有關(guān)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)的考查市公開課一等獎百校聯(lián)賽特等獎?wù)n件

第1頁考試綱領(lǐng)要求高考熱點提醒1.了解金屬礦物與海水綜合利用．2.了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用作用．3.了解煤、石油和天然氣等綜合利用意義．4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展主要基礎(chǔ)．5.了解化學(xué)在處理能源危機中主要作用．1.金屬礦物開發(fā)利用．2.以從海水中提取鎂、溴、碘為例來考查海水資源綜合開發(fā)與利用．3.煤、石油、天然氣綜合開發(fā)與利用．4.相關(guān)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)考查.第2頁1．金屬礦物開發(fā)利用(1)金屬元素在自然界中存在形式①游離態(tài)，如 ．②化合態(tài)：絕大多數(shù)金屬以此形式存在．金、鉑第3頁(2)金屬冶煉原理金屬冶煉原理是

過程，即Mn＋＋ne－===M.(3)金屬冶煉普通步驟礦石富集→

→

使金屬化合物中金屬離子得到電子被還原為金屬單質(zhì)冶煉精煉第4頁(4)金屬冶煉方法(金屬活動性次序表反次序)①熱分解法——適合用于冶煉金屬活動性較差金屬．(寫出化學(xué)方程式)第5頁②熱還原法——適合用于金屬活動性介于

之間大多數(shù)金屬冶煉．(寫出化學(xué)方程式)③電解法——適合用于金屬活動性

金屬冶煉．(寫出化學(xué)方程式)Mg～Cu很強第6頁第7頁2．海水資源開發(fā)利用(1)海水水資源利用①海水水資源利用，主要包含

和直接利用海水進(jìn)行

等．②海水淡化方法主要有

、

、

等．海水淡化循環(huán)冷卻蒸餾法電滲析法離子交換法第8頁(2)海水化學(xué)資源開發(fā)利用①氯堿工業(yè)A．電解NaCl溶液：(寫出化學(xué)方程式，下同)第9頁②海水提鎂、溴、碘．③海水中提取

和

用于核能開發(fā)．④新型能源

、

開發(fā)利用．鈾重水潮汐能波浪能第10頁1．以下關(guān)于海水知識不正確是 ()A．海水資源利用包含海水水資源利用和化學(xué)資源利用B．海水既苦又澀，不能直接利用C．海水中一些金屬元素總儲量很大，但富集程度卻很低D．海水淡化應(yīng)同化工生產(chǎn)結(jié)合，同能源技術(shù)結(jié)合解析：B項，海水能夠直接利用，如沖廁，冷凝等．答案：B第11頁2．海水中含有氯化鎂，是鎂主要起源之一．從海水中提取鎂，能夠按照以下步驟：①把貝殼制成石灰乳；②在引入海水中加入石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶，過濾，干燥產(chǎn)物；④將所得產(chǎn)物熔融后電解．關(guān)于提取鎂，以下說法不正確是 ()A．此法優(yōu)點之一是原料起源豐富第12頁B．進(jìn)行①②③步操作目標(biāo)是從海水中提取氯化鎂C．第④步電解會產(chǎn)生氯氣D．以上提取鎂過程中包括反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)解析：利用海水和貝殼符合起源豐富.①步用于生成氫氧化鈣，包含分解和化合兩個反應(yīng)，②步用于生成氫氧化鎂，為復(fù)分解反應(yīng)，③步用于制備氯化鎂，也是復(fù)分解反應(yīng)，④步為電解熔融氯化鎂得到鎂，為分解反應(yīng).該過程中未發(fā)生置換反應(yīng)．答案：D第13頁3．以下說法正確是 ()A．使元素化合態(tài)轉(zhuǎn)化成游離態(tài)過程就是還原過程B．高爐煉鐵原料有鐵礦石、焦炭和空氣.工業(yè)上就是用焦炭還原鐵礦石以制得生鐵C．電解熔融氧化鋁時，每還原出1kg鋁，必有111.1mol電子轉(zhuǎn)移D．工業(yè)上慣用電解NaCl水溶液方法制取金屬鈉第14頁解析：元素有金屬元素和非金屬元素之分，使金屬陽離子轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)過程是借助還原反應(yīng)。與之相反，使非金屬陰離子轉(zhuǎn)化為非金屬單質(zhì)過程則是借助氧化反應(yīng)，如2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2.所以選項A不正確．高爐煉鐵中起還原劑作用是CO，而并非焦炭，B錯．Al－3e－===Al3＋，冶煉1kgAl共取得電子：n(e－)＝×3＝111.1mol所以C正確．D中NaCl水溶液里H＋得電子能力遠(yuǎn)比Na＋強，所以不可能得到Na，只能得到H2.答案：C第15頁1．試驗裝置：如圖所表示第16頁2．試驗步驟用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四面都有四層．把內(nèi)層漏斗取出，在底部剪一個孔，用水潤濕，再跟另一張紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置盛沙蒸發(fā)皿．把5g炒干氧化鐵粉末和2g鋁粉均勻混合，放在紙漏斗中，上面加少許氯酸鉀固體，并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點燃鎂條．第17頁3．試驗現(xiàn)象(1)鎂條猛烈燃燒，放出一定熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生猛烈反應(yīng)．(2)反應(yīng)放出大量熱，并發(fā)出刺眼強光．(3)紙漏斗下部被燒穿，有熔融物落入沙中．(4)待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細(xì)觀察，能夠發(fā)覺落下是鐵珠．第18頁4．試驗分析鎂條燃燒，放出大量熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生反應(yīng)：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，該反應(yīng)放出大量熱，發(fā)出刺眼強光，生成鐵在高溫下呈熔融狀態(tài)．第19頁5．試驗注意問題(1)要使用沒有被氧化鋁粉，氧化鐵粉末需烘干．(2)紙漏斗必須用水潤濕．(3)注意安全，試驗裝置不宜離人太近．(4)要用盛有細(xì)沙蒸發(fā)皿接收熔融物，以免損壞器物或引發(fā)物品燃燒．第20頁6．鋁熱反應(yīng)應(yīng)用(1)該反應(yīng)中鋁在高溫下還原出了單質(zhì)鐵，在冶金工業(yè)上也慣用這一原理制取熔點較高金屬，如鋇、鉻、錳等，3MnO2＋4Al 2Al2O3＋3Mn.(2)該反應(yīng)原理能夠應(yīng)用在生產(chǎn)上，如焊接鋼軌等．第21頁[例題1]金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用．以下關(guān)于金屬一些說法不正確是()A．合金性質(zhì)與其成份金屬性質(zhì)不完全相同B．工業(yè)上金屬Mg、Al都是用電解熔融氯化物制得C．金屬冶煉本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D．越活潑金屬越難冶煉第22頁點撥：解答該題時首先要搞清金屬冶煉本質(zhì)及原理，同時在利用電解法冶煉活潑金屬時，必須是離子化合物才能電解．第23頁解析：合金性質(zhì)與其成份金屬性質(zhì)不完全相同，如硬度、強度更大、熔點更低等，A正確；因AlCl3為共價化合物，熔融時不導(dǎo)電，冶煉鋁應(yīng)用電解熔融Al2O3方法，B錯誤；金屬冶煉就是把金屬陽離子還原為金屬單質(zhì)，越活潑金屬，其陽離子氧化性越弱，越難被還原，C、D正確．答案：B第24頁1．用鋁熱法還原以下氧化物制得金屬各1mol，消耗鋁最少是 ()A．MnO2B．WO3C．Cr2O3 D．Co3O4第25頁解析：用鋁熱法還原金屬氧化物時，Al作還原劑，金屬氧化物作氧化劑．在反應(yīng)中金屬氧化物被還原為單質(zhì)，顯然，在氧化物中金屬化合價越高，變?yōu)閱钨|(zhì)時需取得電子越多，消耗鋁越多；金屬化合價越低，得電子數(shù)越少，耗鋁越少．以上金屬氧化物中金屬化合價分別為：Mn(＋4)、W(＋6)、Cr(＋3)、Co(＋)．Co化合價最低，耗鋁最少．答案：D第26頁2．以下金屬冶煉反應(yīng)原理，錯誤是 ()第27頁解析：Na、Mg都是活潑金屬，應(yīng)選取電解法，故A項正確，B項錯誤．Fe是較活潑金屬，用還原劑還原方法，C項正確．Hg是不活潑金屬，用熱分解法，D項正確．答案：B第28頁1．海水提取鎂(1)流程第29頁(2)步驟①加熟石灰；②過濾；③加鹽酸；④濃縮結(jié)晶；⑤電解(3)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O③MgCl2·6H2O MgCl2＋6H2O④MgCl2 Mg＋Cl2↑第30頁2．海水提取溴(1)流程第31頁(2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2第32頁3．海帶中提取碘(1)流程(2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－第33頁[例題2]溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”美稱．海水中碘富集在海藻中，我國海帶產(chǎn)量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘．提取碘路徑以下所表示：第34頁以下相關(guān)敘述正確是 ()A．碘元素在海水中也有游離態(tài)存在B．在提取過程中用氧化劑能夠是H2O2C．操作A是結(jié)晶或重結(jié)晶D．B是提純操作，慣用蒸餾或分餾點撥：海水中碘元素以I－形式存在，要想取得I2，需加氧化劑氧化，然后再萃取分液即得到．第35頁解析：碘在海水中只以化合態(tài)(I－)存在，沒有游離態(tài)，A錯誤．操作A是萃取，操作B是分液，然后才是蒸餾等操作來得到單質(zhì)碘，A、C、D都是錯誤．答案：B第36頁許多國家十分重視海水資源綜合利用，不需要化學(xué)改變就能夠從海水中取得物質(zhì)是 ()A．氯、溴、碘 B．鈉、鎂、鋁C．燒堿、氫氣 D．食鹽、淡水第37頁解析：利用蒸發(fā)海水方法可取得食鹽，利用蒸餾法取得淡水，而A、B兩個選項中六種物質(zhì)及C項中H2均為單質(zhì)，從其對應(yīng)化合物中制得一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故選D.答案：D第38頁方法歸納：金屬冶煉方法：金屬活動性不一樣，其冶煉方法也不一樣．①熱分解法：適合用于冶煉金屬活動性較差金屬，如汞和銀．2HgO 2Hg＋O2↑，2Ag2O 4Ag＋O2↑；②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合于金屬活動性介于Zn～Cu之間大多數(shù)金屬冶煉．第39頁如：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2↑，2CuO＋C2 Cu＋CO2↑.2Al＋Cr2O3 2Cr＋Al2O3，WO3＋3H2 W＋3H2O.這類金屬中若金屬以硫化物或碳酸鹽形式存在時，首先將其氧化后再還原，如：2ZnS＋3O2 2ZnO＋2SO2，2ZnO＋C 2Zn＋CO2↑；第40頁③電解法：適合冶煉金屬活動性很強金屬(普通是在金屬活動次序表中排在鋁前邊金屬)．如：2Al2O3(熔融)

4Al＋3O2↑MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑.第41頁金屬冶煉原理試驗煉鐵原理(制還原鐵粉)裝置如圖第42頁1．反應(yīng)原理Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2第43頁2．試驗方法(1)組裝裝置按圖所表示，連接各儀器于一體．(2)檢驗裝置氣密性，用彈簧夾a關(guān)閉導(dǎo)氣管，對硬質(zhì)玻璃管微熱，觀察現(xiàn)象，直至裝置氣密性合格為止．裝置氣密性合格標(biāo)志是氣球體積顯著膨脹．(3)向相關(guān)儀器內(nèi)加入Fe2O3和澄清石灰水，重新連接好各儀器．(4)通CO排空氣、加熱使反應(yīng)發(fā)生．(5)停頓加熱，繼續(xù)通入CO至冷卻．第44頁試驗設(shè)計試驗室中用含少許CO2雜質(zhì)CO來還原鐵氧化物FexOy并證實CO能夠還原FexOy，且本身被氧化為CO2，試驗所提供各種儀器和藥品以下：第45頁(1)試驗時，上述儀器裝置正確連接次序是(填寫各接口代號)．混合氣體→()，()接(F)，(E)接()，()接()，()接()．(2)在裝置乙中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式是________．(3)在裝置甲中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式是________．第46頁(4)丙裝置中澄清石灰水作用是________．(5)經(jīng)定量測定，0.4gFexOy與CO反應(yīng)生成氣體通入過量澄清石灰水中，生成0.75g白色沉淀，則FexOy中x值是________，y值是________．(6)試驗過程中，能說明CO能夠還原FexOy試驗現(xiàn)象是______________________________．能夠說明CO被氧化成CO2試驗現(xiàn)象是____________________．第47頁解析：據(jù)試驗?zāi)繕?biāo)，分析每個裝置作用，然后連接，x、y值計算依C守恒關(guān)系CO～CO2～CaCO3FexOy中氧質(zhì)量為44×7.5×10－3－28×7.5×10－3＝0.12g第48頁答案：(1)DCABHGI(2)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O(3)FexOy＋yCO xFe＋Yco2(4)檢驗CO2是否除凈(5)x＝2,y＝3(6)紅色變黑色丁中澄清石灰水變渾濁第49頁深化拓展(1)為了擴大氣態(tài)CO和固態(tài)Fe2O3接觸面積，提升反應(yīng)速率和Fe2O3反應(yīng)百分率，F(xiàn)e2O3要平鋪開．(2)要先通適量CO氣體將硬質(zhì)玻璃管內(nèi)空氣排出以后再點燃酒精燈加熱．此先后次序不可顛倒，不然可能要引發(fā)爆炸．(3)CO氣體要勻速、慢通，以提升CO氣體利用率．(4)CO與Fe2O3反應(yīng)要進(jìn)行至紅色Fe2O3固體完全變?yōu)楹谏腆w為止．第50頁(5)停頓加熱后，要先用彈簧夾b關(guān)閉導(dǎo)氣管(但不要切斷CO氣源)后再熄滅酒精燈．此先后次序不可顛倒，不然會引發(fā)石灰水被倒吸至硬質(zhì)玻璃管內(nèi)而使試驗失?。?6)被還原出Fe要在硬質(zhì)玻璃管內(nèi)CO氣體中冷卻至常溫，目標(biāo)是預(yù)防Fe重新被空氣氧化．第51頁1．相關(guān)金屬冶煉原理，以下說法正確是()A．必定發(fā)生是置換反應(yīng)B．必定發(fā)生是分解反應(yīng)C．必定發(fā)生是氧化還原反應(yīng)D．只能用金屬作還原劑冶煉金屬解析：金屬冶煉本質(zhì)是使化合態(tài)金屬變?yōu)橛坞x態(tài)，必定發(fā)生氧化還原反應(yīng)．答案：C第52頁2．地球上大部分水是以海水形式存在，若能找到海水淡化大規(guī)模生產(chǎn)方法，將能極大地緩解當(dāng)前人類面臨水資源日益緊缺情況．以下相關(guān)海水淡化方法在原理上完全不可行是 ()A．加明礬使海水中鹽分沉淀而淡化B．利用太陽能將海水蒸餾淡化C．在一定條件下將海水遲緩凝固以獲取淡水D．選擇一個特殊膜，利用電滲析法或反滲析法使海水淡化第53頁解析：明礬中含有K＋、Al3＋、 ，不能使海水中鹽分沉淀，海水淡化方法有蒸餾法、電滲析法、反滲析法、結(jié)晶法等，故選A.答案：A第54頁3．以下金屬氧化物不能用焦炭還原是()A．CaO B．Ag2OC．CuO D．Fe2O3解析：金屬鈣活潑性很強，單質(zhì)鈣還原性很強，對應(yīng)Ca2＋氧化性很弱(得電子能力)，焦炭(C)無法將其還原為單質(zhì)．答案：A第55頁4．3月6日中國新聞網(wǎng)報道，位于廣東省陽江海域“南海一號”宋代商船，以前曾打撈出金、銀、銅、鐵、瓷類文物4000余件，文物界教授認(rèn)為，“南海一號”價值不亞于兵馬俑．以下相關(guān)推斷不正確是()A．金、銀、銅、鐵等屬于過渡金屬B．瓷類器件主要成份是硅酸鹽C．用硝酸能夠檢驗金制品和銅制品D．金屬在海水中不輕易腐蝕第56頁解析：金、銀、銅、鐵均屬過渡金屬，A正確；瓷器主要成份是硅酸鹽，B正確；硝酸與Cu能發(fā)生反應(yīng)，而不與金反應(yīng)．故C正確；金屬在海水中輕易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，D不正確．答案：D第57頁5．汞單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究上有廣泛用途，汞唯一主要礦源是朱砂(HgS)．朱砂煉汞反應(yīng)之一為：

HgS＋O2 Hg＋SO2第58頁