī)物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量無機(jī)鹽等

污染環(huán)境COx、NOx、SO2

煙塵煤的組成1、煤的組成煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料——物盡其用，保護(hù)環(huán)境煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)裝置1實(shí)驗(yàn)裝置22、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程。表4-2煤干餾的主要產(chǎn)品和用途（2）煤的氣化：

定義：將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高溫水煤氣

定義：將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化。（3）煤的液化：直接液化：煤與氫氣作用生成液體燃料間接液化：先將煤轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇。CO+2H2CH3OH催化劑二、石油的組成及其綜合利用石油主要是多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液體，比水稍輕，不溶于水，有特殊氣味，無固定沸點(diǎn)。)按元素：碳、氫含量為97%~98%按物質(zhì)：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。（一般石油不含烯烴）按組成狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。大部分是液態(tài)烴，同時(shí)在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴。二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:

主要是碳、氫元素是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）石油的主要成分：2、石油的煉制(除水脫鹽后)石油的分餾：定義：利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離的過程。分離后的各餾分仍然是混合物。3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：

（2）裂化的原理：

在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。提高輕質(zhì)液體燃料(汽油、煤油、柴油等)的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。（4）催化重整：在加熱和催化劑作用下，通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴的過程。C16H34C8H18+C8H16催化劑加熱、加壓十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化劑加熱、加壓丁烷丁烯辛烷C4H10CH4+C3H6催化劑加熱、加壓甲烷丙烯丁烷C4H10C2H6+C2H4催化劑加熱、加壓乙烷乙烯丁烷你了解直餾汽油和裂化汽油嗎？直餾汽油：是石油經(jīng)過常壓分餾獲得的產(chǎn)物，主要成分為介于5個碳到11個碳之間的烷烴和環(huán)烷烴等。不含有碳碳雙鍵，不能使溴水或酸性高錳酸鉀褪色。裂化汽油：是重油經(jīng)過催化裂化制得的產(chǎn)物，主要成分為介于5個碳到11個碳之間的烷烴和烯烴等。含有碳碳雙鍵，能使溴水或酸性高錳酸鉀褪色。三、天然氣的組成及其綜合利用天然氣的主要成分是甲烷。我國的天然氣資源很豐富,但分布很不均勻,為了改善我國東部的能源結(jié)構(gòu),制定了什么計(jì)劃？綜合利用：A、燃料——清潔能源B、化工原料：合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成兩碳或多碳有機(jī)物四、合成材料1、原料：2、合成材料基本特征：3、合成材料的合成原理：例如：乙烯合成聚乙烯丙烯合成聚丙烯石油、煤、天然氣相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚加聚反應(yīng)聚合反應(yīng)：由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)。此反應(yīng)屬于乙烯的加成反應(yīng)，所以這種聚合反應(yīng)又叫加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。塑料、合成橡膠、合成纖維綜合利用的意義：物盡其用、保護(hù)資源，創(chuàng)造出更多產(chǎn)品白色污染1、由于合成材料的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，一些塑料制品帶來的環(huán)境污染就是“白色污染”。2、白色污染的危害；3、白色污染的治理：

A、廢棄塑料的再利用（如直接作為材料、制作單體和燃料油、制作氣體等）；

B、制造易降解材料。第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)第二課時(shí)環(huán)境保護(hù)思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。工業(yè)上常利用它們與一些廉價(jià)易得的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除或回收利用。請舉例說明這些方法的化學(xué)反應(yīng)原理和類型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象，會區(qū)域性或隨風(fēng)漂移形成對土壤肥力、森林、水生動植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。

利用化學(xué)方法可以控制硫和氮氧化物，進(jìn)而控制酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點(diǎn)，主要采取燃料預(yù)脫煤、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。

CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4

SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃再如，機(jī)動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學(xué)污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，轉(zhuǎn)化為N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營養(yǎng)化引起藻類（如藍(lán)藻、綠藻、硅藻等）的迅猛生長，水一般呈藍(lán)色或綠色。淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動物或細(xì)菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實(shí)際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。返回綠色化學(xué)理念（防治優(yōu)于治理）核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。從學(xué)科觀點(diǎn)看：是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程）從環(huán)境觀點(diǎn)看：強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）熱點(diǎn)：原子經(jīng)濟(jì)性——反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%2.光化學(xué)煙霧:起因:氮氧化物和碳?xì)浠衔镌诖髿猸h(huán)境中受到強(qiáng)烈的太陽紫外線照射后,生成新的二次污染物.來源:汽車行駛排出的廢氣危害:光化學(xué)煙霧氧化性很強(qiáng),能使橡膠開裂,并刺激眼睛和黏膜,使呼吸困難并誘發(fā)其他的病癥.3.臭氧空洞起因:氮的氧化物、氯氟烴(CF2Cl2)排,放到空氣中,使平流層的臭氧層變薄危害:使地面紫外線輻射增強(qiáng)的危害,皮膚病(癌)和其他疾病的發(fā)病率將急劇上升.4.白色污染起因:廢棄塑料制品垃圾難于被生物降解,如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所帶來的污染.危害:此材料可破壞土壤結(jié)構(gòu),影響市容衛(wèi)生,且焚燒時(shí)產(chǎn)生一級致癌物二堊英.目前一次性塑料制品逐步被”綠色制品”——聚乳酸代替,這種物質(zhì)可60天自行降解為CO2和H2O5.水體富營養(yǎng)化起因:大