《化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用》全章復(fù)習(xí)與鞏固

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、了解金屬礦物、海水等自然資源的綜合利用;

2、認(rèn)識化石燃料綜合利用的意義；

3、體會化學(xué)對環(huán)境保護(hù)的意義。

【知識網(wǎng)絡(luò)】

「電解法：K、Ca、Na、Mg、AI等活潑金屬

例：2A12C>3=^=4A1+3O2T

▲0熱還原法：Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等較活潑金闊

「金鹿冶煉的方法△

例：H2+CuO-----Cu+H2O

熱分解法：Hg、Ag等不活潑金屬

例：2HgO=^=2Hg+5T

用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻

褥水水貴

源的利用燕慎法

電咨析法

E*子交換法

槃一「制鹽工業(yè)：徒取氨化鈉等有用物質(zhì)

碘工業(yè)：制取碘

A茯?qū)⒒?/p>

學(xué)資源

淡工業(yè)：制取單質(zhì)淡

1錢工業(yè)：冶煉鐵

擎

與

自爐氣；

然(Hz、CH，、CH2=CH2.CO)

資出爐煤氣—-粗氮氣(鉉拄、M)

源I—粗輦/、甲米、二甲笨)

的

開一笨、甲笨、二甲笨

發(fā)千慎

有煤蕉油--酚類、蔡

利機-]

用「黑炭瀝育

L-煤一C、H、O

""'NTS~出上甲醉等

無

機」

CSHHQ(g)^?*H2(g)+CO(g)

r城市？虧水、H業(yè)廢水

「土壤污染|垃圾及工礦企業(yè)固體廢棄物

I化肥、農(nóng)藥

f酸、堿、鹽等無機物污染

重金屬污染

耗氧物質(zhì)污染

環(huán)境污染V水污染4

植物營養(yǎng)物質(zhì)污染

石油污染

〔難降解有機物污染

r粉塵

大氣污染｛SO?酸雨

INO,酸雨、光化學(xué)煙霧

【要點梳理】

要點一、金屬礦物的開發(fā)利用

1、金屬的冶煉

大多數(shù)金屬的化學(xué)性質(zhì)活潑，在自然界中主要以化合態(tài)形式存在(金、伯等少數(shù)金屬例外)，使用的金屬大

多數(shù)是人工制得的。金屬冶煉是工業(yè)上將金屬從含有金屬元素的礦石中還原出來的生產(chǎn)過程。金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定,

越容易將其從化合物中還原出來。金屬的活動性不同，可以采用不同的冶煉方法。金屬冶煉的方法主要有：

(1)熱分解法

對于不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬從其化合物中還原出來，例如：

2HgO32Hg+。2t2Ag2O24Ag+O2t

(2)熱還原法

在金屬活動性順序表中處于中間位置的金屬，通常是用還原劑(C、CO、H2、活潑金屬等)將金屬從其化

合物中還原出來，例如：

Fe2C)3+3CO型2Fe+3cWO3+3H2=W+3H2O

(3)電解法

活潑金屬較難用還原劑還原，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬，例如：

2NaCl(熔融)尾曼2Na+Cbt4NaOH(熔融)型=4Na+C)2t+2H2O

金屬的活動順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

金屬原子失電子能力強f弱

金屬離子得電子能力弱f強

主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法

金屬活動性與冶煉方法的關(guān)系

2、鋁熱反應(yīng)

要點詮釋：

(1)原理：A1是還原劑，另一種氧化物是氧化劑。

(2)鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)是鋁將氧化物中的化合態(tài)金屬還原為金屬單質(zhì)。

(3)反應(yīng)特點是在高溫下進(jìn)行，反應(yīng)迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈液態(tài)且易與AI2O3分離。

(4)鋁熱劑是指鋁粉和某些金屬氧化物組成的混合物。

(5)應(yīng)用：冶煉難熔金屬，如V、Cr、Mn等；焊接鋼軌等。

3、金屬的回收和資源保護(hù)

回收金屬的意義：

(1)節(jié)約礦物資源；

(2)節(jié)約能源；

(3)減少環(huán)境污染。

要點二、海水資源的開發(fā)利用

1、從海水中提取淡水一一海水淡化

海水淡化的方法主要有蒸儲法、電滲析法、離子交換法等。

2、從海水中提取澳的主要工藝流程

①用蒸儲法將海水濃縮。用硫酸將濃縮的海水酸化。

②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溟離子轉(zhuǎn)化為澳單質(zhì)：2NaBr+C12=Br2+2Na。

③向含漠單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將漠單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的:

Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2s

④向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：2HBr+Cl2=2HCI+Br2

⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的澳單質(zhì)。

3、進(jìn)行從海帶中提取碘實驗的反應(yīng)原理及應(yīng)注意的問題

①反應(yīng)原理：海帶中的碘元素主要以r的形式存在，提取時用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸刹?，再萃取出來?/p>

如用H2O2作氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2r+H2O2+2H+=L+2H2。

②實驗注意事項：海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶更易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。

4、海水提取鎂的原理

海水的鎂主要以Mg2‘形式存在，最終轉(zhuǎn)化為Mg的途徑有：

①加入石灰乳生成Mg（0H）2

MgCl2+Ca（OH）2=Mg（OH）2I+CaCl2

②鹽酸酸化

Mg（OH）2+2HC1=MgCl2+2H2O

③電解熔融的MgCl2

MgCl2（熔融）室暨M(jìn)g+CI2t

要點三、煤、石油、天然氣的綜合利用

1.煤的綜合利用

煤的組成和分類

提取化學(xué)原料|提高熱效率,降低污柒

柒的干情煤的氣化煤的液化

（冏紀(jì)空氣R強熱的過程）（把燒中有機物轉(zhuǎn)化為可嵋性氣體的過程）（把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程）

I主要產(chǎn)品||

焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭更接液化間接液化

要點詮釋：煤的干儲、氣化、液化都是化學(xué)變化。

名稱定義適用范圍變化類型

被蒸儲混合物中至少有一種組分

把液體加熱到沸騰變?yōu)檎魵?，?/p>

蒸儲為液體，各組分沸點差別越大，物理變化

使蒸氣冷卻凝結(jié)成液體的操作

揮發(fā)出的物質(zhì)（儲分）越純

對多組分混合物在控溫下先后、多組分沸點不同的混合物在一個

分儲物理變化

連續(xù)進(jìn)行的兩次或多次蒸儲完整操作中分離出多種像分

把固態(tài)混合物（如煤、木材）隔絕空

干館化學(xué)變化

氣加強熱使它分解的過程

化學(xué)“三鐳”

2.石油的綜合利用

廠

分館——獲得汽油.煤油.柴油,重油等

L燃料—Y

裂化一一提高輕質(zhì)油（汽油等）的產(chǎn)量

石油V

w乙笳-?聚乙用

化工原料一裂解\丙爆一聚丙熔

'I甲烷T基本化工原料

要點詮釋:

（1）石油的分儲為物理變化，裂化、裂解為化學(xué)變化，得到的產(chǎn)物均為混合物。

（2）烷燒裂化（裂解）后得到烷燒和烯炫。

（3）烷煌不論以哪種形式裂化（裂解），都遵循質(zhì)量守恒定律。

石油的

石油的分儲石油的裂化石油的裂解

煉制方法

在催化劑存在的條件

在高溫下，把石油產(chǎn)

用蒸發(fā)和冷凝的方法下，把相對分子質(zhì)量

品中具有長鏈分子的

原理把石油分成不同沸點大、沸點高的燒斷裂

燒斷裂為各種短鏈的

范圍的蒸儲產(chǎn)物為相對分子質(zhì)量小、

氣態(tài)燒或液態(tài)燃

沸點低的燃

主要石油分儲產(chǎn)品（包括石

原油重油

原料油氣）

乙烯、丙烯等

主要汽油、煤油、柴油、汽油、甲烷、乙烷、

產(chǎn)品重油丁烷、乙烯、丙烯等

主要變

物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化

化類型

石油煉制方法的比較

3.天然氣的綜合利用

天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成氨和生產(chǎn)

甲醇等。天然氣化工以含一個碳原子的甲烷為原料，通過化學(xué)變化形成含兩個或多個碳原子的其他有機化合物。

實現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項具有挑戰(zhàn)性的課題。

4.以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料

以煤、石油、天然氣為原料，通過聚合反應(yīng)原理合成的材料的相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物。塑料、

合成纖維、合成橡膠為三大合成材料。

要點四、綠色化學(xué)

要點詮釋：

（1）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)”。

（2）從學(xué)科觀點看：是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程）

（3）從環(huán)境觀點看：強調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）

（4）從經(jīng)濟觀點看.：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）

（5）熱點：原子經(jīng)濟性——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%。

綠色化學(xué)示意圖

【典型例題】

類型一：金屬礦物的開發(fā)利用

例1、（2015廣東省金山中學(xué)期中）下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯誤的是（）

A.2NaCl（熔融）2Na+Cl2tB.MgO+H2=^=Mg+H2O

C.Fe3O4+4COS^=3Fe+4CO2D.2HgO=^=2Hg+O2f

【思路點撥】根據(jù)金屬的活潑性選擇冶煉方法。

【答案】B

【解析】鈉、鎂等活潑金屬不能用普通還原劑還原出來，只能用電解熔融物的方法制取，故A正確，B錯

誤；而鐵為中等活潑的金屬可以用常用還原劑還原，故C正確；不活潑的金屬可以用加熱分解化合物的方法來

制備，故D正確。

【總結(jié)升華】有關(guān)金屬的冶煉要跟金屬活動順序表結(jié)合起來掌握：金屬活動順序表中K-A1之間的活潑金

屬多用電解法制取其金屬單質(zhì)，Zn—Cu之間的中等活潑金屬常用還原劑（如C、CO、比等）熱還原法，而Hg、

Ag等不活潑金屬常用熱分解法制取。

舉一反三：

【變式1】熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定是（）

A.氧化還原反應(yīng)B.置換反應(yīng)

C.復(fù)分解反應(yīng)D.分解反應(yīng)

【答案】A

【解析】熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定不是復(fù)分解反應(yīng)，也一定不是分解反應(yīng)，不一定是置換反應(yīng)，如3co

+Fe2O3=fi遇2Fe+3co2，但一定是氧化還原反應(yīng)。

【變式2］（2016湖北省部分重點中學(xué)期中考）金屬鋰是密度最小的金屬，常用來制造高能量電池。已知

鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則冶煉金屬鋰應(yīng)采用的方法是（）

A.電解法B.熱還原法C.熱分解法D.鋁熱法

【答案】A

【解析】常見金屬的冶煉方法有電解法、熱還原法和熱分解法等，活潑金屬Na、Mg、Al等用電解法冶煉，

鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，應(yīng)用電解法冶煉。

類型二：海水資源的開發(fā)利用

例2、2010年6月5日世界環(huán)境日。深圳及周邊沿海城市海域赤潮現(xiàn)象日益嚴(yán)重，導(dǎo)致魚類大量死亡，可見，海

洋保護(hù)環(huán)境刻不容緩。在海水中漠以漠化鎂和漠化鈉的形式存在。經(jīng)過曬鹽和氯化鉀后的鹵水中，澳的含量已提高

100倍左右。只要把鹵水加入反應(yīng)塔中，通過氯氣（1）和水蒸氣蒸鐳，就可以把“溟”蒸出來（2）,也有借助煤油

從海水中提溪的（3）,煤油用過之后還可以回收（4）.土法提漠可用鹽酸作用于漂白粉（5）或用二氧化缽氧化鹽酸

制取氯。

請完成以下幾個問題：

（1）寫出鹵水中通入氯氣時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

（2）為什么通過蒸鐳法就可以將溟蒸出來？。

（3）用煤油提取濕的方法叫,煤油能作溟的萃取劑的原因是,如何

分離海水和溟的煤油溶液？。

（4）如何分離溪和煤油？。

（5）漂白粉的主要成分是,其中能與濃鹽酸反應(yīng)的是,它跟鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

為，這是一個氧化還原反應(yīng)，其中氧化劑是,鹽

酸表現(xiàn)性。

【思路點撥】本題考查從海水中提漠的方法。仔細(xì)分析并不難，只要針對問題，抓住物質(zhì)的關(guān)鍵性質(zhì)就可輕松作

答。

【答案】（1）2Br+Ck=Br2+2Cr（2）溟有揮發(fā)性，且溫度越高越易揮發(fā)

（3）萃取煤油和水不互溶，且煤油溶解浪的能力比水的大分液（4）蒸儲

（5）氯化鈣和次氯酸鈣次氯酸鈣Ca（ClO）2+4HCl=CaC12+2CLT+2H2。次氯酸鈣還原性和酸

【解析】海洋提煉澳的方法是首先將海水濃縮，然后加入合適的氧化劑將澳離子氧化成'澳單質(zhì)，因為浪易揮

發(fā)且易溶于有機溶劑，所以可以利用萃取法或蒸播法將漠提取出來。漂白粉是氯化鈣和次氯酸鈣的混合物，其中

有效成分為次氯酸鈣，次氯酸鈣中的次氯酸根具有強氧化性，能氧化濃鹽酸中的氯離子生成氯氣。

【總結(jié)升華】從海水中提漠就是使漠離子轉(zhuǎn)化為漠單質(zhì)，該過程需要合適的氧化劑，最后要想辦法得到較純凈的

浪單質(zhì)，可利用浸的揮發(fā)性、易溶于有機溶劑等性質(zhì)采用萃取法或蒸儲法將粗產(chǎn)品凈化得到較純凈的浸單質(zhì)。

舉一反三：

【變式1】海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘以離子的形式存在。實驗中從海藻提取碘的流程

如圖所示:

殘渣

含碘的BI含碘的！銃化②含碘離子

有機用液丁|水溶液「適量C12|的溶液

后期處理v

晶體碘

(1)指出提取碘的過程中有關(guān)的實驗操作名稱①;寫出過程②中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程

式a

(2)提取碘的過程中可提供選擇的有機試劑為()

A.酒精、四氯化碳B.四氯化碳、苯

C.汽油、醋酸D.汽油、甘油

(3)為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機溶液，實驗室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底

燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品，尚缺少的玻璃儀器是。

【答案】(1)過濾2NaI+C12=2NaCl+b(2)B(3)漏斗、分液漏斗

類型三：煤、石油、天然氣的綜合利用

例3、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：

CH2=CH2催化劑》有機物A

:農(nóng)H、SO

(CH2=CHCOOCH2CH3)丙烯酸乙酯乙X；

CH3CH=CH2—姬利-ACH2=CHCHO氧、劑>有機物B

己知：在催化劑并加熱的條件下-CHO可以被氧氣氧化成-COOH。

根據(jù)以上材料和你所學(xué)的化學(xué)知識回答下列問題：

(1)由CH2=CH2制得有機物A的化學(xué)反應(yīng)類型是；

(2)丙烯醛［CH?—CHCHO］中含有的官能團(tuán)是(填名稱)；

(3)A與B合成丙烯酸乙酯的化學(xué)反應(yīng)方程式是：；

該反應(yīng)的類型是反應(yīng)o

(4)由石油裂解產(chǎn)物乙烯合成聚乙烯塑料的化學(xué)方程式是：,

該高分子化合物的鏈節(jié)是。

【思路點撥】本題屬于簡單的有機推斷題，突破口在A和B在濃硫酸和加熱的條件下合成丙烯酸乙酯，可

推測A和B分別為丙烯酸或乙醵，再依據(jù)其他條件順藤摸瓜做出推測。

【答案】(1)加成反應(yīng)；

(2)碳碳雙犍、醛基；

濃硫酸

(3)CH-CHCOOH-CHsCHOHCH2-CHC0OCHCH-H：O取代反應(yīng)(或酯北反應(yīng))

;;△;5

催化齊

（4）nCH2=CH2a—[CH2—CH2]n——CH2—CH2—

【解析】根據(jù)題中信息可知CH2=CHCHO在催化劑并加熱條件下得到的產(chǎn)物B是CH2=CHCOOH,結(jié)合丙

烯酸乙酯的結(jié)構(gòu)可確定A為C2H5OH。乙烯轉(zhuǎn)化成乙醇的反應(yīng)為加成反應(yīng)；根據(jù)酯化反應(yīng)的實質(zhì)可以寫出合成丙

烯酸乙酯的化學(xué)反應(yīng)。乙烯通過加聚反應(yīng)可以制得聚乙烯，該高分子化合物中重復(fù)的鏈節(jié)為一CH2—CH2一。

【總結(jié)升華】做有機推斷題和無機推斷題的方法一樣，首先要找準(zhǔn)切入點。有機推斷題的切入點有：反應(yīng)條

件、反應(yīng)類型、官能團(tuán)的變化、反應(yīng)物與生成物之間的結(jié)構(gòu)變化等。

舉一反三：

（2）II中水的作用是。

（3）【【I中KMnO4酸性溶液的作用是o

（4）11中試管中的液體具有的氣味，該液體是,若從中獲得較純的組分，還應(yīng)進(jìn)行

操作。若把這種液體分別注入盛有酸性KMnO4溶液和淡水的兩支試管里，觀察到的現(xiàn)象是

,發(fā)生反應(yīng)的類型分別是、。

（5）石蠟中含有C20H42的烷燃，寫出C20H42發(fā)生裂化反應(yīng)的一個化學(xué)方程式：

【答案】（1）催化