第八章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用

第八章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用周南中學(xué)高二化學(xué)備課組吳雙知識點(diǎn)一金屬礦物資源的開發(fā)利用1．除金、鉑等極少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。將金屬礦物中的金屬從其化合物中還原出來的方法稱為金屬的冶煉。金屬冶煉的過程，主要是利用金屬礦物中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)所發(fā)生的還原反應(yīng)。n+M得電子ne-M（被還原）2．利用金屬活動性的不同，可以采取不同的冶煉方法：1熱分解法——適用于冶煉一些不活潑的金屬，如Hg、Ag等的冶煉。由HgO冶煉Hg的化學(xué)方程式為2熱還原法——適用于大多數(shù)金屬在金屬活動性順序中一般從n到Cu之間的金屬的冶煉。常用的還原劑有C、CO、H2、Al等，用Al在高溫下還原Fe2O3的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3高溫2Fe＋Al2O3。3電解法——適用于冶煉Na、Mg、Al等非常活潑的金屬。工業(yè)上冶煉Mg的化學(xué)方程式為工業(yè)上冶煉Al的化學(xué)方程式為知識點(diǎn)二海水資源的開發(fā)利用1．海水資源的利用主要指海水水資源和海水化學(xué)資源的利用；海水水資源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻等；通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的目的；海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。2．空氣吹出法是用于工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法，其中一種工藝：①在預(yù)先經(jīng)過酸化的濃縮海水中，用Cl2置換Br－使之成為Br2；②通入空氣和水蒸氣，將Br2吹入吸收塔，使溴蒸氣和吸收劑SO2發(fā)生作用轉(zhuǎn)化成氫溴酸HBr水溶液以達(dá)到富集的目的；③再用Cl2將其氧化得到產(chǎn)品溴Br2。以上三個生產(chǎn)階段所涉及反應(yīng)的離子方程式分別為：①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－；②Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2-4；③Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。3．在研究和開發(fā)海洋資源時，不能以犧牲環(huán)境為代價，也決不應(yīng)違背可持續(xù)發(fā)展的原則。從海水中獲得有用的物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。知識點(diǎn)三化石燃料的綜合運(yùn)用1．化石燃料通常指煤、石油和天然氣，它們不僅是重要的燃料，也是重要的化工原料。2．煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，其組成以碳元素為主，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。煤的綜合利用是指從煤中獲得潔凈的燃料和多種化工原料的方法和途徑，通常有煤的干餾、煤的氣化和液化等途徑。1煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程。2煤的氣化是指將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，主要反應(yīng)是碳與水蒸氣作用生成水煤氣等，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cs＋H2Og高溫COg＋H2g。3煤的液化是指煤與H2等作用生成液態(tài)燃料的過程。3．石油是由多種碳?xì)浠衔餆N組成的混合物，對石油進(jìn)行綜合利用的途徑主要有：1分餾——利用原油中各組分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離的過程，石油經(jīng)分餾后可以獲得汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油，是物理變化。2裂化——將重油裂化為汽油。3裂解——將汽油裂解為CH2===CH2、CH2===CH—CH3、CH4等重要化工基本原料。4熱催化重整——使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴如苯、甲苯等。4．1通常所說的三大合成材料是指塑料、合成橡膠和合成纖維，它們都主要是以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)的。2CH2===CH2、CH2===CH—CH3等都可通過加聚反應(yīng)生成聚乙烯和聚丙烯塑料，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為知識點(diǎn)四綠色化學(xué)理念在化工生產(chǎn)中的重要性1．工業(yè)生產(chǎn)需要大量的原料，消耗大量的能源，在得到所需產(chǎn)品的同時產(chǎn)生了大量的廢氣、廢水和廢渣，處理不當(dāng)就會污染環(huán)境。綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。按照綠色化學(xué)的原則，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時原子利用率為100%。2．酸雨是指pH小于56的降水，硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)；酸雨會腐蝕建筑和橋梁等，嚴(yán)重時會產(chǎn)生安全事故；工業(yè)上常利用一些廉價易得的化學(xué)物質(zhì)與它們發(fā)生反應(yīng)對它們加以控制、消除或回收利用?！纠?】2018年湖南省學(xué)業(yè)水平考試真題下列金屬的冶煉方法中，屬于熱還原法的是===4Ag＋O2↑＋CuSO4===FeSO4＋Cu3＋3CO高溫=====2Fe＋3CO22熔融通電=====Mg＋Cl2↑【答案】C【答案】A【例3】2017年湖南省學(xué)業(yè)水平考試真題我國海水制鹽具有悠久的歷史，所得“鹽”的主要成分是A．Na2SO4B．NaClC．CaCl2D．Na2CO3【例4】環(huán)境污染危害人體健康。下列做法會造成大氣污染的是A．使用太陽能熱水器B．使用電動公交車C．大量焚燒秸稈D．用天然氣替代煤作燃料【答案】B【答案】C【例5】海水是重要的水資源。下列方法可用于淡化海水的是A．蒸餾法B．過濾法C．分液法D．萃取法【例6】綜合開發(fā)利用海水資源獲取物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。下列綜合開發(fā)利用海水資源的過程中，只發(fā)生物理變化的是A．用海水曬制食鹽B．從海帶中提取碘C．從海水中提取溴D．用海水制取燒堿【答案】A【答案】A【例7】從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平，下圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于A．金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱B．金屬在地殼中的含量多少C．金屬的活動性大小D．金屬的化合價高低【答案】C【例8】某研究性學(xué)習(xí)小組對鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開研究?，F(xiàn)行高中化學(xué)教材中對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊》知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點(diǎn)/℃660205415351462沸點(diǎn)/℃246729802750—1某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？答：______填“合理”或“不合理”。2設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)所用試劑是____________，反應(yīng)的離子