專題12-自然資源的開發(fā)利用-高一化學下學期期中期末考點大串講(原卷版)

專題12自然資源的開發(fā)利用思維導圖思維導圖知識詳解知識詳解考點1金屬礦物的開發(fā)利用1．(1)金屬冶煉的原理和實質①金屬冶煉的原理：利用氧化還原反應的原理，在一定條件下，用還原劑或者加熱、電解的方法把金屬化合物還原為金屬單質。②金屬冶煉的實質：金屬離子eq\o(→,\s\up7(得到電子))金屬單質，即Mn＋＋ne－=M。2．冶煉步驟eq\x(富集)—eq\a\vs4\al(除去雜質，提高礦石中有用成分的含量。)↓eq\x(冶煉)—eq\a\vs4\al(將礦石中化合態(tài)的金屬元素還原為金屬單質。)↓eq\x(精煉)—eq\a\vs4\al(采用一定的方法，提純金屬。)3．幾種常用金屬冶煉方法方法名稱舉例主要特點熱分解法2Ag2O4Ag＋O2↑2HgO2Hg＋O2↑適合冶煉活動性較差的金屬熱還原法CO作還原劑Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2冶煉的金屬為合金(含碳)，生產(chǎn)成本較低H2作還原劑WO3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高溫))W＋3H2O冶煉金屬純度較高，成本較高Na、Mg、Al作還原劑Cr2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Cr＋Al2O34Na＋TiCl4eq\o(=,\s\up7(高溫))4NaCl＋Ti冶煉難熔金屬，純度較高，成本較高C作還原劑2ZnO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2Zn＋CO22CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))CO2＋2Cu冶煉金屬成本較低，易形成合金(含碳)電解法2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑金屬純度高，耗電量大，生產(chǎn)成本高4．金屬資源的合理開發(fā)利用(1)必要性地球上的金屬礦物資源是有限的，也是不可再生的，且分布不均勻，人類對金屬的需求量很大，并且金屬的冶煉需要消耗大量的能量，還會造成環(huán)境污染，另外金屬的腐蝕也會造成大量損失，因此金屬資源應合理地開發(fā)利用。(2)主要途徑①提高金屬礦物的用率；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加強廢舊金屬的回收和再利用；⑤使用其他材料代替金屬材料?！镜淅?】下列關于金屬的冶煉方法敘述不正確的是()金屬存在形式冶煉方法A金游離態(tài)金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離B銀化合態(tài)銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉C鐵化合態(tài)鋁的金屬性比鐵強，可用鋁熱法煉鐵D鈉化合態(tài)鈉的金屬性強，一般還原劑很難將其還原出來，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉【典例2】合理、高效地開發(fā)、利用金屬礦物，將其中的金屬從其化合物中還原出來，用于生成各種金屬材料，這一過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。下列有關金屬的冶煉的說法不正確的是()A．電解熔融NaCl制取金屬鈉的反應中，鈉元素被還原，氯元素被氧化B．古法煉銅“曾青得鐵則化為銅”的反應中，利用的是置換反應的原理C．用鋁熱法原理煉鐵的反應中，1molFe3O4被Al還原成Fe，轉移9molD．對于一些不活潑的金屬，可以用直接加熱分解其化合物的方法將其還原出來考點2海水資源的開發(fā)利用1．海水水資源水資源的利用主要包括海水淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻等，其中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。2．海水化學資源化學資源的利用主要包括海水制鹽、海水提溴、海水制鎂、提取鈾和重水等。3．海水制鹽海水eq\o(→,\s\up7(日曬),\s\do5(結晶))粗鹽eq\o(→,\s\up7(提純))精鹽。4．海帶提碘(1)流程：海帶→灼燒→浸泡→過濾eq\o(→,\s\up7(Cl2))氧化→提純→碘單質。(2)原理：2I－＋Cl2I2＋2Cl－。5．海水提溴海水提溴工藝流程：濃縮：在海水曬鹽和海水淡化的過程中副產(chǎn)物Br-得到濃縮。氧化：向酸化的濃縮海水中通入氯氣，將Br-氧化成Br2。富集：利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收。提?。河肅l2將HBr氧化得到產(chǎn)品Br2，再用四氯化碳或苯萃取吸收塔中溶液里的溴單質。6．海水提鎂(1)過程：濃縮eq\o(→,\s\up7(CaO))沉淀→過濾eq\o(→,\s\up7(鹽酸))溶解→結晶(MgCl2·6H2O)eq\o(→,\s\up7(脫水))MgCl2晶體eq\o(→,\s\up7(電解))金屬鎂。(2)原理：①沉淀：Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2↓②溶解：Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O③脫水：MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(HCl),\s\do5(△))MgCl2＋6H2O④電解：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑7．海水資源的綜合利用【典例3】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．海水中含有鎂元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鎂單質B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了物理變化C．從海水中可以得到NaCl，電解飽和食鹽水可制備NaD．海水中的溴、碘可用四氯化碳直接萃取得到【典例4】某工廠對海水提純后的母液(苦鹵)進行再次資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如下圖所示。下列說法不正確的是()A．步驟①中可用熱空氣對Br2進行富集B．可以用溶液除去工業(yè)Br2中微量的Cl2C．工業(yè)上可通過電解MgCl2溶液的方法獲得鎂單質D．步驟②通入Cl2可制得Br2，說明Cl2的氧化性大于Br2考點3煤、石油和天然氣的綜合利用1．煤的組成和加工(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，其組成元素以碳元素為主，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素(2)煤的綜合利用 煤的綜合利用主要是通過煤的氣化、液化和干餾，獲得潔凈的燃料和多種化工原料。①煤的氣化含義：把煤轉化為可燃性氣體的過程。原理：制水煤氣的反應為C＋H2O(g)CO＋H2。應用：制備燃料或化工原料氣。②煤的液化含義：煤的液化是把煤轉化為液體燃料的過程。原理：a．把煤和氫氣作用，得到液體燃料；b.煤氣化生成的水煤氣(CO和H2)合成液態(tài)碳氫化合物和含氧有機化合物。(3)煤的干餾①定義：煤的干餾是指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。屬于化學變化。②主要產(chǎn)品和用途產(chǎn)品主要成分用途出爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳氣體燃料、化工原料粗氨水氨、銨鹽化肥、炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料瀝青筑路材料、制碳素電極焦炭碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料2．天然氣的組成和利用3．石油的組成和加工(1)石油的成分：多種碳氫化合物組成的混合物，所含元素以C、H為主。(2)石油加工4．化學中“三餾”的比較名稱干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣、高溫下使物質分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點不同進行分離與蒸餾原理相同產(chǎn)物產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為單一組分的純凈物產(chǎn)物為沸點相近的各組分組成的混合物變化類型化學變化物理變化物理變化5．裂化與裂解的比較名稱定義目的裂化在一定條件下，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小且沸點低的烴提高輕質油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量裂解在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴獲得短鏈不飽和烴【典例5】下列關于煤、石油及其所得產(chǎn)品的敘述正確的是()A．煤的氣化和液化都是物理變化B．煤的干餾和石油的分餾發(fā)生的都是化學變化C．用溴的四氯化碳溶液可鑒別直餾汽油和裂化汽油D．煤和石油都是混合物，都只由碳和氫兩種元素組成【典例6】石油被稱為工業(yè)的血液，煤被稱為工業(yè)的糧食。它們的加工以及綜合利用具有非常重要的意義。下列說法正確的是()A．煤的干餾產(chǎn)物主要是各類有機物B．石油的分餾、裂化、裂解以及煤的干餾都屬于化學變化C．煤焦油經(jīng)過分餾可以得到苯、甲苯等產(chǎn)物，說明煤中含有苯和甲苯D．石油的裂化、裂解說明烴在加熱條件下是可以分解的，且碳鏈越長越易分解專項練習專項練習一、選擇題1．(2022·湖北省武漢市高三調(diào)研)下列不屬于海水淡化的方法是()A．蒸餾法 B．電滲析法 C．石灰純堿法 D．離子交換法2．(2022·上海中學高一期中)下列物品的俗名、有效成分和用途都正確的是()A．漂白粉，有效成分Ca(ClO3)2，做消毒劑 B．小蘇打，NaHCO3，做發(fā)酵粉C．堿石灰，Ca(OH)2，做干燥劑 D．鋁熱劑，Al2O3和Fe，冶煉金屬3．(2022·江蘇省南通市高一月考)煤、石油、金屬礦物等都是重要的資源。下列有關說法正確的是()A．煤的干餾可以獲得煤氣、焦油等物質，屬于物理變化B．石油分餾后可以獲得汽油、煤油、柴油等，汽油屬于純凈物C．石油的裂解可以獲得乙烯、丙烯等化工原料，屬于化學變化D．金屬單質還原性越強，金屬越容易從礦物中還原得到4．(2022·廣東省茂名市普通高中畢業(yè)班模擬考試)下列所用材料屬于合金的是()A．谷愛凌的滑板B．北京冬奧會金牌C．高亭宇的冰刀D．第三代金剛砂芯片5．(2022·上海市高一月考)下列有關石油及石油加工的說法中，正確的是()A．石油是各種液態(tài)烴的混合物B．常壓分餾的原料是重油C．由分餾塔分餾出的各餾分均是混合物D．減壓分餾的主要產(chǎn)品有汽油、潤滑油、煤油和瀝青6．(2022·云南師大附中高一期中)下列反應的離子方程式正確的是()A．向CaCl2溶液中通入CO2：Ca2++CO2+H2O=CaCO3↓+2H+B．用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：3SO32-+Cl2+H2O=2HSO3-+2Cl-+SO42-C．同濃度、同體積NH4HSO4溶液與稀燒堿溶液混合：NH4++OH-=NH3·H2OD．向次氯酸鈣溶液中通入少量SO2：Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO7．(2022·云南省玉溪第一中學高二期中)化學與生活、社會密切相關，下列說法正確的是()A．以“地溝油”為原料生產(chǎn)的生物柴油與以“石油”為原料生產(chǎn)的柴油化學成分相似B．現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的芳香烴主要來源于石油化學工業(yè)中的催化重整C．人造奶油、人造纖維等都是高分子化合物D．聚乙烯塑料的老化是由于發(fā)生了加成反應8．(2022·上海市高一月考)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．煤中含有出爐煤氣、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是煤的氣化方式之一9．(2022·黑龍江省大慶中學高二質檢)煤是“工業(yè)糧食”，煤燃燒時不僅產(chǎn)生我們所需的能量，同時還會生成大量的污染物，為了減少煤的燃燒對環(huán)境的污染，將煤轉化為高熱值的清潔燃料，煤的干餾屬于煤的綜合利用之一，下列關于煤的干餾的敘述，不正確的是()A．將煤加強熱而分解的過程叫作煤的干餾B．煤的干餾和石油的分餾的本質區(qū)別是干餾是化學變化而分餾是物理變化C．工業(yè)上苯、萘等物質可由煤干餾得到，它們主要存在于煤干餾所得的煤焦油中D．煤干餾的一個主要目的是得到冶金用的優(yōu)質焦炭10．(2022·甘肅省民樂縣第一中學高二期中)煤、石油、天然氣是人類使用的主要能源，同時也是重要的化工原料。下列關于它們綜合利用的敘述不正確的是()A．以煤、石油和天然氣為主要原料生產(chǎn)的合成材料是塑料、合成橡膠、合成纖維B．煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源C．石油的裂解是為了提高輕質油(例如汽油)的產(chǎn)量D．天然氣的主要成分是甲烷，屬于不可再生資源11．(2022·浙江省杭州學軍中學高一期中)下列關于氧化還原反應的說法，不正確的是()A．氯化鈉是一種來自海洋的重要化工原料，可以制備鈉單質、燒堿、純堿，以上過程均為氧化還原反應B．海水提溴中涉及到的化學反應均為氧化還原反應C．金屬的冶煉方法中熱分解法、電解法和鋁熱法均為氧化還原反應D．有單質參與反應或生成的反應并非都是氧化還原反應12．(2022·山東省淄博市高三二模)從海帶提取I2的實驗裝置如下圖所示，不能達到相應實驗目的的是()A．用甲裝置灼燒海帶 B．用乙裝置過濾得到浸出液C．用丙裝置反應生成I2 D．用丁裝置及乙醇去萃取碘水中的I213．(2022·遼寧省遼南協(xié)作體高三二模)化學與科技、社會、生活有著密切聯(lián)系。下列有關說法不正確的是()A．港珠澳大橋路面使用了瀝青和混凝土，瀝青可以通過石油分餾得到B．As2O3是治療白血病的一線藥物，我國首次實現(xiàn)其仿生遞送，As2O3是堿性氧化物C．北京冬奧會采用光伏發(fā)電以減少CO2排放，有利于實現(xiàn)碳達峰D．神舟十三號飛船成功發(fā)射，航天員的頭盔主要成分是聚碳酸酯，屬于有機高分子14．(2022·浙江省南湖片區(qū)高一期中檢測)下列關于常見物質的工業(yè)制取說法不正確的是()A．工業(yè)制金屬鈉：電解飽和食鹽水B．工業(yè)上用Cl2和石灰乳為原料制造漂白粉C．冶煉鎂：將六水合氯化鎂晶體在一定條件下加熱得到無水氯化鎂，電解熔融氯化鎂，可以得到金屬鎂D．工業(yè)上從海帶中提取碘時，采用離子交換法處理含碘離子的溶液以提高碘的萃取率15．(2022·河北省石家莊市第二十二中學高一月考)下列關于金屬冶煉的說法中正確的是()A．鋁熱反應可用于工業(yè)冶煉高熔點金屬，如Fe、Cr、Mn等B．電解NaCl溶液可制得金屬鈉C．工業(yè)上可用含Cu2S的礦石和氧化劑O2反應冶煉CuD．工業(yè)冶煉鋁時，加冰晶石的主要作用是提高鋁的產(chǎn)量16．(2022·北京101中學高一期末)空氣吹出法是工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法，流程如下：下列說法不正確的是()A．步驟①發(fā)生的主要反應為：Cl2+2Br?=Br2+2Cl?B．步驟②③的目的是富集溴元素C．獲得工業(yè)Br2的方法是過濾D．步驟②發(fā)生的主要反應為：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+3CO2+NaBrO317．(2022·江蘇省如皋市高一教學質量調(diào)研)海水的綜合利用具有重要的意義。海水曬鹽得到粗鹽(含Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質離子)和苦鹵(含K+、Na+、Mg2+、Cl?、Br?等)，從苦鹵中提取溴和鎂的工業(yè)流程如下圖：下列有關說法正確的是()A．將粗鹽溶解后，除去粗鹽中雜質離子所加試劑的順序依次為：Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液B．苦鹵中通入Cl2時反應的離子方程式為Cl2+2Br?=2Cl?+Br2C．純堿吸收后所得溶液中BrO3-和的物質的量之比為1∶1D．工業(yè)上通過電解MgCl2水溶液的方法制取金屬Mg18．(2022·北京市匯文中學高一期中)利用海水可以提取溴和鎂，提取過程如圖：下列說法不正確的是()A．提取溴的過程中，經(jīng)過2次Br-→Br2轉化的目的富集溴元素B．將10m3海水中的溴元素轉化為Br2，理論上至少需要4molCl2C．提鎂過程中的操作a是加熱蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾D．提鎂過程中由“無水MgCl2→Mg”所選取的冶煉方法是電解法19．(2022·重慶巴蜀中學高三高考適應性考試)海水化學資源開發(fā)利用的部分過程如圖所示，下列說法錯誤的是()A．設計步驟④、⑤的主要目的是富集溴元素B．步驟②脫水時，在HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O得到無水MgCl2C．步驟③中可通入Cl2使溴離子被還原為Br2D．不能用澄清石灰水鑒別NaHCO3和Na2CO320．(2022·遼寧省凌源市實驗中學高一月考)海洋是人類寶貴的自然資源，海水“制堿”體現(xiàn)了化學學科在改造物質中的智慧。某廠生產(chǎn)純堿的工藝流程圖如下，下列說法中錯誤的是()A．CO2可以循環(huán)利用B．NH3和CO2的通入順序不能改變C．進入流程II的濾液必須再經(jīng)適量稀鹽酸處理D．試劑2為純堿溶液21．(2022·上海交大附中高一調(diào)研)根據(jù)下圖海水綜合利用的工藝流程圖，判斷下列說法正確的是()A．在過程④、⑥反應中,每氧化0.2molBr-需要消耗標況下2.24LCl2B．在過程④、⑤中溴元素均被氧化C．過程⑤反應后溶液呈弱酸性，生產(chǎn)中需解決其對設備的腐蝕問題D．過程①的提純是物理過程，過程②通過氧化還原反應可產(chǎn)生2種單質22．(2022·浙江省杭州二中高一月考)從淡化海水后的濃海水中提取溴的流程如圖所示，下列有關說法錯誤的是()A．X為SO2氣體，也可將SO2換成Na2SO3B．設備Y為蒸餾塔C．在提取溴的過程中一定有Br-被氧化D．工業(yè)上每獲得1molBr2，需要消耗Cl2的體積最多為22.4L(標準狀況下)23．(2022·重慶市高三模擬預測)海水是一種重要的自然資源，其綜合利用途徑之一如圖所示。下列說法不正確的是()A．“提溴”工序中可用碳酸鈉溶液吸收空氣吹出的溴單質，實現(xiàn)溴的富集B．“提鎂”工序中所用的石灰可用氫氧化鈉替代C．“二次提鈣”所得產(chǎn)品A為CaSO4D．該方案集成多項綜合利用技術，具有獲得產(chǎn)品種類多、附加值高等特點二、非選擇題24．(2022·山西省太原市高一期中)山西運城實施“鹽湖‘全科’修復，生態(tài)蝶變‘提速’”工程，“五步制鹽”古老工藝將傳承再現(xiàn)。模擬“五步制鹽法”制備粗鹽(主要成分，還含有以及泥沙等雜質)，并進一步在實驗室中制備精鹽的流程如下。(1)加入過量溶液時發(fā)生反應的離子方程式為_______。(2)試劑A是_______，加入它的目的是_______。(3)操作X的名稱是_______，這一操作類似于“五步制鹽法”中的_______。(4)加入適量稀鹽酸的目的是_______。(5)操作Y中所用的陶瓷儀器是_______。25．(2022·浙江省杭州學軍中學高一期中)已知氣體A在標準狀況下的密度為，其產(chǎn)量常用于衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。B和D都是日常生活食品中常見的有機物。它們的轉化關系如圖：請回答：(1)石油通過_______(填“蒸餾”、“干餾”、“氣化”、“裂化”或“裂解”)可獲得A。(2)D分子中所含官能團的名稱為_______。(3)反應④的化學方程式為_______。(4)下列說法正確的是_______A．等物質的量的B、D與足量金屬鈉反應產(chǎn)生氫氣的量為B．F在堿性條件下的水解反應稱為皂化反應C．E是葡萄糖，反應⑥是水解反應D．等物質的量的A和B完全燃燒消耗相同量的氧氣26．(2022·重慶市永川北山中學校高二月考)I.某有機物分子式的確定：(1)測定實驗式：某含C、H、O三種元素的有機物，經(jīng)燃燒分析實驗測定其碳的質量分數(shù)是64.86%，氫的質量分數(shù)是13.51%，則其實驗式是_______。(2)確定分子式：該有機物的蒸氣的密度是同溫同壓下H2密度的37倍，則其相對分子質量為___________，分子式為_______。(3)確定結構簡式：核磁共振氫譜顯示，該有機物分子有兩種不同化學環(huán)境的氫原子。且通過實驗證明該物質能和金屬鈉反應，則該有機物的結構簡式為___________。II.某烷烴的結構簡式為。(4)用系統(tǒng)命名法命名該烴：_______________________。(5)若該烷烴是由烯烴和1molH2加成得到的，則原烯烴的結構有_______種。(不包括立體異構，下同)(6)若該烷烴是由炔烴和2molH2加成得到的，則原炔烴的結構有_______種。(7)該烷烴在光照條件下與氯氣反應，生成的一氯代烷最多有_______種。27．(2022·山東省青島市高一期中)浩瀚的海洋里蘊藏著豐富的化學資源，從海帶中提取碘單質和從海水中提取溴單質的工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}：I.海帶提碘(1)在實驗室進行干海帶的灼燒操作時，需要用到的下列儀器有____(填標號)。(2)浸取液中碘主要以I-存在，寫出①發(fā)生反應的離子方程式________________。(3)操作b的名稱為________________________。(4)寫出②加入NaOH溶液的目的____________________；寫出③反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為____________。II.海水提溴(5)流程中能說明同主族元素性質遞變規(guī)律的反應為_________(寫出離子方程式)。(6)步驟③化學方程式為____________________________________。28．(2022