第21講 8.1金屬礦物的開發(fā)利用 海水資源的開發(fā)利用（含答案）-2024年高中化學同步精講義（必修二）

第21講8.1金屬礦物的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用（含答案）-2024年高中化學同步精品講義（必修二）第八章化學和可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時金屬礦物的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1．了解金屬在自然界中的存在形式，理解金屬冶煉的一般原理，掌握活潑性不同的金屬冶煉的一般方法。2．了解海水的主要組成元素，了解海水資源及開發(fā)利用的主要方式，掌握從海水中提取溴的化學反應原理及實驗方法。一、金屬礦物的開發(fā)利用1．金屬元素在自然界中的存在形態(tài)極少數(shù)以__________形式存在，如金、鉑等，絕大多數(shù)以__________形式存在。2．金屬的冶煉(1)概念：將金屬礦物中的金屬從其化合物中__________出來的過程。(2)原理：利用氧化還原反應原理，在一定條件下，使金屬離子__________電子被__________成金屬原子，從而獲得金屬單質。即Mn＋＋ne－=M。3．金屬的冶煉方法金屬活潑性與冶煉方法的關系如下：(1)熱分解法——冶煉不活潑金屬①分解HgO制取Hg：______________________________②分解Ag2O制取Ag：______________________________(2)電解法——冶煉活潑金屬①冶煉鈉：______________________________②冶煉鎂：______________________________③冶煉鋁：______________________________(3)熱還原法——高溫還原熱還原法常用的還原劑有__________、__________、__________、一些活潑金屬等。①高爐煉鐵：CO還原Fe2O3的化學方程式為______________________________②鋁熱反應：Al還原Fe2O3的化學方程式為______________________________(4)其他方法濕法煉銅：Fe與CuSO4溶液反應制取銅的化學方程式為______________________________4．金屬礦物資源的開發(fā)和利用措施(1)提高金屬礦物的利用率。(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法。(3)防止金屬的腐蝕。(4)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量。(5)加強廢舊金屬的回收和再利用。二、海水資源的開發(fā)利用1．海水水資源的開發(fā)利用(1)利用途徑：海水的淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻等。(2)海水淡化：通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有__________、__________、________________和膜分離法等。其中__________的歷史最久。(3)海水的蒸餾①主要儀器：A__________，B__________，C__________。②冷卻水的流向：______口進，______口出。③B中加入碎瓷片的目的是____________________。2．海水中化學資源的開發(fā)利用(1)海水制鹽從海水中制得的氯化鈉，可以食用，同時也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等的化工原料。①氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水，可生產(chǎn)氫氧化鈉、氫氣和氯氣?；瘜W方程式：________________________________________。②制鈉和氯氣：________________________________________。③制鹽酸：________________________________________。④制漂白劑(84消毒液)：________________________________________。⑤制純堿：______________________________________；______________________________________。(2)海水提溴①海水提溴的方法(吹出法)濃縮海水曬鹽和海水淡化的過程中副產(chǎn)物Br－得到濃縮氧化向濃縮的海水中通入Cl2，將Br－氧化成Br2吹出利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出溴蒸氣吸收吹出的溴蒸氣用SO2吸收蒸餾再用Cl2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴后蒸餾分離②氧化、吸收環(huán)節(jié)主要的離子方程式：________________________________________、________________________________________。3．海水中其他資源的開發(fā)利用(1)制備化工產(chǎn)品：制備Mg、K、I2及其他化工產(chǎn)品。(2)獲取能量物質：提取鈾和重水用來開發(fā)核能。(3)開發(fā)利用新型能源：潮汐能、波浪能等。?問題一金屬的冶煉原理及應用【典例1】金屬元素的原子結構決定了金屬元素的性質、在自然界中的存在形式及冶煉方法。(1)金屬的冶煉一般有下列方法：a．焦炭法 b．水煤氣(氫氣和一氧化碳)法c．活潑金屬置換法 d．電解法請從上述四種方法中選擇相應的字母填入表中空格：高爐煉鐵濕法煉銅鋁熱法煉鉻工業(yè)上冶煉鋁寫出Al與Cr2O3反應的化學方程式：_______________________________________。(2)銅在地殼中的含量遠低于鋁，但人類利用銅的歷史遠早于鋁，這與古代發(fā)生的森林大火有一定的關系，因為人類在大火之后的灰燼中會發(fā)現(xiàn)紅色發(fā)亮的物質。現(xiàn)在人們認識到，這種物質就是孔雀石[主要成分為Cu2(OH)2CO3，熱穩(wěn)定性差]在大火中轉化而生成的銅，寫出大火中與銅元素有關的三個化學方程式：__________________________________________。【歸納小結】(1)在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠后，其陽離子越容易被還原，金屬的位置越靠前，其陽離子越難被還原。(2)冶煉Mg時只能電解MgCl2，不能電解MgO(熔點太高)。(3)冶煉Al時只能電解Al2O3，不能電解AlCl3(共價化合物，熔融時不導電)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度?！咀兪骄?-1】從本質上講，工業(yè)上冶煉金屬的反應一定都屬于()A．氧化還原反應 B．置換反應C．分解反應 D．復分解反應【變式練1-2】鉛的冶煉大致過程如下：①富集：將方鉛礦(PbS)進行浮選；②焙燒：2PbS＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2PbO＋2SO2；③制粗鉛：PbO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Pb＋CO↑；PbO＋COeq\o(=,\s\up7(高溫))Pb＋CO2。下列說法正確的是()A．浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學變化B．將1molPbS冶煉成Pb理論上至少需要6g碳C．方鉛礦焙燒反應中，PbS是還原劑，還原產(chǎn)物只有PbOD．整個冶煉過程中，制取1molPb共轉移2mol電子【變式練1-3】如圖為鋁熱反應的實驗裝置，請回答下列問題：(1)寫出該反應的化學方程式：______________________________。(2)若將氧化鐵換成氧化鎂，該反應_________(填“能”或“不能”)發(fā)生，理由是__________________________。(3)若將所得產(chǎn)品置于足量的NaOH溶液中，可能看到的現(xiàn)象是_______________________________，寫出鋁熱反應的一種主要用途：__________________。(4)假設鋁足量且反應充分，設計一種實驗方案，證明本實驗中有單質鐵生成：______________________________________________________________________。?問題二海水資源的開發(fā)利用【典例2】海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下圖所示：(1)步驟①反應的離子方程式是__________________________。(2)步驟③反應的化學方程式是___________________________________。(3)步驟②中，用熱空氣將Br2吹出，利用溴的性質為___________________________，從步驟②到步驟④的目的是_________________________。(4)從理論上考慮，下列物質也能充分吸收Br2的是________(填字母)。A．NaOHB．FeCl2C．Na2SO3D．H2O(5)步驟⑤蒸餾過程中，溫度應控制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水分增加；若溫度過低，則_________________________?！咀兪骄?-1】海水是一個巨大的化學資源庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是()A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就能得到鉀單質B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備NaD．利用潮汐發(fā)電是將化學能轉化為電能【變式練2-2】從海帶中提取碘單質，工藝流程如下。下列關于海帶制碘的說法錯誤的是()干海帶eq\o(→,\s\up7(灼燒))海帶灰eq\o(→,\s\up7(沸水),\s\do5(浸泡))懸濁液eq\o(→,\s\up7(過濾))濾液eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(H2O2))碘水eq\o(→,\s\up7(CCl4))I2的CCl4溶液A．實驗室灼燒干海帶在坩堝中進行B．沸水浸泡的目的是使I－充分浸出C．由濾液獲得碘水，發(fā)生的離子反應為2I－＋H2O2=I2＋2OH－D．可以用淀粉溶液檢驗碘水中的I2【基礎強化】1．我國古代煉丹家魏伯陽所著《周易參同契》是世界上現(xiàn)存最早的一部煉丹專著。書中描寫到：“金入于猛火，色不奪精光。”這句話的意思是指黃金的性質在強熱條件下()A．活潑B．穩(wěn)定C．易氧化D．易還原2．下列金屬冶煉的反應原理不正確的是()A．MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑B．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2C．2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑D．2AlCl3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Al＋3Cl2↑3．海水淡化可采用膜分離技術。如圖所示，對淡化膜右側的海水加壓，水分子可以透過淡化膜進入左側淡水池，而海水中其他各種離子不能通過淡化膜，從而得到淡水。對加壓后右側海水成分變化分析正確的是()A．溶質質量增加 B．溶劑質量減小C．溶液質量不變 D．溶質質量分數(shù)減小4．鈦(Ti)有“未來鋼鐵”之稱，工業(yè)上常以反應：TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))Ti＋2MgCl2獲得海綿狀鈦，該反應進行時是在()A．稀有氣體中B．空氣中C．氮氣中D．CO2氣體中5．下列化學反應在金屬冶煉工業(yè)中還沒有得到應用的是()A．2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(電解),\s\do5())2Na＋Cl2↑B．Al2O3＋3Ceq\o(========,\s\up7(2125℃),\s\do5())2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3COeq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe＋3CO2D．2Ag2Oeq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())4Ag＋O2↑6．海洋又被稱為綠色寶庫，下列關于海洋的說法正確的是()A．海洋約占地球表面積的71%B．海水中元素僅為有限的十幾種C．蒸餾是海水淡化的唯一方法D．海水因有腐蝕性而不能冷卻循環(huán)使用7．據(jù)報道，挪威和荷蘭正在開發(fā)一種新能源——鹽能。當海水和淡水混合時，溫度將升高0.1℃，世界所有入?？诘倪@種能源相當于電力需求的20%。海水和淡水混合時，溫度升高最可能的原因是()A．發(fā)生了鹽分解反應 B．發(fā)生了水分解反應C．由于濃度差產(chǎn)生放熱 D．鹽的溶解度增大8．如圖所示，NaCl是一種化工原料，可以制備一系列物質。下列說法正確的是()A．石灰乳與Cl2的反應中，Cl2既是氧化劑又是還原劑B．25℃時，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3大C．Cl2與過量的鐵反應生成FeCl2D．圖示轉化反應都是氧化還原反應9．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3等雜質)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過程如下：(1)Ⅰ和Ⅱ步驟中分離溶液和沉淀的操作為__________，所用到的玻璃儀器是_____________。(2)沉淀M中除含有泥沙外，一定還含有________，固體N是________。(3)濾液X中，含鋁元素的溶質的化學式為__________，它屬于________(填“酸”“堿”或“鹽”)類物質。(4)實驗室里常往AlCl3溶液中加入__________(填“氨水”或“NaOH溶液”)來制取Al(OH)3。10．海水是巨大的資源寶庫，可以進行綜合利用。從海水中提取淡水、食鹽和溴的過程如下：(1)步驟Ⅰ獲得Br2的化學反應的離子方程式為__________________________________。(2)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2使溴蒸氣轉化為氫溴酸以達到富集的目的，其反應的化學方程式為_________________________________，在該反應中氧化劑是______________(填化學式)；若反應中生成2molHBr則消耗________molSO2。(3)根據(jù)上述反應可判斷出SO2、Cl2、Br2三種物質氧化性由強到弱的順序是______________________?！灸芰μ嵘?．鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁：下列說法錯誤的是()A．①②中除加試劑外，還需要進行過濾操作B．a(chǎn)、b中鋁元素的化合價相同C．③中需要通入過量的氨氣D．④進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁2．諾貝爾化學獎獲得者施羅克等人發(fā)現(xiàn)金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學反應過程為①2MoS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2MoO3＋4SO2②MoO3＋2NH3·H2O=(NH4)2MoO4＋H2O③(NH4)2MoO4＋2HCl=H2MoO4↓＋2NH4Cl④H2MoO4eq\o(=,\s\up7(高溫))MoO3＋H2O⑤用還原劑將MoO3還原成金屬鉬則下列說法正確的是()A．MoS2煅燒產(chǎn)生的尾氣可直接排放B．MoO3是金屬氧化物，也是堿性氧化物C．H2MoO4是一種強酸D．利用H2、CO和Al分別還原等量的MoO3，所消耗還原劑的物質的量之比為3∶3∶23．從海帶中提取I2的實驗方案如下。下列說法中不正確的是()A．實驗方案中2次使用到過濾操作B．向濾液中加入雙氧水的作用是將I－氧化為I2C．I－和IOeq\o\al(－,3)在酸性條件下發(fā)生反應的離子方程式為I－＋IOeq\o\al(－,3)＋2H＋=I2＋H2OD．含I2的溶液經(jīng)3步轉化為I2的懸濁液，其目的是富集碘元素4．據(jù)《天工開物》記載，我國古代以爐甘石(主要成分是ZnCO3)來升煉倭鉛(即鋅)，其原理如圖2。已知鋅的熔點為420℃、沸點為906℃。則下列說法不正確的是()A．升煉倭鉛過程包含氧化還原反應B．“鋅火”是鋅蒸氣和一氧化碳在空氣中燃燒形成的C．“泥封”的目的是防止得到的鋅被氧化D．冶煉時鋅變?yōu)檎魵庠诙凳依淠秊楣腆w5．海水是巨大的資源寶庫，海水淡化及其綜合利用具有重要意義。請回答下列問題：(1)請列舉除蒸餾法外海水淡化的一種方法：__________________________。(2)步驟Ⅰ中，粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質離子，精制時常用的試劑有①稀鹽酸；②氯化鋇溶液；③氫氧化鈉溶液；④碳酸鈉溶液。下列加入試劑的順序正確的是________(填字母)。A．①②③④B．②③④①C．②④③① D．③④②①(3)步驟Ⅱ已經(jīng)獲得Br2，步驟Ⅲ又將Br2還原為Br－，其目的是___________________________。(4)寫出步驟Ⅲ反應的離子方程式：_________________________________________。第八章化學和可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時金屬礦物的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1．了解金屬在自然界中的存在形式，理解金屬冶煉的一般原理，掌握活潑性不同的金屬冶煉的一般方法。2．了解海水的主要組成元素，了解海水資源及開發(fā)利用的主要方式，掌握從海水中提取溴的化學反應原理及實驗方法。一、金屬礦物的開發(fā)利用1．金屬元素在自然界中的存在形態(tài)極少數(shù)以游離態(tài)形式存在，如金、鉑等，絕大多數(shù)以化合態(tài)形式存在。2．金屬的冶煉(1)概念：將金屬礦物中的金屬從其化合物中還原出來的過程。(2)原理：利用氧化還原反應原理，在一定條件下，使金屬離子得到電子被還原成金屬原子，從而獲得金屬單質。即Mn＋＋ne－=M。3．金屬的冶煉方法金屬活潑性與冶煉方法的關系如下：(1)熱分解法——冶煉不活潑金屬①分解HgO制取Hg：2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑②分解Ag2O制取Ag：2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑(2)電解法——冶煉活潑金屬①冶煉鈉：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑②冶煉鎂：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑③冶煉鋁：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑(3)熱還原法——高溫還原熱還原法常用的還原劑有焦炭、CO、H2、一些活潑金屬等。①高爐煉鐵：CO還原Fe2O3的化學方程式為Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2②鋁熱反應：Al還原Fe2O3的化學方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe(4)其他方法濕法煉銅：Fe與CuSO4溶液反應制取銅的化學方程式為Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu4．金屬礦物資源的開發(fā)和利用措施(1)提高金屬礦物的利用率。(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法。(3)防止金屬的腐蝕。(4)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量。(5)加強廢舊金屬的回收和再利用。二、海水資源的開發(fā)利用1．海水水資源的開發(fā)利用(1)利用途徑：海水的淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻等。(2)海水淡化：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、離子交換法和膜分離法等。其中蒸餾法的歷史最久。(3)海水的蒸餾①主要儀器：A冷凝管，B蒸餾燒瓶，C錐形瓶。②冷卻水的流向：a口進，b口出。③B中加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸。2．海水中化學資源的開發(fā)利用(1)海水制鹽從海水中制得的氯化鈉，可以食用，同時也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等的化工原料。①氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水，可生產(chǎn)氫氧化鈉、氫氣和氯氣。化學方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②制鈉和氯氣：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。③制鹽酸：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl。④制漂白劑(84消毒液)：2NaOH＋Cl2=NaClO＋NaCl＋H2O。⑤制純堿：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3=NH4Cl＋NaHCO3↓；2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(2)海水提溴①海水提溴的方法(吹出法)濃縮海水曬鹽和海水淡化的過程中副產(chǎn)物Br－得到濃縮氧化向濃縮的海水中通入Cl2，將Br－氧化成Br2吹出利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出溴蒸氣吸收吹出的溴蒸氣用SO2吸收蒸餾再用Cl2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴后蒸餾分離②氧化、吸收環(huán)節(jié)主要的離子方程式：2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－、SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－。3．海水中其他資源的開發(fā)利用(1)制備化工產(chǎn)品：制備Mg、K、I2及其他化工產(chǎn)品。(2)獲取能量物質：提取鈾和重水用來開發(fā)核能。(3)開發(fā)利用新型能源：潮汐能、波浪能等。?問題一金屬的冶煉原理及應用【典例1】金屬元素的原子結構決定了金屬元素的性質、在自然界中的存在形式及冶煉方法。(1)金屬的冶煉一般有下列方法：a．焦炭法 b．水煤氣(氫氣和一氧化碳)法c．活潑金屬置換法 d．電解法請從上述四種方法中選擇相應的字母填入表中空格：高爐煉鐵濕法煉銅鋁熱法煉鉻工業(yè)上冶煉鋁寫出Al與Cr2O3反應的化學方程式：_______________________________________。(2)銅在地殼中的含量遠低于鋁，但人類利用銅的歷史遠早于鋁，這與古代發(fā)生的森林大火有一定的關系，因為人類在大火之后的灰燼中會發(fā)現(xiàn)紅色發(fā)亮的物質?，F(xiàn)在人們認識到，這種物質就是孔雀石[主要成分為Cu2(OH)2CO3，熱穩(wěn)定性差]在大火中轉化而生成的銅，寫出大火中與銅元素有關的三個化學方程式：__________________________________________。答案：(1)accd2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Cr(2)Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑、2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑、CuO＋COeq\o(=,\s\up7(高溫))Cu＋CO2解析：(1)高爐煉鐵的反應原理是3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2，屬于焦炭法；濕法煉銅的反應原理為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，屬于活潑金屬置換法；鋁熱法煉鉻的反應原理為2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Cr，屬于活潑金屬置換法；工業(yè)上冶煉鋁的反應原理為2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑，屬于電解法。(2)Cu2(OH)2CO3受熱分解為CuO、CO2、H2O，樹木燃燒時會有CO、C生成，然后C或CO還原CuO生成Cu?！練w納小結】(1)在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠后，其陽離子越容易被還原，金屬的位置越靠前，其陽離子越難被還原。(2)冶煉Mg時只能電解MgCl2，不能電解MgO(熔點太高)。(3)冶煉Al時只能電解Al2O3，不能電解AlCl3(共價化合物，熔融時不導電)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度?！咀兪骄?-1】從本質上講，工業(yè)上冶煉金屬的反應一定都屬于()A．氧化還原反應 B．置換反應C．分解反應 D．復分解反應答案：A解析：金屬冶煉的本質是金屬陽離子得電子被還原生成金屬單質，因此一定屬于氧化還原反應?！咀兪骄?-2】鉛的冶煉大致過程如下：①富集：將方鉛礦(PbS)進行浮選；②焙燒：2PbS＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2PbO＋2SO2；③制粗鉛：PbO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Pb＋CO↑；PbO＋COeq\o(=,\s\up7(高溫))Pb＋CO2。下列說法正確的是()A．浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學變化B．將1molPbS冶煉成Pb理論上至少需要6g碳C．方鉛礦焙燒反應中，PbS是還原劑，還原產(chǎn)物只有PbOD．整個冶煉過程中，制取1molPb共轉移2mol電子答案：B解析：浮選法富集方鉛礦的過程中沒有新物質生成，屬于物理變化，故A錯誤；將1molPbS冶煉成Pb的過程中，根據(jù)化學方程式得出，2PbS～2PbO～C～2Pb,1molPbS冶煉成Pb理論上至少需要0.5mol碳，即需要6g碳，故B正確；方鉛礦焙燒反應：2PbS＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2PbO＋2SO2中，PbS中S元素化合價升高，是還原劑，氧元素化合價降低，還原產(chǎn)物有PbO和SO2，故C錯誤；整個冶煉過程中，根據(jù)Pb原子守恒，1molPbS轉化為1molPbO，轉移電子6mol,1molPbO轉化為1molPb，轉移電子2mol，所以制取1molPb共轉移8mol電子，故D錯誤。【變式練1-3】如圖為鋁熱反應的實驗裝置，請回答下列問題：(1)寫出該反應的化學方程式：______________________________。(2)若將氧化鐵換成氧化鎂，該反應_________(填“能”或“不能”)發(fā)生，理由是__________________________。(3)若將所得產(chǎn)品置于足量的NaOH溶液中，可能看到的現(xiàn)象是_______________________________，寫出鋁熱反應的一種主要用途：__________________。(4)假設鋁足量且反應充分，設計一種實驗方案，證明本實驗中有單質鐵生成：______________________________________________________________________。答案：(1)Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe(2)不能鎂比鋁活潑，鋁不能置換出鎂(3)部分固體溶解，有氣泡產(chǎn)生焊接鋼軌(或冶煉某些熔點高的金屬，合理即可)(4)取適量反應后的固體混合物，先用NaOH溶液除去鋁，再加入稀硫酸，有氣泡冒出，說明有鐵生成(或用磁鐵靠近固體，有固體可被磁鐵吸引，說明有鐵生成)解析：(2)Mg比Al活潑，Al不能從MgO中置換出Mg。(3)若鋁過量，剩余的鋁及反應生成的氧化鋁與NaOH溶液反應，可看到部分固體溶解，且溶液中有氣泡產(chǎn)生。(4)可取適量反應后的固體混合物，先用NaOH溶液除去鋁，再加入鹽酸或稀硫酸，根據(jù)有氣泡冒出確定有鐵生成；也可用磁鐵靠近固體，根據(jù)固體可被磁鐵吸引判斷有鐵生成。?問題二海水資源的開發(fā)利用【典例2】海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下圖所示：(1)步驟①反應的離子方程式是__________________________。(2)步驟③反應的化學方程式是___________________________________。(3)步驟②中，用熱空氣將Br2吹出，利用溴的性質為___________________________，從步驟②到步驟④的目的是_________________________。(4)從理論上考慮，下列物質也能充分吸收Br2的是________(填字母)。A．NaOHB．FeCl2C．Na2SO3D．H2O(5)步驟⑤蒸餾過程中，溫度應控制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水分增加；若溫度過低，則_________________________。答案：(1)2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－(2)SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr(3)易揮發(fā)將溴濃縮，提高Br2的提取率(4)ABC(5)溴不能完全蒸出，產(chǎn)率太低解析：(4)NaOH和Br2反應生成NaBr、NaBrO和H2O，可以吸收，A正確；Fe2＋有還原性，可以被溴氧化為Fe3＋，Br2被還原為Br－，可以吸收Br2，B正確；Na2SO3可以和Br2反應，將Br2還原為Br－，能吸收Br2，C正確；H2O和Br2反應微弱，不能充分吸收Br2，D錯誤?！咀兪骄?-1】海水是一個巨大的化學資源庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是()A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就能得到鉀單質B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備NaD．利用潮汐發(fā)電是將化學能轉化為電能答案：C解析：鉀為活潑金屬，在海水中沒有單質鉀，無法用物理方法制得鉀單質，A錯誤；海水蒸發(fā)制海鹽只發(fā)生了物理變化，未發(fā)生化學變化，B錯誤；Na為活潑金屬，電解熔融的NaCl可制備Na，C正確；潮汐發(fā)電是將海水的動能轉化為電能，D錯誤?！咀兪骄?-2】從海帶中提取碘單質，工藝流程如下。下列關于海帶制碘的說法錯誤的是()干海帶eq\o(→,\s\up7(灼燒))海帶灰eq\o(→,\s\up7(沸水),\s\do5(浸泡))懸濁液eq\o(→,\s\up7(過濾))濾液eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(H2O2))碘水eq\o(→,\s\up7(CCl4))I2的CCl4溶液A．實驗室灼燒干海帶在坩堝中進行B．沸水浸泡的目的是使I－充分浸出C．由濾液獲得碘水，發(fā)生的離子反應為2I－＋H2O2=I2＋2OH－D．可以用淀粉溶液檢驗碘水中的I2答案：C解析：干海帶灼燒得到海帶灰，海帶灰溶于沸水，過濾得到含有碘離子的濾液，加入酸化的過氧化氫溶液氧化碘離子生成碘單質，加入四氯化碳萃取分液得到碘的四氯化碳溶液。固體灼燒應在坩堝中進行，A正確；沸水浸泡海帶灰的目的是加快I－的溶解，并使之溶解更充分，B正確；由濾液獲得碘水，正確的離子方程式為2I－＋2H＋＋H2O2=I2＋2H2O，C錯誤；淀粉遇I2變藍，D正確?！净A強化】1．我國古代煉丹家魏伯陽所著《周易參同契》是世界上現(xiàn)存最早的一部煉丹專著。書中描寫到：“金入于猛火，色不奪精光?！边@句話的意思是指黃金的性質在強熱條件下()A．活潑B．穩(wěn)定C．易氧化D．易還原答案：B解析：金的性質穩(wěn)定，在強熱條件下也不反應。2．下列金屬冶煉的反應原理不正確的是()A．MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑B．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2C．2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑D．2AlCl3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Al＋3Cl2↑答案：D解析：金屬鎂可通過電解熔融的MgCl2得到，A正確；高爐煉鐵的主要原理是用CO在高溫條件下還原Fe2O3得到Fe，B正確；Hg是較不活潑金屬，其單質可通過熱分解法得到，即加熱分解HgO得到Hg，C正確；AlCl3熔融狀態(tài)下不會電離，不能導電，無法通過電解AlCl3得到Al，D不正確。3．海水淡化可采用膜分離技術。如圖所示，對淡化膜右側的海水加壓，水分子可以透過淡化膜進入左側淡水池，而海水中其他各種離子不能通過淡化膜，從而得到淡水。對加壓后右側海水成分變化分析正確的是()A．溶質質量增加 B．溶劑質量減小C．溶液質量不變 D．溶質質量分數(shù)減小答案：B解析：根據(jù)題目信息“對淡化膜右側的海水加壓，水分子可以透過淡化膜進入左側淡水池，而海水中其他各種離子不能通過淡化膜”可知，加壓后右側溶劑質量減小，溶質質量不變，溶液質量減小，溶質質量分數(shù)增大。4．鈦(Ti)有“未來鋼鐵”之稱，工業(yè)上常以反應：TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))Ti＋2MgCl2獲得海綿狀鈦，該反應進行時是在()A．稀有氣體中B．空氣中C．氮氣中D．CO2氣體中答案：A解析：因為鎂可以與氧氣、氮氣和二氧化碳反應，所以應選擇沒有這些氣體存在的反應環(huán)境，故A正確。5．下列化學反應在金屬冶煉工業(yè)中還沒有得到應用的是()A．2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(電解),\s\do5())2Na＋Cl2↑B．Al2O3＋3Ceq\o(========,\s\up7(2125℃),\s\do5())2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3COeq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())2Fe＋3CO2D．2Ag2Oeq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())4Ag＋O2↑答案：B解析：目前金屬鋁的制備方法是電解氧化鋁；其他選項中所涉及的內(nèi)容均符合理論和生產(chǎn)實際。6．海洋又被稱為綠色寶庫，下列關于海洋的說法正確的是()A．海洋約占地球表面積的71%B．海水中元素僅為有限的十幾種C．蒸餾是海水淡化的唯一方法D．海水因有腐蝕性而不能冷卻循環(huán)使用答案：A解析：迄今已發(fā)現(xiàn)的海水中的元素總計含有80多種，B項錯誤；海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等，C項錯誤；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行循環(huán)冷卻等，D項錯誤。7．據(jù)報道，挪威和荷蘭正在開發(fā)一種新能源——鹽能。當海水和淡水混合時，溫度將升高0.1℃，世界所有入海口的這種能源相當于電力需求的20%。海水和淡水混合時，溫度升高最可能的原因是()A．發(fā)生了鹽分解反應 B．發(fā)生了水分解反應C．由于濃度差產(chǎn)生放熱 D．鹽的溶解度增大答案：C解析：海水與淡水混合時，不可能發(fā)生化學反應，故A、B兩項錯誤；溫度升高可以使鹽的溶解度增大，而鹽的溶解度增大不可能使溫度升高，所以D選項錯誤。8．如圖所示，NaCl是一種化工原料，可以制備一系列物質。下列說法正確的是()A．石灰乳與Cl2的反應中，Cl2既是氧化劑又是還原劑B．25℃時，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3大C．Cl2與過量的鐵反應生成FeCl2D．圖示轉化反應都是氧化還原反應答案：A9．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3等雜質)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過程如下：(1)Ⅰ和Ⅱ步驟中分離溶液和沉淀的操作為__________，所用到的玻璃儀器是_____________。(2)沉淀M中除含有泥沙外，一定還含有________，固體N是________。(3)濾液X中，含鋁元素的溶質的化學式為__________，它屬于________(填“酸”“堿”或“鹽”)類物質。(4)實驗室里常往AlCl3溶液中加入__________(填“氨水”或“NaOH溶液”)來制取Al(OH)3。答案：(1)過濾燒杯、漏斗、玻璃棒(2)Fe2O3Al2O3(3)NaAlO2鹽(4)氨水解析：鋁土礦中加入濃NaOH溶液，F(xiàn)e2O3和氫氧化鈉不反應，氧化鋁與NaOH反應生成NaAlO2，步驟Ⅰ利用過濾除去Fe2O3等不溶物，沉淀M為氧化鐵等不溶物，濾液X含有偏鋁酸鈉；步驟Ⅱ通入二氧化碳將AlOeq\o\al(－,2)轉化為氫氧化鋁沉淀，過濾得氫氧化鋁，加熱分解氫氧化鋁得到氧化鋁。(1)Ⅰ和Ⅱ步驟中分離固體與溶液的方法為過濾，所用到的玻璃儀器為燒杯、漏斗、玻璃棒。(2)由工藝流程可知，沉淀M中還含有Fe2O3，固體N為Al2O3。(3)由工藝流程可知，濾液X中，含鋁元素的溶質的化學式為NaAlO2，NaAlO2屬于鹽。(4)氫氧化鋁溶于強堿，實驗室通常用氨水與氯化鋁制備氫氧化鋁沉淀，反應的化學方程式為AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl。10．海水是巨大的資源寶庫，可以進行綜合利用。從海水中提取淡水、食鹽和溴的過程如下：(1)步驟Ⅰ獲得Br2的化學反應的離子方程式為__________________________________。(2)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2使溴蒸氣轉化為氫溴酸以達到富集的目的，其反應的化學方程式為_________________________________，在該反應中氧化劑是______________(填化學式)；若反應中生成2molHBr則消耗________molSO2。(3)根據(jù)上述反應可判斷出SO2、Cl2、Br2三種物質氧化性由強到弱的順序是______________________。答案：(1)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2(2)Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBrBr21(3)Cl2>Br2>SO2解析：海水淡化可得到NaCl，電解熔融的NaCl可得到Na和Cl2，利用生成的Cl2氧化濃縮海水中的Br－得到Br2，發(fā)生的離子反應為Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，然后通入空氣吹出Br2再用SO2水溶液吸收Br2，發(fā)生反應的化學方程式為Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，該反應中氧化劑為Br2，還原劑為SO2，反應中每生成2molHBr則消耗1molSO2，最后再向含HBr的溶液中通入適量Cl2，蒸餾即可得到Br2。通過上述過程中的反應可判斷出三種物質的氧化性由強到弱的順序為Cl2>Br2>SO2?！灸芰μ嵘?．鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁：下列說法錯誤的是()A．①②中除加試劑外，還需要進行過濾操作B．a(chǎn)、b中鋁元素的化合價相同C．③中需要通入過量的氨氣D．④進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁答案：C解析：反應①后的體系中含有固體SiO2，需要過濾除去，反應②后的體系中含有Fe(OH)3沉淀，需要過濾除去，A正確；a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAlO2的形式存在，其中鋁元素的化合價都是＋3價，B正確；由NaAlO2制備Al(OH)3需要通入過量CO2，C錯誤；由Al(OH)3制備Al2O3，加熱即可，D正確。2．諾貝爾化學獎獲得者施羅克等人發(fā)現(xiàn)金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學反應過程為①2MoS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2MoO3＋4SO2②MoO3＋2NH3·H2O=(NH4)2MoO4＋H2O③(NH4)2MoO4＋2HCl=H2MoO4↓＋2NH4Cl④H2MoO4eq\o(=,\s\up7(高溫))MoO3＋H2O⑤用還原劑將MoO3還原成金屬鉬則下列說法正確的是()A．MoS2煅燒產(chǎn)生的尾氣可直接排放B．MoO3是金屬氧化物，也是堿性氧化物C．H2MoO4是一種強酸D．利用H2、CO和Al分別還原等量的MoO3，所消耗還原劑的物質的量之比為3∶3∶2答案：D解析：A項，生成物SO2對環(huán)境污染嚴重，不符合題意；B項，根據(jù)②可知，MoO3與堿反應生成鹽和水，故MoO3不屬于堿性氧化物，不符合題意；C項，根據(jù)反應③H2MoO4是一種不溶性酸，溶液中c(H＋)不可能很大，故H2MoO4不可能是強酸，不符合題意；D項，1molH2、1molCO和1molAl作還原劑時，失去的電子數(shù)分別為2NA、2NA和3NA，還原等量的MoO3時，則H2、CO和Al轉移電子數(shù)相同，此時n(H2)∶n(CO)∶n(Al)＝3∶3∶2，符合題意。3．從海帶中提取I2的實驗方案如下。下列說法中不正確的是()A．實驗方案中2次使用到過濾操作B．向濾液中加入雙氧水的作用是將I－氧化為I2C．I－和IOeq\o\al(－,3)在酸性條件下發(fā)生反應的離子方程式為I－＋IOeq\o\al(－,3)＋2H＋=I2＋H2OD．含I2的溶液經(jīng)3步轉化為I2的懸濁液，其目的是富集碘元素答案：C解析：根據(jù)分析可知，海帶灰加熱水后過濾得到濾液，I2的懸濁液過濾，分離得到粗碘，因此實驗方案中2次使用到過濾操作，A正確；I－具有還原性，在酸性條件下被H2O2氧化為I2，B正確；I－和IOeq\o\al(－,3)在酸性條件下發(fā)生反應，正確的離子方程式為5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2＋3H2O，C錯誤；含I2的溶液經(jīng)3步轉化為I2的懸濁液，其目的是提高I2的濃度，達到富集碘元素的目的，D正確。4．據(jù)《天工開物》記載，我國古代以爐甘石(主要成分是ZnCO3)來升煉倭鉛(即鋅)，其原理如圖2。已知鋅的熔點為420℃、沸點為906℃。則下列說法不正確的是()A．升煉倭鉛過程包含氧化還原反應B．“鋅火”是鋅蒸氣和一氧化碳在空氣中燃燒形成的C．“泥封”的目的是防止得到的鋅被氧化D．冶煉時鋅變?yōu)檎魵庠诙凳依淠秊楣腆w答案：D解析：“升煉倭鉛”的反應：ZnCO3eq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())CO2↑＋ZnO、CO2＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())2CO、ZnO＋COeq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())Zn(g)＋CO2。A.由一種物質生成兩種或多種物質的反應是分解反應，有電子轉移的反應是氧化還原反應，根據(jù)以上分析知，ZnCO3eq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())CO2↑＋ZnO是分解反應、CO2＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())2CO、ZnO＋COeq\o(=====,\s\up7(高溫),\s\do5())Zn(g)＋CO2為氧化還原反應，故A正確；B.“鋅火”是未反應完的CO和Zn蒸氣從“兜室”逸出燃燒，故B正確；C.Zn易被空氣氧化，為防止Zn被氧化而用“泥封”隔絕空氣，故C正確；D.反應區(qū)溫度達到1100～1300℃，Zn變?yōu)檎魵馀c雜質分離，在“兜室”冷凝為液體流出(冷凝區(qū)溫度高于Zn的熔點)，故D錯誤。5．海水是巨大的資源寶庫，海水淡化及其綜合利用具有重要意義。請回答下列問題：(1)請列舉除蒸餾法外海水淡化的一種方法：__________________________。(2)步驟Ⅰ中，粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質離子，精制時常用的試劑有①稀鹽酸；②氯化鋇溶液；③氫氧化鈉溶液；④碳酸鈉溶液。下列加入試劑的順序正確的是________(填字母)。A．①②③④B．②③④①C．②④③① D．③④②①(3)步驟Ⅱ已經(jīng)獲得Br2，步驟Ⅲ又將Br2還原為Br－，其目的是___________________________。(4)寫出步驟Ⅲ反應的離子方程式：_________________________________________。答案：(1)電滲析法(或離子交換法等)(2)BC(3)濃縮、提純溴元素(或富集溴元素)(4)Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)解析：(1)海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法和離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術和工藝也比較成熟，但成本較高。(2)粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質離子，精制時加入③氫氧化鈉溶液，除去鎂離子，②氯化鋇溶液，除去硫酸根離子，④碳酸鈉溶液，除去過量的鋇離子和鈣離子，最后過濾后加入①鹽酸，除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉，其中③和②的順序可以顛倒，故順序為③②④①或②③④①或②④③①。(3)海水中溴元素含量低，步驟Ⅱ已經(jīng)獲得Br2，步驟Ⅲ又將Br2還原為Br－，其目的是濃縮、提純溴元素(或富集溴元素)。(4)步驟Ⅲ反應的離子方程式為Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)。第2課時煤、石油和天然氣的綜合利用1．了解煤、石油、天然氣的組成及綜合利用的意義。2．了解煤、石油、天然氣綜合利用的內(nèi)容。一、煤、石油的綜合利用1．煤的組成煤是由__________和少量__________組成的復雜混合物，主要含有碳元素，還含有少量氫、氧、_____、______等元素。2．煤的綜合利用(1)煤的干餾：將煤____________________使之分解的過程，工業(yè)上也叫煤的焦化。主要產(chǎn)品：__________(包括焦爐氣、粗氨水、粗苯)、__________、__________(2)煤的氣化：定義：將煤轉化為______________的過程。主要反應：______________________________(3)煤的液化：①直接液化：煤＋H2→__________；②間接液化：煤eq\o(→,\s\up7(氣化))CO和H2eq\o(→,\s\up7(催化劑))__________等(4)煤的綜合利用的意義①減少污染物的排放；減少煤燃燒產(chǎn)生的________、________、_______和_______等污染物的排放。②提高煤燃燒的效率；煤的氣化、液化都是使煤變成__________的有效途徑，煤的__________也有很大的提高。③獲得重要的化工原料：通過煤的干餾，獲得大量重要的__________原料。3．天然氣的成分及應用(1)天然氣是一種清潔的化石燃料，主要成分是________，常用作燃料，作為化工原料主要用于__________和生產(chǎn)__________等。(2)天然氣水合物是天然氣與水在__________、__________條件下形成的類似冰狀物質，主要成分是________________，組成可表示為CH4·nH2O，甲烷分子處于由多個水分子形成的籠中。又稱為“可燃冰”。二、石油的綜合利用1．石油的組成由多種____________________組成的混合物。2．石油的綜合利用(1)分餾概念：利用石油中各組分__________的不同進行分離的過程。目的：獲得__________、__________、__________等輕質油。(2)裂化概念：將含碳原子________、沸點________的烴（重油）分裂為含碳原子________、沸點________的烴的過程。目的：提高____________________的產(chǎn)量，特別是__________的產(chǎn)量。原理：C16H34eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do7(加熱、加壓))____________________。十六烷辛烷辛烯(3)裂解概念：裂解就是深度裂化。目的：獲得__________、__________、__________等重要的基本化工原料。原理：C4H10eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do7(加熱、加壓))CH4＋__________C4H10eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do7(加熱、加壓))C2H4＋__________。(4)催化重整概念：石油在________和________的作用下，可以通過結構的調整，使________轉化為________。目的：獲得_______、________等產(chǎn)品。3．化石能源與合成高分子材料(1)三大合成高分子材料：__________、__________、__________。(2)以煤、石油、天然氣為原料，通過化學反應可以制得合成高分子材料。例如：①乙烯制聚乙烯：________________________________________②丙烯制聚丙烯：________________________________________。?問題一煤和天然氣的綜合利用【典例1】某實驗小組在實驗室中用下圖模擬煤的干餾，按要求回答相關問題：(1)儀器d的作用是__________________，e處點燃的氣體主要有____________________。(2)c中液體分層，其中水層里溶有____________，有機物層可以通過________的方法使其中的重要成分分離出來?！咀兪骄?-1】我國在“煤變油”技術上已取得了重大突破，達到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列敘述錯誤的是()A．煤的組成元素主要是碳，但煤是混合物B．“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機物C．煤之所以能變“油”，是因為煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D．煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程，發(fā)生復雜的物理、化學變化才能實現(xiàn)【變式練1-2】有關煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是()A．煤和水煤氣都屬于化石燃料B．煤中含有焦爐氣、煤焦油、焦炭等物質C．①是將煤在空氣中加強熱使其分解的過程D．②是煤的氣化方式之一?問題二石油的綜合利用【典例2】某研究學習小組在實驗室中模擬石油的煉制，設計了如圖的裝置。實驗過程中，可觀察到b中試管內(nèi)有少量液體凝結且聞到有汽油的氣味，c中試管內(nèi)酸性高錳酸鉀溶液褪色。(1)實驗研究小組模擬的是________________(填化工工藝名稱)。(2)c中試管內(nèi)酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了酸性KMnO4溶液的________性。(3)寫出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化學方程式：______________________________。(4)實驗過程中，裝置d中的溴水褪色，寫出驗證烯烴與溴水的反應是加成反應而不是取代反應的方法：________________________________________________________________________?！練w納小結】(1)煤的干餾、氣化和液化都是化學變化。(2)石油分餾屬于物理變化，由于石油中有些物質的沸點很接近，所以分餾產(chǎn)物一般為混合物。常壓蒸餾的原料為石油，減壓蒸餾的原料為重油。分餾時沸點低(相對分子質量小)的烴類先汽化，沸點高(相對分子質量大)的烴類后汽化。(3)石油分餾所得汽油為直餾汽油，多為飽和烴。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不飽和烴，能與鹵素單質反應。(4)裂化是為了提高汽油等的產(chǎn)量和質量，而裂解采用比裂化更高的溫度，是為了獲得大量的乙烯、丙烯等不飽和氣體產(chǎn)物作化工原料。【變式練2-1】下列關于化石燃料的說法不正確的是()A．石油是混合物，汽油也是混合物B．石油分餾可以得到乙烯，煤干餾可以得到苯C．“西氣東輸”的“氣”指的是甲烷D．石油的分餾是物理變化，而裂化和裂解屬于化學變化【變式練2-2】石油蒸餾裝置如圖所示，下列說法正確的是()A．儀器W的名稱：圓底燒瓶B．碎瓷片的作用：催化劑C．冷卻水的流向：X進水，Y出水D．收集到的60～150℃的餾分為混合物【基礎強化】1．天然氣水合物外形似冰，被人們稱為“可燃冰”。天然氣的主要成分是()A．氫氣B．一氧化碳C．二氧化碳 D．甲烷2．下列屬于物理變化的是()①石油的分餾②煤的干餾③石油的裂化④鋁熱反應⑤由乙烯制備聚乙烯⑥將氧氣轉化為臭氧⑦乙烯催熟果實⑧將苯加入溴水中⑨海水蒸餾制取淡水A．①②③④B．①②⑤⑦C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨3．下列不屬于煤的綜合利用的是()A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭B．在一定條件下將煤與氫氣轉化為液體燃料C．煤變?yōu)槊猴濪．將煤氣化為可燃性氣體4．煤、石油、天然氣等化石燃料都是不可再生資源。下列關于煤、石油、天然氣等資源的說法正確的是()A．干餾所得氣體中只含無機氣體B．天然氣、天然氣水合物都是清潔的化石燃料C．石油裂解氣中主要成分為甲烷D．石油產(chǎn)品都能發(fā)生加聚反應5．下列說法正確的是()A．煤和石油都是混合物，都只由碳和氫兩種元素組成B．石油含有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有機物C．煤的氣化、液化是使煤變成清潔能源、減小環(huán)境污染的有效途徑D．沸點范圍：汽油>煤油>柴油>重油6．下列說法錯誤的是()A．石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質油的產(chǎn)量與質量B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴D．石油裂化和裂解都屬于物理變化7．“煤制油”的關鍵技術是煤的氣化，而目前煤的氣化主要是煤中的碳和水蒸氣的反應：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO(g)＋H2(g)，該反應是吸熱反應，反應所需能量是由間歇進行的碳的燃燒(氧氣用空氣代替)來提供的：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2。下面關于該過程的說法不正確的是()A．煤的氣化可以減少煤直接燃燒對環(huán)境造成的粉塵污染B．第一個反應需要吸熱，所以煤的氣化從能量角度來看，得不償失C．煤氣化后作為燃料，燃燒充分，熱利用率高D．上述兩個反應，反應后的混合氣體中除去CO、CO2后主要就是合成氨的兩種原料氣體8．石油化工是指石油的后處理，比如裂解，催化裂化以及后續(xù)的產(chǎn)品比如丙烯等精細產(chǎn)品的加工。下列說法錯誤的是()石油eq\o(――→,\s\up7(①),\s\do5())分餾產(chǎn)品eq\o(――→,\s\up7(②),\s\do5())乙烯eq\o(――→,\s\up7(③),\s\do5())CH2BrCH2BrA．石油主要是由烴組成的混合物B．①主要發(fā)生物理變化C．②包括裂化、裂解等過程D．③是加成反應，產(chǎn)物名稱是二溴乙烷9．某市家用燃料的更新經(jīng)歷了如圖幾個過程：eq\x(\a\al(歷史悠久的,燃料——煤))―→eq\x(\a\al(使用方便的燃料——,液化石油氣或管道煤氣))―→eq\x(\a\al(清潔的燃料,——天然氣))請回答下列問題：(1)為了使煤充分燃燒，可采取的措施是________________________________。(2)煤的氣化可產(chǎn)生管道煤氣，其主要反應是碳與水蒸氣在高溫下生成兩種常見的可燃性氣體，這兩種氣體是____________。(3)液化石油氣的主要成分是丙烷(C3H8)，丙烷完全燃燒的化學方__________________________________。(4)天然氣作燃料比煤更清潔的原因是________________________________(答一條即可)。10．用石油裂化和裂解過程得到的乙烯、丙烯來合成丙烯酸乙酯的路線如下：根據(jù)以上材料和你所學的化學知識回答下列問題：(1)由CH2=CH2制得有機物A的化學反應類型是______________。(2)丙烯醛(CH2=CHCHO)中含有的官能團是________________(填名稱)。(3)A與B合成丙烯酸乙酯反應的化學方程式是___________________________________________；該反應的類型是____________。(4)由石油裂解產(chǎn)物乙烯合成聚乙烯塑料的化學方程式是______________________________?！灸芰μ嵘?．化學在人類社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，下列事實不涉及化學反應的是()A．利用廢棄的秸稈生產(chǎn)生物質燃料乙醇B．利用石油生產(chǎn)塑料、化纖等高分子材料C．利用基本的化學原料生產(chǎn)化學合成藥物D．利用反滲透膜從海水中分離出淡水2．C8H18在一定條件下受熱可完全裂解生成CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C4H8五種氣體的混合氣，此混合氣對相同條件下氫氣的相對密度為()A．38B．57C．19D．無定值3．用石油和煤可以得到有機化工生產(chǎn)中需要的眾多原料，例如用由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制取聚苯乙烯。其生產(chǎn)過程如下：①CH2=CH2＋→②eq\o(→,\s\up7(－H2))③n→下列說法不正確的是()A．通過裂解可以從石油中獲得更多的乙烯B．煤干餾可以直接得到純凈的苯C．制聚苯乙烯的反應中①為加成反應D．反應③為加聚反應4．中科院研制出一種多功能催化劑，首次實現(xiàn)將CO2轉化為汽油(主要成分是C5～C11的烴類混合物)，過程示意圖如下。下列說法錯誤的是()A．該技術能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景B．該多功能催化劑能加快化學反應速率C．a(chǎn)和b的一氯代物均有4種D．反應①的產(chǎn)物中含有水，反應②只有碳氫鍵的形成5．煤氣化是有效利用化石能源的手段之一，有關反應為①C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2、②CO＋H2Oeq\o(,\s\up7(一定條件))CO2＋H2，獲得的氣體稱為水煤氣。某研究性學習小組為探究氣體的成分，進行了如下實驗：[實驗]使水蒸氣通過灼熱的焦炭，收集反應后的氣體。[提出假設]對氣體的成分提出了三種假設。假設1：該氣體是CO、H2、H2O。假設2：該氣體是CO2、H2、H2O。(1)假設3：____________________________________。[設計實驗方案，驗證假設]擬用圖中提供的儀器，選擇必要的試劑，設計一個實驗，驗證上述假設3(加熱裝置和導管等在圖中略去，實驗前裝置內(nèi)部的空氣已經(jīng)排盡)。(2)按氣流從左至右連接各儀器，用題中小寫字母表示接口的連接順序(儀器可重復使用)：混合氣→dc→______→________→________→________→________→ij。(3)儀器A中需要加入的試劑名稱為__________，其中反應的化學方程式可能有___________________________________________________________________。(4)儀器B中需加入試劑的名稱是____________，其作用是_____________________________。(5)本實驗的尾氣需處理，處理的方法為_______________________________________。第2課時煤、石油和天然氣的綜合利用1．了解煤、石油、天然氣的組成及綜合利用的意義。2．了解煤、石油、天然氣綜合利用的內(nèi)容。一、煤、石油的綜合利用1．煤的組成煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物，主要含有碳元素，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。2．煤的綜合利用(1)煤的干餾：將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，工業(yè)上也叫煤的焦化。主要產(chǎn)品：出爐煤氣(包括焦爐氣、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭(2)煤的氣化：定義：將煤轉化為可燃性氣體的過程。主要反應：C+H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))CO+H2(3)煤的液化：①直接液化：煤＋H2→液體燃料；②間接液化：煤eq\o(→,\s\up7(氣化))CO和H2eq\o(→,\s\up7(催化劑))甲醇等(4)煤的綜合利用的意義①減少污染物的排放；減少煤燃燒產(chǎn)生的SO2、NOx、CO和粉塵等污染物的排放。②提高煤燃燒的效率；煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源的有效途徑，煤的燃燒效率也有很大的提高。③獲得重要的化工原料：通過煤的干餾，獲得大量重要的化工原料。3．天然氣的成分及應用(1)天然氣是一種清潔的化石燃料，主要成分是CH4，常用作燃料，作為化工原料主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等。(2)天然氣水合物是天然氣與水在高壓、低溫條件下形成的類似冰狀物質，主要成分是甲烷水合物，組成可表示為CH4·nH2O，甲烷分子處于由多個水分子形成的籠中。又稱為“可燃冰”。二、石油的綜合利用1．石油的組成由多種碳氫化合物組成的混合物。2．石油的綜合利用(1)分餾概念：利用石油中各組分沸點的不同進行分離的過程。目的：獲得汽油、煤油、柴油等輕質油。(2)裂化概念：將含碳原子較多、沸點較高的烴（重油）分裂為含碳原子較少、沸點較低的烴的過程。目的：提高輕質液體燃料的產(chǎn)量，特別是汽油的產(chǎn)量。原理：C16H34eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do7(加熱、加壓))C8H18＋C8H16。十六烷辛烷辛烯(3)裂解概念：裂解就是深度裂化。目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。原理：C4H10eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do7(加熱、加壓))CH4＋C3H6C4H10eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do7(加熱、加壓))C2H4＋C2H6。(4)催化重整概念：石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的調整，使鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴。目的：獲得苯、甲苯等產(chǎn)品。3．化石能源與合成高分子材料(1)三大合成高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維。(2)以煤、石油、天然氣為原料，通過化學反應可以制得合成高分子材料。例如：①乙烯制聚乙烯：nCH2=CH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))②丙烯制聚丙烯：nCH2=CH—CH3eq\o(→,\s\up7(催化劑))。?問題一煤和天然氣的綜合利用【典例1】某實驗小組在實驗室中用下圖模擬煤的干餾，按要求回答相關問題：(1)儀器d的作用是__________________，e處點燃的氣體主要有____________________。(2)c中液體分層，其中水層里溶有____________，有機物層可以通過________的方法使其中的重要成分分離出來。答案：(1)冷卻H2、CO、CH4、C2H4(2)粗氨水蒸餾解析：該實驗為煤的干餾，其產(chǎn)品為焦爐氣、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭，d裝置為冷卻作用，液體分層，水層中含有粗氨水，有機物層可以通過蒸餾加以分離?！咀兪骄?-1】我國在“煤變油”技術上已取得了重大突破，達到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列敘述錯誤的是()A．煤的組成元素主要是碳，但煤是混合物B．“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機物C．煤之所以能變“油”，是因為煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D．煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程，發(fā)生復雜的物理、化學變化才能實現(xiàn)答案：C【變式練1-2】有關煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是()A．煤和水煤氣都屬于化石燃料B．煤中含有焦爐氣、煤焦油、焦炭等物質C．①是將煤在空氣中加強熱使其分解的過程D．②是煤的氣化方式之一答案：D解析：水煤氣屬于二次能源，不是化石燃料，A錯誤；煤干餾后能得到這些物質，但煤本身并不含這些物質，B錯誤；①是煤的干餾，需隔絕空氣，C錯誤；煤的氣化是將煤轉化為氣體燃料的過程，煤干餾得到的焦炭和水蒸氣在高溫下生成水煤氣是煤的氣化方式之一，D正確。?問題二石油的綜合利用【典例2】某研究學習小組在實驗室中模擬石油的煉制，設計了如圖的裝置。實驗過程中，可觀察到b中試管內(nèi)有少量液體凝結且聞到有汽油的氣味，c中試管內(nèi)酸性高錳酸鉀溶液褪色。(1)實驗研究小組模擬的是________________(填化工工藝名稱)。(2)c中試管內(nèi)酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了酸性KMnO4溶液的________性。(3)寫出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化學方程式：______________________________。(4)實驗過程中，裝置d中的溴水褪色，寫出驗證烯烴與溴水的反應是加成反應而不是取代反應的方法：________________________________________________________________________。答案：(1)石油的裂化(2)氧化(3)C16H34eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))C8H18＋C8H16(4)向反應后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不變紅，則說明該反應為加成反應而非取代反應【歸納小結】(1)煤的干餾、氣化和液化都是化學變化。(2)石油分餾屬于物理變化，由于石油中有些物質的沸點很接近，所以分餾產(chǎn)物一般為混合物。常壓蒸餾的原料為石油，減壓蒸餾的原料為重油。分餾時沸點低(相對分子質量小)的烴類先汽化，沸點高(相對分子質量大)的烴類后汽化。(3)石油分餾所得汽油為直餾汽油，多為飽和烴。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不飽和烴，能與鹵素單質反應。(4)裂化是為了提高汽油等的產(chǎn)量和質量，而裂解采用比裂化更高的溫度，是為了獲得大量的乙烯、丙烯等不飽和氣體產(chǎn)物作化工原料。【變式練2-1】下列關于化石燃料的說法不正確的是()A．石油是混合物，汽油也是混合物B．石油分餾可以得到乙烯，煤干餾可以得到苯C．“西氣東輸”的“氣”指的是甲烷D．石油的分餾是物理變化，而裂化和裂解屬于化學變化答案：B解析：石油是多種烴的混合物，汽油是石油的餾分，是多種液態(tài)短鏈烴的混合物，如辛烷、庚烷等，A正確；石油分餾可以得到的氣態(tài)烴主要是石油氣，乙烯是石油裂解的主要產(chǎn)品，煤干餾指煤在隔絕空氣條件下加強熱使之分解，生成焦炭、煤焦油、粗苯、焦爐氣等產(chǎn)物的過程，可以得到苯，B不正確；“西氣東輸”的“氣”指的是天然氣，主要成分是甲烷，C正確；石油的分餾是利用各成分沸點的不同分離石油，屬于物理變化，而裂化和裂解是將長鏈烴轉化為短鏈烴，屬于化學變化，D正確。【變式練2-2】石油蒸餾裝置如圖所示，下列說法正確的是()A．儀器W的名稱：圓底燒瓶B．碎瓷片的作用：催化劑C．冷卻水的流向：X進水，Y出水D．收集到的60～150℃的餾分為混合物答案：D解析：A錯，儀器W的名稱是蒸餾燒瓶；B錯，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化劑；C錯，冷凝管中冷卻水從下口通入，上口流出，故X是出水口，Y是進水口；D對，石油分餾得到汽油、煤油、柴