(共21张PPT)
第四章
化学与自然资源的开发利用
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第 1 课时
金属矿物的开发利用
1．下列说法正确的是(
)。
A．难失电子的原子获得电子的能力一定强
B．非金属单质在反应中只作氧化剂
C．金属单质在反应中只作还原剂
D．在化学反应中某元素由化合态变为游离态，该元素一
定被还原了
解析：稀有气体既难得电子，也难失电子，A 错误；非金
属单质也可作还原剂，如 C、S 在空气中点燃，C、S 是还原剂，
O2 是氧化剂，B 错误；金属元素只有正化合价，其单质在反应
中只能作还原剂，C 正确；若该元素由负化合价变为零价，则
是被氧化，如 HClO 分解放出 O2，D 错误。
答案：C
2．下列有关氧化还原反应的说法中正确的是(
)。
C
A．被还原的物质是还原剂
B．氧化还原反应一定是置换反应
C．原电池反应的本质是发生氧化还原反应
D．某元素被还原时，一定由化合态转化为游离态
解析：被还原的物质，有元素化合价升高，即得到电子，
为氧化剂，A 错误；氧化还原反应还可以是化合反应、分解反
应等，B 错误；原电池反应实质是发生氧化还原反应，C 正确；
被还原也可以是由游离态转化为化合态，如具有强氧化性的单
质 O2、F2、Cl2 等，D 错误。
A．防止金属腐蚀
B．掩埋被腐蚀的铁制品
C．有计划、合理地开采矿物
D．积极寻找金属的替代品
B
4．按要求写出下列反应的化学方程式：
(1)CO 还原 CuO：_______________________________。
(2)氢气与氧化铁反应：___________________________。
(3)铁与硫酸铜反应：_____________________________。
3H2＋Fe2O3 === 2Fe+3H2O
CO＋CuO Cu+CO2
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
高温
一、金属在自然界中存在的形态
____、____等少数金属以_____态的形式存在，绝大多数金
属以______态的形式存在于自然界。
金
铂
游离
化合
二、金属的冶炼
1．金属冶炼的原理
得到
金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属离子_____电子
被_______为金属单质的过程。
还原
2．金属的冶炼方法
不活泼
(1)热分解法：适用于_______金属的冶炼。
加热分解 HgO：______________________。
加热分解 Ag2O：______________________。
2Ag2O 4Ag＋O2↑
(2)热还原法：适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的
还原剂有_____、____、_____等。
焦炭
CO
H2
2HgO 2Hg＋O2↑
高炉炼铁：___________________________________。
Fe2O3＋3CO === 2Fe+3CO2
高温
碳还原氧化铜：_______________________________。
C＋2CuO === 2Cu＋CO2↑
高温
(3)电解法：适用于______金属的冶炼。
活泼
冶炼金属钠：__________________________________。
冶炼金属镁： __________________________________。
冶炼金属铝： __________________________________。
2NaCl(熔融) === 2Na＋Cl2↑
电解
MgCl2(熔融) === Mg＋Cl2↑
电解
2Al2O3(熔融) ====== 4Al＋3O2↑
电解
冰晶石
(4)其他方法。
火法炼铜：___________________________。
湿法炼铜： ___________________________。
Cu2S＋O2 === 2Cu＋SO2
高温
CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
三、金属的回收和资源保护
1．回收金属的意义
(1)__________________；
节约矿物资源
(2)___________；
节约能源
(3)__________________。
减少环境污染
2．有效利用金属资源的途径
(1)提高金属矿物的_______；
(2)减少金属的________；
使用量
再利用
(3)加强金属资源的_____和________；
(4)使用__________代替金属材料。
其他材料
利用率
回收
2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe
铝热反应实验
1．实验原理(化学方程式)
______________________________。
高温
2．实验装置(如图 4－1－1)
图 4－1－1
3．实验现象
(1)镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光。
(2)纸漏斗内剧烈反应，被烧穿后有熔融物落入沙中。
(3)熔融物冷却后除去外层熔渣，内熔物可被磁铁吸引。
1．反应中镁条作引燃剂，氯酸钾作助燃剂，铝粉与氧化铁
混合物叫做_______，在高温下铝粉将某些金属从其氧化物中置
换出来的反应称为__________。
铝热剂
铝热反应
2．氧化铁粉末和铝粉在高温下发生剧烈反应，纸漏斗下部
被烧穿，说明反应________________，熔融物冷却后除去外层
熔渣，经检验内熔物是铁，说明铝热反应是_________(填四种
基本反应类型之一)。
放出大量的热
置换反应
金属冶炼方法与金属活动性顺序
金属活动性顺序表中，金属位置越靠后越易被还原，金属
的位置越靠前越难被还原，这也就决定了金属的冶炼方法。
1．电解法(熔融)
电解法是最强的还原方法，适用于金属活动性顺序表中的
活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al 的冶炼。
2．热还原法
金属活动性顺序表中 Zn～Cu 的冶炼常采用此法。常用的
还原剂有 H2、C、CO、Na、Al 等。
3．热分解法
用于冶炼不活泼金属 Hg、Ag。如 2HgO
2Hg＋O2↑,
2Ag2O
4Ag＋O2↑。
4．物理法
Au、Pt 在自然界中主要以游离态存在，利用密度即可分离
出来。
铝热反应
1．概念
铝热剂[铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、V2O5、Cr2O3、
MnO2等) 的混合物] 在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学
反应。
2．反应原理
铝作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物
还原为金属单质的反应(置换反应)。
3．反应条件
反应在高温下进行，同时铝热反应本身放出大量热，使新
生成的金属单质呈液态且易与氧化铝分离。
4．铝热反应的应用
(1)在生产上，可用于焊接钢轨等。
(2)冶金工业上用于冶炼高熔点金属，如 V、Cr、Mn 等。
在应用铝热反应解决问题时，要理解铝热反应的实质是置
换反应，利用铝的活泼性置换出不活泼的金属，在判断铝热反
应是否能发生时，应首先看金属的活泼性。
金属的冶炼原理
[例 1](2011 年河北衡水检测)不同的金属应选用不同的冶炼
方法，如：热还原法、热分解法、电解法。你认为选择的原则
主要是依据(
)。
C
A.金属在自然界的存在形式
C.金属离子得电子的能力
B.金属熔点的高低
D.金属元素在地壳中的含量
解析：金属冶炼采用不同的方法是由金属的活动性决定的，
金属越活泼，则金属离子越难得到电子，冶炼条件越苛刻，故
选 C。
1．(2010 年广东梅州检测)用下列物质冶炼金属的过程中，
需要加入还原剂的是(
)。
A
A．Fe2O3
B．Al2O3
C．HgO
D．Cu2S
解析：A 项，Fe2O3 通常使用 Al、CO 等还原剂进行冶炼；
B 项，Al2O3 采用电解法冶炼；C 项，HgO 是较不活泼金属的氧
化物，采用加热法冶炼；D 项，Cu2S 采用火法炼铜，即 Cu2S
＋O2====
2Cu＋SO2，无需另外加入还原剂。
2．下列金属的冶炼需要在熔融状态下电解的是(
)。
A．Ca
B．Fe
C．Pb
D．Hg
A
高温
铝热反应的原理及应用
[例 2]用铝热法还原下列氧化物，制得金属各 1 mol，消耗
铝最少的是(
)。
D
A．MnO2
B．WO3
C．Cr2O3
D．Fe3O4
解析：用铝热法还原金属氧化物时，Al 作还原剂，金属氧
化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，显然在氧
化物中金属化合价越高，变为单质时获得的电子越多，消耗的
铝越多。同理，在氧化物中金属化合价越低，得电子数越少，
消耗铝越少。
)。
A
3．下列金属冶炼原理类似于铝热反应的是(
A．3Mg＋Cr2O3====
B． CO＋CuO Cu＋CO2
C．KCl＋Na(熔融)===NaCl＋K↑
D．Zn＋FeSO4===Fe＋ZnSO4
解析：铝热反应是在高温条件下用金属单质置换出另一种
金属氧化物中的金属的反应，通常用于冶炼高熔点的金属，A
项符合；B 项不是置换反应，不同于铝热反应；C 项、D 项均
是置换反应，但 C 项钾的冶炼原理是根据金属的沸点，从方程
式可看出 K 沸点最低，D 项是常温下、溶液中的反应，均不同
于铝热反应。
3MgO＋2Cr
高温
4．下列各组物质可以选用铝热反应进行冶炼的是(
)。
A．NaCl、FeO、Cr2O3
B
B．Fe2O3、MnO2、Cr2O3
C．Fe3O4、MnO2、KMnO4
D．HgO、MnO2、MgO
解析：A 项的NaCl 无法使用铝热反应冶炼；B 项的三种物
质都可以使用铝热反应冶炼；C 项的KMnO4 是强氧化剂，不能
使用铝热反应冶炼；D 项的HgO、MgO 不能使用铝热反应冶炼。(共17张PPT)
第 2 课时
环境保护与绿色化学
1．空气污染包括_____和有害气体(一氧化碳、__________、
_________)两大类，空气污染造成的三大环境问题是________、
臭氧层破坏、______。
烟尘
二氧化氮
二氧化硫
2．“低碳生活”、“低碳技术”的基本理念是节能减排。
A
A．焚烧大量秸秆
C．用旧报纸制铅笔杆
B．焚烧垃圾发电
D．使用可降解塑料
温室效应
酸雨
3．2010 年第 16 届亚运会在广州成功举办，广州亚运会办
会标准之一是“绿色亚运”，改善环境、保护环境，应该从我
A
A．随意丢弃废旧电池
B．不用或少用含磷洗衣粉
C．垃圾分类回收
D．植树造林，增大绿化面积
一、环境保护
1．定义
生态环境
通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理地开发和
利用自然资源而造成的__________破坏，以及工农业生产和人
类生活所造成的___________。
环境污染
2．当今化学工作者面临的重要任务
环境情况的监测、______的治理、寻找源头治理污染环境
的生产工艺等。
三废
3．“三废”污染
化石燃料
(1)废气：大气污染物主要来自___________燃烧和工业生
产过程产生的_____及其携带的_______。
废气
颗粒物
(2)废水：工业生产中的废水(或废液)往往含有复杂的成分，
任意排放会导致_____、_____的污染。
土壤
水源
(3)废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有______________
减少环境污染
和_______________两个目的。
资源回收利用
二、绿色化学
1．绿色化学的核心
源头上减少和消除
利用化学原理从___________________工业生产对环境的
污染。
2．“原子经济”含义
全部
原子经济要求反应物的原子______ 转化为期望的最终产
物，这时原子利用率为______。
100%
3 ．原子利用率＝__________________ 与______________
之比。
期望产物的总质量
生成物的总质量
环境污染及保护
1．大气污染
(1)汽车尾气：主要有害成分有 CO、NOx、SO2、碳氢化合
物等。
(2)光化学污染：碳氢化合物和 NOx 等一次污染物以及它们
在紫外线照射下发生反应生成的二次污染物共同形成的烟雾污
染。
(3)酸雨：由 NOx、SO2 引起。
(4)温室效应：由 CO2 等引起。
(5)臭氧层空洞：由氟氯烃等引起。
大气污染主要是由化石燃料的燃烧和工业废气及其携带的
颗粒物排放造成，可以从寻找替代燃料、工业生产流程优化等
方面解决或减小对大气的污染，比如汽车尾气经催化可以转化
为无毒的 N2 和 CO2，用乙醇替代汽油，煤脱硫技术等等。
2．水体污染
(2)有毒有机污染物：指有机氯农药、多氯联苯、稠环芳烃
等。
(3)含氮、磷化合物：引起水体富营养化。
(4)生活污水中大量耗氧有机物等。
水体的污染主要是由工业废水、生活污水、农药化肥滥用
等因素造成的，只有从源头上处理才能解决水体的污染。比如
工业废水和生活污水经处理达标后方可排放，使用无公害的农
药，不使用含磷洗涤剂等等。
(1)有毒无机污染物：指Ba2＋、Pb2＋、Hg2＋、Cd2＋等重金属
3．白色污染
生活生产中抛弃使用后的难降解的塑料制品造成的，它们
的主要危害：
(1)废旧塑料混在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致
农作物减产。
(2)废旧塑料易被动物当作食物吞入，导致动物死亡。
(3)混入生活垃圾中的废塑料很难处理、回收，不易分解。
白色污染具有持久性，且很难消除，不使用或减少使用造
成白色污染的塑料制品是最环保有效的方式，使用可降解塑料、
木制品、竹制品等替代品也可以防止白色污染。
清洁生产与绿色化学
1．清洁生产的概括
采用清洁的能源和原材料，通过清洁的生产过程，制造出
清洁的产品。清洁生产把综合预防的环境策略持续应用于生产
过程和产品中，从而减少对人类和环境的风险，是推进经济增
长方式转变和实现污染物总量控制目标的重要手段。
2．绿色化学
绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原
则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原
料原子，实现“零排放”。不仅充分利用资源，而且不产生污
染，并采用无毒无害的溶剂、助剂和催化剂，生产出有利于环
境保护和人体健康的环境友好产品。
环境污染
[例 1](双选)导致下列现象的主要原因与排放 NOx 有关的是
(
)。
AB
A．酸雨
C．臭氧空洞
B．光化学烟雾
D．温室效应
解析：题中四个选项均属于大气污染方面的内容，其形成
的原因各有不同。酸雨主要与 SO2 和 NOx 的排放有关；光化学
烟雾与碳氢化合物和氮的氧化物有关；臭氧空洞主要与氟氯烃
有关；温室效应与大气中二氧化碳浓度不断上升有关。因此，
正确了解各种污染的形成的原因是解答本题的关键。
A
A．N2
C．NO2
B．NH3
D．SO2
2．(2011 年广东广州检测)广州以举办 2010 年“绿色亚运”
为契机，突出抓好影响空气质量的二氧化硫、氮氧化物、可吸
入颗粒物和挥发性有机物等四类污染物的防治，这四类污染物
)。
中能导致酸雨的是(
A．全部
C．氮氧化物
B．二氧化硫
D．二氧化硫、氮氧化物
D
绿色化学
[例 2]“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念．在绿色
化学工艺中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制的产物，
即原子利用率为 100% 。以下反应最符合绿色化学概念的是
(
)。
A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料
B．甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜
D．用二氧化硅制备高纯硅
解析：A 中原子利用率为 100%，符合绿色化学概念；B 中
甲烷与氯气的取代反应产物还有氯化氢、二氯甲烷等，C 中除
硝酸铜外还会产生二氧化氮等，D 中二氧化硅制高纯硅，氧原
子减少，故B、C 及D 的原子利用率均低于100%，不符合绿色
化学概念。
答案：A
3．(2011 年江苏南通检测)绿色化学对化学反应提出了“原
子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反
应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，
实现零排放。以下反应中符合绿色化学原理的是(
)。
A．乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷( )
B．乙烷与氯气制备氯乙烷
C．苯和乙醇为原料，在一定条件下生产乙苯
D．乙醇与浓硫酸共热制备乙烯
A
4．(双选)绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率，原子
利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列氮肥
)。
AD
的制备反应中，原子利用率最高的是(
A．NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3
B．2NH3＋CO2===========
H2O＋CO(NH2)2
C．8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
D．NH3＋HCl===NH4Cl
180 ℃~200 ℃
15~30 MPa(共20张PPT)
一
金属活动性与金属的冶炼
金属的冶炼方法与金属的活动性密切相关：K～Al 的活动
性强，采用电解其熔融的盐或氧化物等冶炼；Zn～Cu 的活动性
中等，通常采用热还原法，常用的还原剂有 C、CO、H2、Al
等；Hg～Au 的活动性弱，采用加热法或物理法即可，如加热
HgO、Ag2O，物理法分离 Au 等。
[例 1]冶炼金属常用以下几种方法：①以 C、CO 或 H2 作还
原剂；②以活泼金属 Na、Mg 等还原；③利用铝热反应原理还
原；④电解法；⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最
佳(用序号填写下列空白)
(1)Fe、Zn、Cu 等中等活泼金属：_____。
(2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属：______。
(3)Hg、Ag 等不活泼金属：______。
(4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属：______。
(5)K、Rb、Cs、Ti 等金属还原方法通常是______。
解析：根据金属的活动性进行判断，对于中等活泼的金属，
选用还原剂 C、CO 或 H2 等进行热还原法冶炼；对于活泼金属，
通常采用电解法；对于不活泼的金属采用热分解法即可；对于
高熔点的金属，通常采用铝热反应；综上，(5)采用方法②。
答案：(1) ① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
产品名称 单位 产量 比上年增长%
原煤
原油
天然气 亿吨
亿吨
亿立方米 32.4
2．03
967．6 8.9
7．1
13．5
二
煤、石油和天然气的综合利用
[例2]据《2010 年国民经济和社会发展统计公报》，我国三
大化石燃料煤、石油和天然气的产量如下表，并回答以下问题。
2010 年主要工业产品产量及其增长速度(节选)
要成分是_____________。
(1)我国三大化石燃料中产量增长最快的是________，其主
(2)煤炭的干馏、_____及______，石油的______、_____及
重整均属于_____(填“化学”或“物理”)变化。
(3)下列关于三大化石燃料的说法中正确的有_____。
A.三大化石燃料属于不可再生资源
B.煤和石油都采用分馏的方法获得各类产品
C.相比煤和石油，天然气是清洁的能源，不会对环境造成
任何影响
D.三大化石燃料的成分都是有机物
E.塑料、合成橡胶和合成纤维是以煤、石油、天然气为原
料生产的
(4)我国最新的碳排放目标是 2020 年单位 GDP 碳排放较
2005 年降 40%～50%。针对三大化石燃料，要达成我国的碳排
放目标,可以采取的措施：_________________________________
______________________________________________________
(写出两条)。
解析：(3)三大化石燃料均是不可再生资源，A 正确；煤采
用干馏、气化、液化等处理方法，B 错误；天然气主要成分甲
烷也是温室气体，燃烧产生的 CO2，其排放量过多也会产生温
室效应，C 错误；煤主要成分是有机物，还含有少量无机物，
D 错误；塑料、合成橡胶和合成纤维的原料是三大化石燃料，
E 正确。
答案：(1)天然气 甲烷(或CH4)
(2)液化 气化 裂化 裂解 化学
(3)AE
(4)使用竹制品或木制品替代部分塑料制品；发展清洁的新
能源，如太阳能、风能、潮汐能等(答案合理均可)
三
绿色化学
绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业
生产对环境的污染。绿色化学从反应物的选择，反应过程的控
制，到最终的产物，都要求不污染环境、物质无毒无害、能源
有效利用、过程安全可靠等。
[ 例 3] 下列化合物可以由单质直接制备且体现“绿色化
)。
A
学”原则的是(
A．FeCl3
C．CuS
B．CuSO4
D．H2SO4
解析：以 Fe 和 Cl2 为原料制FeCl3，原料利用率100%，A
符合；CuSO4、CuS 和 H2SO4 均无法由单质制备，其中Cu 和S
加热反应只能生成 Cu2S。
1．用下列物质冶炼金属的过程中，需要采用电解法冶炼的
是(
)。
B
A．Fe2O3
B．Al2O3
C．HgO
D．Cu2S
解析：Fe2O3 用热还原法冶炼，Al2O3 用电解法冶炼，HgO
用热分解法冶炼，而 Cu2S 直接灼烧可得到 Cu。
D
A．氧化还原反应
C．分解反应
B．置换反应
D．复分解反应
3．(2011 年山东理综)化学与生产、生活密切相关。下列叙
述正确的是(
)。
D
A. 煤的干馏和石油的分馏均属化学变化
B. BaSO4在医学上用作钡餐，Ba2＋对人体无毒
C．14C可用于文物年代的鉴定，14C与12C互为同素异形体
D．葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象，不属于胶体
AD
A.绿色化学的核心就是在生产过程中减少污染
B.符合绿色化学要求的反应不一定都加入催化剂
C.绿色化学也要求能源的有效利用
D.绿色化学不要求反应溶剂无毒无害
5．请将所选下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上
(每一项只填写一种方法)。
①溶解；②裂解；③分馏；④裂化；⑤干馏；⑥蒸馏；
⑦电解；⑧过滤；⑨萃取。
(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等____。
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等_____。
③
(3)将重油转化为汽油______。
④
(4)将海水淡化_____。
⑥
(5)从海水得到的无水 MgCl2 中提取金属镁______。
⑦
⑤
6．(2011 年福建理综改编)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空
工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是 FeTiO3)
制备 TiCl4 等产品的一种工艺流程示意如下：
图 4－Z－1
性。该过程中有如下反应发生：
回答下列问题：
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸
加入铁屑的作用是_________________________________
______________________。
(2)在②→③工艺中需要控制条件以形成 TiO2·nH2O 溶胶，
该分散质颗粒直径大小在_______________________________
范围。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋
TiCl4 SiCl4
熔点/℃ －25.0 －68.8
沸点/℃ 136.4 57.6
(3)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。
依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_________
____________________(只要求写出一项)。
(4)依据下表信息，要精制含少量 SiCl4 杂质的 TiCl4 ，可采
用______________________方法。
解析：(1)根据题中给出方程式分析铁屑的作用是作为还原
(2)形成 TiO2·nH2O 溶胶，说明得到的是胶体，其分散质颗
粒直径大小为 10－9～10－7 m(或1～100 nm)。
(3)依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是产
生了废气、废液、废渣等。
(4)由表中信息可以看出，SiCl4、TiCl4 两者的沸点相差较大，
要精制含少量 SiCl4 杂质的 TiCl4 可用蒸馏(或分馏)等方法。
剂，即将Fe3＋还原为Fe2＋，另外浸出液显紫色，说明含有Ti3＋，
防止Ti3＋被Fe3＋氧化成TiO2＋。
答案：(1)
将Fe3＋还原为Fe2＋；生成Ti3＋，保护
Fe2＋不被氧化
(2)10－9～10－7 m(或其他合理答案)
(3)产生三废(或其他合理答案)
(4)蒸馏(或分馏或精馏)(共28张PPT)
第 2 课时
海水资源的利用
1．海洋约占地球表面积的 71%，海水中除了含有___、___
两种元素外，还含有____、____、____、____等多种金属元素。
2．写出工业上冶炼金属镁的化学方程式：
____________________________________。
H
O
Na
K
Mg
Ca
电解
MgCl2(熔融)=== Mg＋Cl2↑
3．地球上的水只有 2.5%是淡水，其中可供人类使用的淡
水不足全球总水量的 1%。下列关于水的说法正确的是(
)。
A．地球上的淡水资源丰富
D
B．蒸馏法是海水淡化的唯一方法
C．0 ℃以上，温度越高，水的密度越小
D．从海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义
一、海水水资源的利用
1．海水淡化
(1)海水淡化的途径
淡水
盐
通过从海水中提取_____或从海水中把____分离出去。
(2)海水淡化的主要方法：____________、___________、
_____________等。
蒸馏法
电渗析法
离子交换法
(3)海水的蒸馏原理(如图 4－1－2)
图 4－1－2
蒸馏法的原理是_____________________________________
________________________________。
2．直接利用海水进行__________。
循环冷却
把水加热至沸腾，液态水变为水蒸气与海
水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水
二、海水化学资源的开发利用
1．海水化学资源
无机物
有机物
80
微量
由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮
着大量的________和_______。海水中含有____多种元素，H2O
中的 H、O 两种元素，加上 Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、
B、Br、Sr 等 11 种元素，总含量超过 99%，其余为______元素。
2．海水化学资源的开发利用
(1)海水制盐
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋
工业上用电解饱和食盐水的方法制取 H2、Cl2 和 NaOH(氯
碱工业)，其反应的化学方程式为_________________________
______________。
(2)海水提溴
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
在预先经过酸化的浓缩海水中，利用氯气置换溴离子使之
成为单质溴，反应的离子方程式为________________________。
三、海水其他资源的开发利用
铀
重水
潮汐能
1．从海水中提取核能开发的重要原料：____和______。
2．_________、_______是有待开发的新型能源。
电解
Cl2↑＋H2↑
波浪能
海带中碘元素的检验
1．实验原理
海带灼烧后碘元素以 I－形式存在于灰烬中，实验原理：
____________________________________________。
2KI＋H2O2＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O
2．实验步骤及现象
(1)过滤获得的滤液为无色澄清的溶液，酸化过程有气泡产
生。
(2)滴入过氧化氢溶液过程中，滤液由无色逐渐变成黄色，
再变成褐色。
(3)滴入几滴淀粉溶液，滤液由褐色变成蓝色。
3．现象解释
(2)H2O2 氧化滤液中的 I－，得到 I2，随着反应的进行，滤液
中 I2 浓度增加，颜色变深。
(3)碘与淀粉发生颜色反应，使滤液呈蓝色。
4．注意事项
(1)海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘离子。
(2)用干海带较易灼烧，灼烧时注意保持通风。
(3)海带灰的浸泡时间应足够，煮沸 2～3 分钟，使碘离子
充分进入溶液。
(4)滤液应酸化至呈弱酸性，以利于氧化反应的进行。
(5)检验时，滤液温度应降至室温。
1．过滤获得的滤液中含有 ，酸化后产生_____逸出。
2．加入过氧化氢溶液充分反应后，再滴入淀粉溶液，滤液
由褐色变为蓝色，说明滤液中含______，即加入过氧化氢溶液
前，滤液中含_____，也即海带中含有碘元素。
CO2
I2
I－
海水制盐
1．方法：把海水引到盐滩上,利用日光和风力使水分蒸发，
得到粗盐。
2．原理：蒸发海水使其浓缩结晶。
(1)氯碱工业：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)制钠和氯气：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。
3．食盐用途
图 4－1－3
电解
电解
(4)制漂白剂：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
(5)制纯碱：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋
NH4Cl,2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
(3)制盐酸：H2＋Cl2====2HCl。
点燃
海水提镁
1．反应流程(如图 4－1－4 所示)
图 4－1－4
(1)CaCO3=====CaO＋CO2↑
(5)MgCl2·6H2O=====MgCl2＋6H2O
(6)MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
2．有关反应的化学方程式
高温
(2)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(3)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
(4)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
HCl
△
电解
应的离子方程式：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ 。
溴和碘的提取
1．海水提溴
(1)浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物 Br－得到浓
缩。
(2)氧化：向浓缩的海水中通入 Cl2，将 Br－氧化为 Br2，反
(3)富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴
蒸气并用 SO2 吸收。反应的化学方程式：
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。
(4)提取：再用 Cl2 将 HBr 氧化得到产品溴。
2．海带中提碘
(1)海带中含有碘元素的检验
①关键反应的反应原理：
②实验步骤及证明方法：
图 4－1－5
2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
(2)海带中提碘
①流程：
②主要反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。
海水资源的综合利用
[例 1]海水是化工原料的主要来源，图 4－1－6 是工业上对
海水综合利用的示意图：
图 4－1－6
回答下列问题：
试剂包括________(填字母)。
A．BaCl2
D．Na2CO3
B．Ba(NO3)2
E．硝酸
C．NaOH
F．盐酸
(2)制得的Mg(OH)2不能作为冶炼镁的原料，原因是
____________________________。
(3)已知示意图中制得镁的同时还有另一产物_____，其与
烧碱作用，可制得_________(填产品名称)，用于消毒。
答案:(1)ACDF (2)
Mg(OH)2 不稳定，受热易分解
(3)Cl2 漂白液
1 ．以下利用海水及其资源的过程发生了化学变化的是
(
)。
C
A．从海水获得蒸馏水
B．使用海水作为冷却水
C．从海水中提取活泼金属单质
D．潮汐能的利用
2．(2010 年广东增城检测)从海水中可以获得淡水、食盐并
可提取镁和溴等物质。
(1)海水淡化的方法主要有________(填一种)。
(2)经过化学变化才能从海水中获得的物质是________(填
字母)。
A．氯、溴、碘
C．烧碱、氢气
B．钠、镁、铝
D．食盐、淡水
(3)从海水中提取镁的流程如图 4－1－7 所示：
图 4－1－7
(4)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入氯
气，将溴离子氧化，该反应的离子方程式为_________________
_________。
反应①的离子方程式为______________________________。
反应②的化学方程式为______________________________。
解析：(1)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法及离子交换
法等。
(2)D 项的食盐及淡水通过物理变化即可从海水中获取。
(3)反应①中 Mg(OH)2 是以沉淀形式参与反应的，反应②中
的反应条件应该是熔融状态下电解。
(4)注意反应物和生成物的存在形式，正确书写离子方程式
(3)①Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
②MgCl2(熔融) ===Mg＋Cl2↑
电解
(4)Cl2＋2Br－===2Cl－
＋Br2
答案：(1)
蒸馏法 (2)ABC
氯碱工业
[例 2]钠多以资源丰富的 NaCl 为原料来制备，下列方法中
)。
D
能够制备出金属钠的是(
A．加热 NaCl 晶体
B．用金属钾置换出 NaCl 溶液中的 Na
＋
C．电解 NaCl 溶液
D．电解熔融 NaCl
解析：因为金属钠为活泼金属，不能用热还原法和置换反
应制备，一般用电解的方法制备。电解氯化钠溶液得到的是烧
碱、氢气和氯气，金属钠的制备常用电解熔融氯化钠的方法。
3．下列关于氯碱厂的说法，正确的是(
)。
C
A．氯碱厂生产的产品是氯气和烧碱
B．氯碱厂气体泄露不会污染环境
C．氯碱厂可以生产漂白粉
D．氯碱厂最多生产三种产品
4．统计数据显示，2010 年我国海盐产量占原盐产量的 43%，
海盐是重要的化工原料，主要用于氯碱工业。氯碱工业的产品
包括__________(填序号)。
①②③⑥
①氢氧化钠；②漂白粉；③液氯；④黄金；⑤液化石油气；
⑥液氢；⑦铀。(共21张PPT)
第二节 资源综合利用 环境保护
第 1 课时
煤、石油和天然气的综合利用
1．三大化石燃料分别是煤、______和________，它们都是
__________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
2．煤是“工业的粮食”，将煤隔绝空气加强热，得到_____、
________、煤气等多种有用的物质。煤的干馏属于_____(填“物
理”或“化学”)变化。
石油
天然气
不可再生
焦炭
煤焦油
化学
3．下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是(
)。
A．石油是由多种烷烃、烯烃和芳香烃组成的混合物
B．石油产品都可用于聚合反应
C．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
D．天然气是一种清洁能源
D
一、煤的组成及综合利用
1．煤的组成
有机物
无机物
碳
氢
氧
氮
硫
煤是由_______和少量______组成的复杂混合物，主要含有
____元素，此外还含有少量的____、___、____、____等元素。
2.煤的综合利用
干馏
气化
液化
通过煤的_____、煤的_____和_____而获得洁净的燃料和多
种化工原料。
利用
途径 概 念 主要产品
干馏 把煤________________________
的过程 出炉煤气、_______
和______
气化 将煤转化为____________的过程 水煤气
液化 直接液化：煤与氢气生成液体燃
料的过程 液体燃料
间接液化：煤转化为一氧化碳和
氢气后催化合成甲醇等 甲醇
隔绝空气加强热使之分解
煤焦油
焦炭
可燃性气体
煤干馏产生的出炉煤气包括焦炉气、_______和______。
水煤气的组成是___________和______，煤气化生成水煤气
的主要反应是_________________________________。
二、天然气及其综合利用
天然气的主要成分是____，可以作为一种清洁的________，
或者作为化工原料用于_______和___________等。
三、石油及其综合利用
1．石油的成分
C
H
(1)从组成元素上看，石油的成分主要含___和____。
(2)从组成物质上看，石油是由各种烷烃、烯烃和芳香烃组
成的混合物。
粗氨水
粗苯
一氧化碳
氢气
高温
甲烷
化石燃料
合成氨
生产甲醇
C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)
利用
途径 概 念 主要产品
分馏 利用原油中各成分的_____不同
进行分离的过程 _____、_____、_____
和重油
裂化 一定条件下把分子量大、沸点高
的烃断裂为分子量小、沸点低的
烃的过程 汽油等
裂解 将裂化后的烃进一步断裂为短链
的气态烃和少量液态烃 _____、____、_____
等化工原料
2.
沸点
汽油
煤油
柴油
乙烯
丙烯
甲烷
石油进行裂化的反应条件是________、______、_______。
将 C16H34、C8H18、C4H10 分别进行裂化的化学反应方程式是
____________________________、________________________、
________________________、_________________________。
催化剂
加热、加压
C16H34 C8H18＋C8H16
C8H18 C4H10＋C4H8
催化剂
加热、加压
C4H10 CH4＋C3H6
催化剂
加热、加压
C4H10 C2H4＋C2H6
催化剂
加热、加压
催化剂
加压
加热
_____________________________________。
四、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
1．三大合成材料：______、__________、___________。
2．加聚反应：由相对分子质量_____的分子相互结合成相
对分子质量_______的大分子的反应。乙烯的加聚反应方程式为
nCH2==CH2
CH2—CH2
塑料
合成橡胶
合成纤维
小
大
催化剂
实例
单体 聚合成高分子化合物的小分子化合物，如聚乙烯的
单体为__________________
链节 高分子化合物中的最小重复单元，如聚乙烯的链节
为__________________
聚合度 高分子化合物所含链节的数目，如聚乙烯的聚合度
为_______
3．高分子化合物中的三个概念(以聚乙烯为例)
乙烯(或 CH2==CH2)
－CH2－CH2－
n
nCH2==CH2
CH2—CH2
催化剂
产品 主要成分 用途
出炉
煤气 焦炉气 氢气、甲烷、
乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料
粗氨水 氨、铵盐 化肥、炸药、染料、
医药、农药、合成材料
粗苯 苯、甲苯、二甲苯
煤焦油 苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘 染料、医药、农药、合成
材料
沥青 筑路材料、制碳素电极
焦炭 碳 冶金、合成氨造气、电石、
燃料
煤干馏的主要产品和用途
方法 原理 原料 目的 主要产品
分
馏 常压 利用加热和冷
凝，把石油分成
不同沸点范围
的蒸馏产物 原油 得到不
同沸点
范围的
分馏产
品 石油气、汽油、
煤油、柴油
减压 重油 柴油、润滑油、
石蜡、沥青等
裂
化 热裂化 在一定条件下，
把分子量大、沸
点高的烃断裂
为分子量小、沸
点低的烃 重油 提高汽
油的产
量 汽油、甲烷、乙
烷、乙烯和丙烯
催化
裂化
石油炼制原理及产品
方法 原理 原料 目的 主要产品
裂解
(深度裂化) 在高温下，把长
链分子的烃断
裂为各种短链
的气态烃和液
态烃 含直链
烷烃的
石油分
馏产品 获得短
链不饱
和烃 乙烯、丙烯、
丁二烯
续表
燃烧气体的成分及性质的考查
[例 1]某混合气体通过溴水(使其褪色)，再通过灼热的氧化
铜(使其黑色变红色)，再通过无水 CuSO4 粉末(使其变蓝色)，再
通过澄清石灰水(石灰水由清变浑再变清)，最后剩余气体在空
气中点燃，火焰呈淡蓝色。该混合气体是(
)。
A．水煤气
C．石油液化气
B．焦炉煤气
D．高炉煤气
解析：水煤气的主要成分是 CO 和 H2；焦炉煤气的主要成
分是 H2 、CH4 、C2H4 和 CO 等；石油液化气的成分是 C3～C5
的烷烃；高炉煤气的成分是 CO、CO2 和 N2 等。能符合题目所
给实验现象的气体只有焦炉煤气。
答案:B
1．(双选)下列气体既能够使溴的四氯化碳溶液褪色，又能
)。
AC
够使酸性高锰酸钾溶液褪色的是(
A．高炉煤气 B．丙烷
C．石油裂化气 D．水煤气
A．空气
A
B．主要成分为烯烃的炼厂气
C．裂解气
D．油田气
)。
D
从煤炭或石油的工业获得的是(
A．水煤气
B．裂解气
C．焦炉气
D．氧气
加聚反应
[例2]食品中含有过量的
(丙烯酰胺)可
能引起令人不安的食品安全问题。关于丙烯酰胺的下列叙述：
①能使酸性高锰酸钾溶液褪色，②能发生加聚反应，③能与氢
气发生加成反应， ④是高分子化合物。其中正确的是(
)。
C
A．①②④
C．①②③
B．②③④
D．①③④
解析：丙烯酰胺中含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液
氧化，也可发生加聚反应，还可催化加氢，是小分子化合物，
故①②③正确，④错误，选 C。
B
A．聚甲基丙烯酸甲酯
B．聚对苯二甲酸乙二酯
C．聚乙烯
D．聚苯乙烯
解析：A、C 及 D 项是通过加聚反应获得，而 B 项则是通
过缩聚反应获得的，所以选 B。
5．(2010 年广东湛江检测，双选)新型塑料膜材料 ETFE[名
称为聚氟乙烯，化学式(C2H2F2)n]，美观、耐用，可以使用 15
AC
A．聚氟乙烯是缩聚反应的产物
B．聚氟乙烯属于有机物
C．聚氟乙烯易溶于水，易与空气中的氧气反应
D．聚氟乙烯中碳元素的质量分数为 37.5%
