8.1 自然资源的开发利用（含解析）课堂速测2023 2024学年高一化学人教版（2019）必修第二册

8.1 自然资源的开发利用——高一化学人教版（2019）必修二课堂速测
知识点一　金属矿物的开发利用
1．金属元素在自然界中存在的形态
(1)极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。
(2)绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。
(3)在地壳中，含量最高的金属元素是 ，其次是 。
2．金属冶炼原理与实质
(1)原理：将金属从化合物中 出来。
(2)实质：化合物中金属 电子被 生成金属单质。
3.金属冶炼方法
(1)加热分解法(写出化学方程式)
①制Hg： 。
②制Ag： 。
(2)电解法(写出化学方程式)
①制Mg： 。
②制Al： 。
③制Na： 。
(3)热还原法：高温加热条件下用还原剂把金属还原出来
①常用还原剂有 等。
②高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为 。
③铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。
微提醒：自然资源包括土地与土壤资源、矿产资源、生物资源、水资源、能源资源、环境资源等。可持续发展包括经济、社会、资源、环境可持续发展等。
4．合理开发和利用金属资源的主要途径
(1) ；
(2)开发环保高效的金属冶炼方法；
(3) ；
(4) ；
(5)使用其他材料代替金属材料。
知识点二　海水资源的开发利用
1．海水水资源的利用
(1)海水水资源的利用，主要包括 和直接利用海水进行循环冷却等。
(2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有 、 、 等。其中 的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。
2．海水的化学资源利用
(1)海水中的化学元素
海水中含量最多的为 两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素。其他为微量元素，如Au。
(2)海水中化学资源的利用
(3)从海水中获取能源
①从海水中提取铀和重水，用于 开发。
②开发 、 等新型能源。
知识点三　煤、天然气的综合利用
1．煤的组成
2．煤的综合利用
3.天然气的组成和利用
知识点四　石油的综合利用
1．组成：石油是由多种 组成的混合物。
2．综合利用
(1)分馏
①定义：利用石油中各组分 的不同进行分离的过程叫做石油的分馏。
②石油经分馏后可以获得 、 、 等含碳原子少的轻质油，但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的重油却供大于求。
(2)催化裂化
①目的：将重油裂化为汽油等物质。
②例如：C16H34 。
(3)裂解
①目的：得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。
②例如：C8H18
C4H10
C4H10 。
(4)催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使 转化为 。
3．三大合成材料： 、 、 ，这三大合成材料，是以煤、石油和天然气为原料生产的。
【针对训练】
1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于(　　)。
A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的活动性强弱
2.关于证明海带中存在碘元素的实验,以下操作正确的是 (　　)。
A.海带中的碘可以直接用四氯化碳萃取
B.在蒸发皿中灼烧海带使之变为海带灰
C.将海带灰溶于水中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝
D.为了将I-氧化,加入的氧化剂最好选择H2O2
3.化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是(　　)。
A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少“白色污染”
C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的重要因素之一
D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放
4.世界煤炭看中国，中国煤炭看山西。下列与煤有关的描述中，正确的是( )
A.煤的干馏属于物理变化
B.煤的组成以碳、氢元素为主
C.煤是由有机物组成的混合物
D.煤气化生成的水煤气的主要成分是CO和
5.海水资源开发利用的部分过程如图所示，下列说法中正确的是( )
A.从海水中得到粗盐主要是通过蒸发操作实现的
B.用澄清石灰水可鉴别和
C.在步骤③中可通入使被还原为
D.在步骤④中，的水溶液吸收后，溶液的pH增大
6.以石油为原料的转化过程如图所示，下列说法错误的是( )
石油分馏产品乙烯
A.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物
B.③是加成反应，产物命名为二溴乙烷
C.②包括裂化、裂解等过程
D.①主要发生物理变化
7.“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆架中。据测定每0.1固体“可燃冰”要释放20的甲烷气体，则下列说法中不正确的是( )
A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃
B.“可燃冰”是水变油，属于化学变化
C.“可燃冰”将成为人类的后续能源
D.青藏高原可能存在巨大体积的“可燃冰”
8.下列关于煤和石油综合利用的说法正确的是( )
A.煤变为清洁能源可经气化和液化两个物理变化过程来实现
B.将重油裂化制成乙烯，获得更多的化工原料
C.煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差别为是否隔绝空气
D.聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯是由乙烯通过聚合反应制得的
9.在验证海带中含有碘元素的实验操作过程中，下列操作中不涉及的是( )
A.A B.B C.C D.D
10.空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：
（1）步骤①获得的离子方程式为___________。
（2）根据上述反应可判断三种物质氧化性由强到弱的顺序是___________。
（3）步骤②通入热空气或水蒸气吹出，利用了溴的___________。
A.氧化性
B.还原性
C.挥发性
D.腐蚀性
（4）提取溴单质时，蒸馏溴水混合物Ⅱ而不是蒸馏溴水混合物Ⅰ，请说明原因：___________。
（5）步骤⑤的蒸馏过程中，温度应控制在80~90℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：___________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：由于人类掌握科学知识的局限性,越活泼的金属越难以冶炼,故发现年代越晚。
2.答案：D
解析：A项,海带中的碘是以化合态形式存在,而不是碘单质,不能直接用四氯化碳萃取,错误;B项,蒸发皿是蒸发浓缩溶液的仪器,固体灼烧应在坩埚内,所以海带应在坩埚中灼烧为海带灰,错误;C项,将海带灰溶于水中形成含碘离子的溶液,滴加淀粉溶液,溶液不变蓝,错误;D项,过氧化氢做氧化剂不引入新的杂质,为了将I-氧化,加入的氧化剂最好选择H2O2,正确。
3.答案：B
解析：A项,铁表面镀锌,可构成原电池,锌作负极,铁作正极,能增强铁的抗腐蚀性,正确;B项,聚乙烯塑料不可降解,可造成“白色污染”,聚乳酸塑料可降解,可减少“白色污染”,错误;C项,大量燃烧化石燃料,可产生烟尘、SO2、氮的氧化物等污染物,可造成雾霾天气,正确;D项,含重金属的电镀废液随意排放可造成土壤和水体污染,正确。
4.答案：D
解析：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，因此煤的干馏属于化学变化，A项错误；煤的组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素，B项错误；煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，C项错误；煤气化生成水煤气的反应是，D项正确。
5.答案：A
解析：氯化钠的溶解度随温度变化不大，故从海水中得到粗盐常采取蒸发结晶的方法来实现，A正确；澄清石灰水中的与都能反应生成碳酸钙白色沉淀，现象相同，所以不能用澄清石灰水鉴别和，B错误；由流程图可知，步骤③中NaBr转化为，Br元素的化合价升高，被氧化为，C错误；步骤④发生的反应为，产物中有、HBr生成，溶液的pH减小，D错误。
6.答案：B
解析：A项，石油是由多种烷烃、芳香烃等碳氢化合物组成的混合物，正确；B项，③是乙烯和溴发生的加成反应，生成1,2-二溴乙烷，错误；C项，通过石油的裂化、裂解，可得到乙烯等重要化工基本原料，正确；D项，石油分馏利用的是各组分的沸点不同，主要发生物理变化，正确。
7.答案：B
解析：甲烷是碳氢化合物，属于烃，A正确；水不能变成油，违背了客观事实，水中不含有C元素，B错误；“可燃冰”贮量大，将成为人类的后续能源，C正确；根据题意，“可燃冰”主要存在于冻土层和海底大陆架中，故青藏高原冻土层可能存在丰富的“可燃冰”，D正确。
8.答案：D
解析：煤的气化是指将煤转化为可燃性气体的过程：煤的液化是指把煤转化为液体燃料的过程，均有新物质生成，都属于化学变化， A错误。将重油裂化可得到汽油等轻质油，而石油裂解可得到乙烯等化工原料，B错误。煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解，生成焦炭、煤焦油、粗苯等产物的过程，属于化学变化；石油的分馏是利用各组分的沸点不同进行分离，得到汽油、柴油等，属于物理变化，C错误。乙烯通过聚合反应制得聚乙烯，D正确。
9.答案：C
解析：验证海带中含有碘元素，先把海带灼烧成灰，然后浸泡、过滤，得到含碘离子的溶液，然后在溶液中加稀硫酸酸化的过氧化氢溶液，再加几滴淀粉溶液检验单质碘，不涉及的操作是蒸发。答案选C项。
10.答案：（1）
（2）
（3）C
（4）将溴水混合物I转变为溴水混合物Ⅱ是的富集浓缩过程，蒸馏溴水混合物Ⅱ可提高效率，减少能耗，降低成本
（5）若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低
解析：（1）步骤①是氯气氧化的过程，获得的离子方程式为。
（2）据题给工艺流程可知，氯气可置换出溴单质，氯气的氧化性大于溴单质；与的反应中，溴的化合价降低，发生还原反应，做氧化剂，则溴单质的氧化性强于，故三者的氧化性由强到弱的顺序为。
（3）步骤②通入热空气或水蒸气吹出，达到富集溴的目的，利用了溴的挥发性，故选C。
（4）将溴水混合物I转变为溴水混合物Ⅱ是的富集浓缩过程，蒸馏溴水混合物Ⅱ可提高效率，减少能耗，降低成本，故提取溴单质时，蒸馏溴水混合物Ⅱ而不是蒸馏溴水混合物I。
（5）溴的沸点是58.78℃，水的沸点是100℃，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加；若温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低，故温度应控制在80~90℃