高中化學(xué)《高考化學(xué)化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用復(fù)習(xí)》講義
高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)必修部分講義
第十單元化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用
解讀與闡釋
考綱要求 權(quán)威解讀
1.了解金屬礦物、海水、煤、石油、天然氣的綜合利用。
2．了解科學(xué)、技術(shù)、社會的相互關(guān)系(如化學(xué)與生活、材料、能源、環(huán)境、生命過程、信息技術(shù)的關(guān)系等)。
3．了解在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想的重要性。 常見的考查形式：①金屬的通性，金屬冶煉的一般原理；②海水的綜合開發(fā)與利用(鎂、溴、碘的提取為近幾年高考的重點(diǎn))；③煤和石油的綜合利用；④高分子化合物的特征、性質(zhì)及判斷(預(yù)計(jì)今后隨著材料科學(xué)的發(fā)展，還會加強(qiáng)對材料知識的考查)；⑤綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的相關(guān)知識。
梳理與整合
一、金屬礦物的開發(fā)利用
導(dǎo)學(xué)誘思
鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對鋁的使用比鐵、銅晚得多？
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
教材回歸
1．金屬在自然界中的存在
在地殼中除了金、鉑等少數(shù)極不活潑的金屬外，絕大多數(shù)金屬元素以______形式存在于自然界。
2．金屬冶煉的實(shí)質(zhì)
金屬只有正價(jià)，沒有負(fù)價(jià)，所以金屬的冶煉過程就是把金屬________________的過程。
3．金屬冶煉的方法
(1)熱分解法
如由HgO、Ag2O冶煉Hg、Ag
2HgO2Hg＋O2↑
2Ag2O4Ag＋O2↑
(2)熱還原法
�、貱O還原Fe3O4：
Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
②H2還原WO3：
WO3＋3H2W＋3H2O
�、跜還原ZnO：
ZnO＋CZn＋CO↑
(3)電解法
工業(yè)上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學(xué)方程式分別為：
______________________、______________________、______________________。
二、海水資源的開發(fā)利用
導(dǎo)學(xué)誘思
現(xiàn)有以下化工生產(chǎn)過程：①海水的淡化；②海水中提取食鹽；③海水中提取金屬鎂；④海水中提取碘；⑤海水中提取溴。其中涉及氧化還原反應(yīng)的有________。
教材回歸
1．海水水資源的利用
(1)海水的淡化方法主要有__________、__________和__________等。
(2)蒸餾法
原理：利用水的沸點(diǎn)低，蒸餾時(shí)水汽化，而其他物質(zhì)沸點(diǎn)高，不能汽化，水蒸氣冷卻得到淡水。
注意：①海水蒸餾原理的裝置中冷卻水的流向(低進(jìn)高出)，目的是保證冷凝管中充滿冷卻水，冷卻效果更好和冷凝水的利用效率更高。
②為防止暴沸，海水中必須加入碎瓷片。
2．海水化學(xué)資源的開發(fā)利用
三、煤、石油和天然氣的綜合利用
導(dǎo)學(xué)誘思
煤的干餾與石油的分餾有何不同？
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
教材回歸
1．煤的綜合利用
(1)煤的組成
有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，主要含有____元素，還含有____、____、____、____等元素。
(2)煤的綜合利用
�、倜旱母绅s
煤的干餾指將煤______________使之分解的'過程，工業(yè)上也叫__________。
�、诿旱臍饣�
將煤轉(zhuǎn)化為____________的過程，目前主要方法是碳和水蒸氣反應(yīng)制水煤氣�；瘜W(xué)方程式為______________________。
�、勖旱囊夯�
直接液化：讓煤與______作用生成液體燃料。
間接液化：先把煤轉(zhuǎn)化為________，再在催化劑作用下合成______等液體燃料。
2．石油的綜合利用
(1)石油的成分
石油主要是由多種__________組成的混合物。
(2)石油的分餾
利用原油中各組分______的不同，將復(fù)雜的混合物分離成較簡單和更有用的混合物的過程叫做分餾。分餾是__________變化。其主要目的是得到______、______、______等輕質(zhì)油。
(3)石油的裂化
�、贄l件：催化劑、高溫。
②過程：含碳原子較多，沸點(diǎn)較高的烴斷裂為含__________________的烴，裂化是__________變化。
③主要目的：將重油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油，提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量。
(4)石油的裂解
�、俣x
石油在更高的______下發(fā)生______裂化，石油中的烴分子斷裂成以乙烯、丙烯為主的________。
�、谏a(chǎn)目的：生產(chǎn)______、丙烯、甲烷等重要基本化工原料。
3．天然氣的綜合利用
(1)主要成分是______，是一種清潔的化石燃料和重要的化工原料。
(2)天然氣與水蒸氣反應(yīng)制取H2。
原理：CH4＋H2O――→高溫催化劑CO＋3H2
4．三大合成材料
(1)三大合成材料：__________________。
(2)加成聚合反應(yīng)
合成聚乙烯的化學(xué)方程式為______________________________，單體為__________，鏈節(jié)為____________，聚合度為____。
四、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)
導(dǎo)學(xué)誘思
在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，最符合“綠色化學(xué)”思想的是________。
教材回歸
1．環(huán)境保護(hù)
(1)工業(yè)三廢指__________________。
(2)環(huán)保措施：回收利用、達(dá)標(biāo)排放、研制可降解塑料。
2．綠色化學(xué)
(1)核心是利用化學(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。
(2)原子經(jīng)濟(jì)：反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為______。
理解與深化
一、金屬的冶煉
1．金屬冶煉方法與金屬活動性順序的關(guān)系
金屬活
動性順序 K、Ca、Na、
Mg、Al Zn、Fe、Sn、
Pb(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
自然界中
存在形態(tài) 化合態(tài) 多數(shù)化合態(tài)，極少游離態(tài) 游離態(tài)
主要冶
煉方法 電解法 熱還原法 熱分解法 金屬的富集
2．鋁熱反應(yīng)
(1)原理
鋁將金屬氧化物中化合態(tài)的金屬還原為金屬單質(zhì)，如Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3、Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3、3Co3O4＋8Al9Co＋4Al2O3等。
(2)反應(yīng)特點(diǎn)
�、僖紕烘V條、氯酸鉀。
�、诜磻�(yīng)條件：高溫。
�、鄯磻�(yīng)現(xiàn)象：劇烈燃燒，放出大量的熱，導(dǎo)致混合物劇烈反應(yīng)過后，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。
�、芙Y(jié)論：Fe2O3中的鐵被還原為單質(zhì)鐵，單質(zhì)鋁被氧化為Al2O3，由熔融物及鐵珠可知此反應(yīng)放出大量的熱，使生成的鐵熔化為鐵水。
(3)應(yīng)用
�、僖巴夂附愉撥�。
②冶煉高熔點(diǎn)金屬。
【例1】 冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣(或H2或CO)法；③活潑金屬置換法；④電解法。
四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石法煉銅，(Ⅱ)濕法煉銅，現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻，(Ⅳ)從光鹵石(KClMgCl26H2O)中煉鎂，對它們的冶煉方法分析不正確的是( )。
A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②
C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
二、設(shè)計(jì)從海水中提取溴、碘的主要工藝流程
1．從海水中提取溴的主要工藝流程
(1)流程
(2)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl
�、贐r2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2
2．從海水中提取碘的主要工藝流程
(1)流程
(2)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式
2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O
【例2】 (改編自人教版必修2教材習(xí)題)全球海水中溴的蘊(yùn)藏量豐富，約占地球溴總蘊(yùn)藏量的99%，故溴有“海洋元素”之稱。海水中溴含量約為67 mgL－1，其工業(yè)提取方法有：
(1)空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中，使溴置換出來，
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