1．了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法。
2．了解海水资源及其开发利用的主要方法。
3．掌握从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法。
4．认识开发利用金属矿物和海水资源所带来的环境问题和预防措施。认识化学在自然资源的合理开发与综合利用方面的重要价值，培养环保意识和节约意识。
要点一
1．金属在自然界的存在形态。
2．金属冶炼的原理。
金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，聚集成为金属单质。如Mn＋＋ne－===M。
3．冶炼方法。
(1)热分解法：适用于不活泼金属的冶炼。
(2)电解法。
适用于活泼金属的冶炼。
(3)高温还原法。
适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。
其他方法。
4．合理开发和利用金属资源的途径。
(1)提高金属矿物的利用率。
(2)减少金属的使用量。
(3)加强金属资源的回收和再利用。
(4)使用其他材料代替金属材料。
【应用思考】
1．在自然界中，金属为什么大多数以化合态存在？
提示：大多数金属比较活泼，容易与H2O、O2等反应，故大多数金属以化合态存在于自然界中。
2．工业上利用电解熔融MgCl2来制取Mg，而MgO比MgCl2更易获得，为什么不电解熔融MgO制取镁呢？
(MgO的熔点：2 852 ℃，MgCl2的熔点：118 ℃)
提示：由于MgO的熔点远远高于MgCl2的熔点，将MgO熔融需要能量较多，所以采用电解熔融MgCl2的方法制取Mg，冶炼金属也要考虑节能减排。
要点二
1．(1)海水淡化的途径主要是从海水中提取淡水或从海水中把 盐分离出去。
(2) 海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。
2．直接利用。
主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
3．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，得到食盐。
(2)食盐的用途。
有关反应的方程式：
4．海水提溴。
在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子使之成为单质溴，反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。
【应用思考】
3．海水制盐属于物理变化还是化学变化？
提示：海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出，因此属于物理变化。
4．海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别？为什么？
提示：因为海水蒸馏得到的是淡水，水的沸点为100 ℃(常压下)无需用温度计，因此可不用蒸馏烧瓶，而换为圆底烧瓶。
1．历史上最悠久的海水淡化方法是(A)
A．蒸馏法 B．电渗析法
C．离子交换法 D．过滤法
2．有关金属的冶炼原理，下列说法正确的是(C)
A．肯定发生的是置换反应
B．肯定发生的是分解反应
C．肯定发生的是氧化还原反应
D．只能用金属作还原剂冶炼金属
3．下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是(D)
A．2Na＋MgCl2===2NaCl＋Mg
B．MgCl2(溶液)Mg ＋Cl2↑
C．2MgO2Mg＋O2↑
D．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
1．从利用金属的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是(B)
①地壳中的金属元素的含量 ②金属活动性顺序 ③金属的导电性 ④金属冶炼的难易程度 ⑤金属的延展性
A．①③ B．②④
C．③⑤ D．②⑤
解析：对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后，可以发现人类使用较早的金属，其活动性较弱；结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识，可知：金属活动性越强，金属的冶炼难易程度越难，这会影响了人类对金属的使用，其它因素均与使用的前后顺序无关；故选B。
2．下列属于海水化学资源利用的是(B)
A．海水淡化 B．海水提盐
C．海水养殖 D．海水发电
解析：A、C、D三项都属于海水水资源的开发利用。
3．以下方法可用于工业冶炼金属的是(C)
A．电解熔融AlCl3获取金属铝
B．电解MgCl2溶液获取金属镁
C．用CO还原铁矿石来获取金属铁
D．电解饱和食盐水来获取金属钠
解析：AlCl3是共价化合物，应该用电解熔融Al2O3获取金属铝，A错误；应该电解熔融的MgCl2获取金属镁，B错误；铁是比较活泼的金属，在工业上就是用CO还原铁矿石来获取金属铁的，C正确；电解熔融食盐来获取金属钠，D错误；答案选C。
4．下列化工生产原理错误的是(D)
①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠 ②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 ③电解法炼铝时，原料是氯化铝 ④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
A．②③ B．①③
C．①②③ D．②③④
解析：钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应，不能将镁置换出来，②错误。电解冶炼铝所用的原料为氧化铝，③错误。炼铁高炉中所发生的反应CO2＋C2CO属于吸热反应，④错误。
5．工业上制备下列金属，采用的化学反应原理正确的是(C)
解析：工业上电解熔融的氯化镁来制取金属Mg，A错误；钙的工业制法与镁相似，电解熔融的氯化钙，B错误；工业制取Mn用还原法，单质Al与二氧化锰发生置换反应，C正确；汞单质的制取用加热分解法，分解HgO得到Hg单质，D错误，答案选C。
6．目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的，海水提溴常用的方法之一是用氧化剂把溴离子氧化成单质，再通入热空气将溴蒸气吹出，这一反应中常用的氧化剂是(A)
A．Cl2 B．Br2
C．H2O D．H2O2
解析：此法是通入氯气把浓缩的溶液中的溴化物氧化，然后用空气把生成的溴吹出。
7．从化学原理和经济利益角度分析，下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是(D)
解析：从原料成本等方面考虑，D项方法最可行，答案为D。
8．从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作，其中正确的是(D)
(1)将海带灼烧成灰
(2)过滤得含I－溶液
(3)放出碘的四氯化碳溶液
(4)分离碘并回收四氯化碳
A．(1)(2) B．(2)(3)
C．(1)(2)(3) D．(3)(4)
解析：(1)错，灼烧海带要用耐高温的坩埚，不能采用烧杯或蒸发皿；(2)错，向漏斗转移溶液时必须用玻璃棒引流；(3)四氯化碳密度比水大，碘的四氯化碳溶液在下层，合理；(4)采用蒸馏的方法分离碘并回收四氯化碳，装置图和方法都合理，故答案为D。
9．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂、②用活泼金属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等金属通常还原方法是__________。
解析：中等活泼的金属用热还原法冶炼；活泼金属用电解法冶炼；不活泼金属用热分解法冶炼；高熔点金属用铝热法冶炼。
答案：(1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
10．某化学小组的同学取一定量的Al和Fe2O3的混合物进行铝热反应，并探究熔落物的成分。请回答下列问题。
Ⅰ.(1)引发铝热反应的实验操作是________________________。
(2)做铝热反应时，内层纸漏斗底部剪一小孔用水润湿的目的是________________________________________________。
(3)反应的化学方程式为_____________________________。
Ⅱ.已知：Al、Fe的熔、沸点数据如下。
物质
Al
Fe
熔点(℃)
660
1 535
沸点(℃)
2 467
2 750
(1)某同学猜测，铝热反应所得到的熔落物是铁铝合金。理由：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？
________(选填“合理”或“不合理”)。设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔落物中含有金属铝：___________________。
(2)另外一名同学观察到熔落物呈黑色，他认为铝热反应中有少量Fe3O4生成，该同学设计如下实验验证他的结论：取少量熔落物，用稀硫酸溶解，加水稀释后滴加3～4滴KSCN溶液。若溶液变为红色，则有Fe3O4生成；否则没有Fe3O4生成。
该同学的实验方案是否合理？说明你的理由。
解析：Ⅱ(1)从表格中的数据可知：铝热反应放出的热量熔化铁的同时过量的铝也熔化，故可得到铁铝合金。铝与氢氧化钠溶液反应，而铁不与氢氧化钠溶液反应，可利用氢氧化钠溶液与铝发生反应生成气体检验铝的存在。
(2)若生成物中含有Fe3O4，过量的铁也会将Fe3＋还原，故溶液中不存在Fe3＋，不能利用该实验检验生成物中是否含有Fe3O4。
答案：Ⅰ.(1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃
(2)使熔融物易于落下且防止纸漏斗着火
(3)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
Ⅱ.(1)合理 取少量样品放入试管，加入NaOH溶液，若有气泡产生，说明该熔落物中有铝
(2)不合理，Fe3＋的氧化性比H＋强，过量的铁在酸性溶液中先与Fe3＋反应，所得溶液中不含Fe3＋，通过该实验不能确定熔落物中是否含有Fe3O4。
课件52张PPT。 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
一、金属活动性顺序、金属的性质、金属的冶炼例1 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )
A．合金的性质与其组成金属的性质不完全相同
B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼解析：合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A项正确；因为AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解Al2O3(熔融)的方法，B项错误；金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D两项正确。
答案：B名师点睛：选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活泼性强弱。在金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，越容易被还原；金属的位置越靠前，越难被还原。金属活动性顺序中K～Al之间的活泼金属多用电解法制取其金属单质；Mn～Cu之间的中等活泼金属常用普通还原剂(如C、CO、H2等)还原法；Hg、Ag等不活泼金属常用热分解其化合物的方法制取；Pt、Au等金属在自然界中主要以单质形式存在，可用物理方法分离得到。?变式应用
1．工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。你认为选择方法的主要依据是(D)
A．金属在自然界的存在形式
B．金属元素在地壳中的含量
C．金属熔点高低
D．金属阳离子得电子的能力解析：冶炼金属选择方法是根据金属的活动性，金属冶炼是金属阳离子得电子的过程，即金属冶炼方法与金属阳离子得电子能力有关。二、铝热反应实验探究特别提示：铝热反应的注意事项。
(1)铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应，其中镁条为引燃物质，氯酸钾为助燃物质。
(2)铝热反应的实质是用较活泼的铝，把活动性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来。(3)反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。
(4)铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。
(5)在冶金工业中常用这一原理制取熔点较高的金属，如V、Cr、Mn等；另外该反应原理也可以应用在其他方面，如焊接钢轨等。例2 如右图所示，用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题。
(1)写出该反应的化学方程式：_________________，
在该反应中，________是氧化剂，________是还原剂，该反应称为________反应。(2)该实验的实验现象是：_____________________。
①镁条剧烈燃烧 ②放出大量的热，并发出耀眼的光，火星四射 ③纸漏斗的下部被烧穿 ④有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体
(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：______________；蒸发皿盛沙：___________；镁条：_____________；氯酸钾：________________。解析：铝热反应为置换反应，其中铝热剂为铝粉和金属氧化物，引燃剂为KClO3。
(1)铝热反应为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂。
(2)①②③④全为该铝热反应的现象。(3)铝热反应实验中：①为使熔融物易落下，通常在内层滤纸漏斗底部剪一个孔；②为防止溅落物炸裂蒸发皿，通常在蒸发皿内盛沙子；③反应中镁条引起氯酸钾分解；④氯酸钾引发铝热反应。
答案：(1)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe Fe2O3 Al 铝热 (2)①②③④ (3)使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿 引起氯酸钾分解 引发铝热反应名师点睛：(1)本实验中镁条的作用：镁条燃烧提供热量，促使KClO3发生分解。
(2)氯酸钾的作用：氯酸钾分解放出O2，使镁条剧烈燃烧，单位时间内放出更多的热量，以引发Al和Fe2O3的反应。?变式应用
2．某同学欲利用教材中的实验装置探究“铝热反应”中熔融物的成分。“铝热反应”发生的主要反应：2Al＋Fe2O3===Al2O3＋2Fe，该同学经查阅《化学手册》知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。其理由是：______________________。
(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，该实验所用试剂是____________，反应的离子方程式为______________________________。(3)该同学为确定熔融物中是否还会有残留的Fe2O3，将熔融物用酸完全溶解后加入KSCN试剂。请你分析该设计是否正确(选填“正确”或“不正确”)________________，理由是(用离子方程式表示)_________________________。解析：根据表中熔、沸点数据，此温度下铝也为熔融态，铝、铁二者融合在一起形成铁铝合金；要验证熔融物中含有铝可以利用铝的两性来解决，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；由上判断出熔融物中除了有残留的Fe2O3，还有铝单质和铁单质，在加酸过程中会出现以下反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，6Fe3＋＋2Al===2Al3＋＋6Fe2＋，所以有无Fe3＋不能证明有无Fe2O3。答案：(1)根据表中熔沸点数据，此温度下铝也为熔融态，铝、铁二者融合在一起形成铁铝合金
(2)NaOH溶液，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)不正确 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋ 3H2O 、
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、6Fe3＋＋2Al===2Al3＋＋6Fe2＋三、海水资源的综合利用
(一)海水蒸馏实验。
1．海水蒸馏实验的操作步骤。
(1)装置图。(2)操作流程。
连接装置―→检查装置气密性―→向烧瓶中加入海水和碎瓷片―→接通冷却水―→给烧瓶加热―→收集蒸馏水―→停止对烧瓶加热―→待冷却至室温后停止通入冷却水―→整理仪器。(3)海水蒸馏实验的注意事项。
①烧瓶加热时，一定要垫石棉网，防止烧瓶炸裂。
②烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容量的2/3。
③冷凝管内的冷却水要从下口入、上口出，这样冷却的效果最好。④加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
⑤实验前认真检查装置的气密性。
⑥当烧瓶中有少量液体时，停止加热。
⑦实验结束时，应先停止加热，后停止通入冷却水。(二)海水中碘的提取。
1．主要工艺流程。(1)将海水浓缩或晒盐后剩下的苦卤。用硫酸将浓缩的海水或苦卤酸化。
(2)向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质。
(3)向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的。(4)向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气。
(5)用蒸馏法分离吸收塔内的溶液中的溴单质或用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，得到产品溴。
2．有关反应的离子方程式。
2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，
SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。特别提示：(1)利用空气吹出法从海水中提溴，主要是利用Br2沸点低、易挥发、能被热空气和H2O(g)以溴蒸气形式吹入吸收塔。
(2)从苦卤或吸收液中得到Br2，均用Cl2作氧化剂把Br－氧化为溴单质。(三)海带中碘的提取。
海水中碘的总储量很大，但由于其浓度很低，因此，目前工业生产中并不是直接由海水提取碘。从海产品海带中提取碘是目前工业上获取碘的一种途径。从海带中提取碘的流程图如下。氧化剂：采用氯气或者双氧水。
主要反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。例3 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，实验室从海藻中提取碘的流程如下。(1)指出从海藻中提取I2的实验操作名称：①______，③_______。反应②的离子方程式为_________________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是_____。
A．甲苯、酒精 B．四氯化碳、苯
C．汽油、乙酸 D．汽油、甘油(3)步骤②除了采用通入过量Cl2外，最好选用下列氧化剂中的__________(填代号)。其优点是_____________。
A．浓硫酸 B．H2O2溶液 C．KMnO4溶液
(4)为使含碘的水溶液转化为含碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒等仪器，尚缺少的主要玻璃仪器是______。(5)从含碘的有机溶液中提取碘，还要经过蒸馏，指出下图蒸馏装置中的错误之处：____________________。(6)进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是____________________，最后晶态碘在____________中。
解析：本题考查I2的性质及分离物质的方法：过滤、萃取、分液、蒸馏等。(1)为了从悬浊液中分离出I－，应用过滤；从I2的水溶液中把I2提取出来，应用萃取。(2)A中酒精、C中乙酸、D中甘油都是易溶于水的物质，所以不能用于萃取碘。(3)选用双氧水可以达到氧化碘离子为单质的目的，同时可以避免氯气所产生的污染问题。而高锰酸钾的氧化性太强，容易将碘离子氧化为碘酸钾。(4)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗。(5)蒸馏装置的三点错误：①没有用石棉网；②温度计插入液面以下；③冷凝管进、出水方向颠倒。(6)根据(2)中B选项中的两种萃取剂的沸点数据：苯80 ℃、四氯化碳77 ℃，用水浴加热即可使之沸腾，而避免高温下I2的升华。最后I2留在烧瓶中。答案：(1)过滤 萃取 2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
(2)B
(3)B 避免污染
(4)分液漏斗
(5)①没有用石棉网；②温度计插入液面以下；③冷凝管进、出水方向颠倒
(6)萃取剂沸点较低，I2易升华 烧瓶
名师点睛：(1)分离悬浊液中离子的方法应用过滤，而从一种溶剂中分离出溶质可用蒸发结晶、蒸馏和萃取；蒸发结晶用于分离固体溶质和液体溶剂；蒸馏则用于分离固、液或液、液相溶物；萃取是根据溶质在互不相溶的不同溶剂中溶解性的不同，把溶质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中。(2)因为I2易升华，故从碘的有机溶液中提取碘时采用水浴加热，由于水温度最高只有100 ℃，可避免高温下I2的升华。
(3)选用适当的氧化剂，除了氧化性的要求要适当之外，还要注意对环境的保护问题。?变式应用
3．海水中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：请填写下列空白：
(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________。
A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精灯 F．干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是________。(3)步骤④反应的离子方程式是_________________。
(4)步骤⑤中，某学生选用苯来提取碘的理由是____________。
(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：_____________________________。解析：(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚，而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上，三脚架下面放酒精灯。
(2)步骤③是分离固体和液体，则实验操作为过滤，步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，是利用互溶的两种液体的沸点不同来分离，则实验操作为蒸馏。(3)碘离子在酸性条件下可被MnO2氧化生成单质碘，离子方程式为：2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O。
(4)根据萃取的基本原则两种溶剂互不相溶，且溶质在一种溶剂中的溶解度比在另一种中大得多，苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中大。(5)根据淀粉遇碘变蓝色检验碘单质的存在，实验操作为取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色。
答案：(1)BDE (2)过滤 蒸馏 (3)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O (4)苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大 (5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色；如果变蓝，说明还有单质碘
1．了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。
2．了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。
3．了解节约能源和防止污染的重要性。
4．了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。
1．煤。
(2)煤的利用。
2．从天然气中获得基本化工原料。
3．从石油中获得基本化工原料。
(1)石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物。
(2)石油的冶炼。
4．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料。
(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)制取聚氯乙烯的化学方程式为
(3)四个概念。
要点二
1．环境保护。
(1)工业三废是指：废气、废水、废渣。
(2)环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料。
2．绿色化学。
⑴核心：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。
原子经济性：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。
【应用思考】
1．煤的干馏是物理变化还是化学变化？煤的气化和液化同水的汽化和液化一样属于物理变化吗？
提示：煤的成分复杂，煤在干馏时发生的变化肯定也复杂，可以说发生了复杂的物理变化和化学变化。煤的气化和液化是化学变化，不是物理变化。
2．石油的分馏、裂化、裂解是物理变化还是化学变化？
提示：石油的分馏是利用沸点不同，将石油分离成不同沸点范围的产物的过程，所以是物理变化。而石油的裂化和裂解中烃发生了化学反应，所以是化学变化。
3．石油的裂化和裂解有何区别和联系？
提示：裂化和裂解的原理相同，只是裂解选用的温度比裂化温度更高，因此裂解又称之为深度裂化。
1．下列说法中正确的是(A)
A．通过煤的气化和液化可以获得更优质的燃料
B．煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化
C．煤是由有机物组成的复杂混合物
D．煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油
2．下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是(B)
A．加强热使煤分解的过程称为干馏
B．煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化
C．对煤进行干馏的主要目的是为了得到煤焦油
D．煤是以单质碳为主的复杂混合物，干馏时单质碳与混合物质发生了化学变化
3．下列关于裂解与裂化的叙述中，不正确的是(B)
A．裂解的目的是获得石油化工的基本原料，裂化是以生产汽油为主要目的，它们的产物中都含有不饱和烃
B．裂解与裂化都是为了得到气态烃
C．裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程
D．裂解需要比裂化更高的温度，因此裂解又叫做“ 深度裂化”
1．新能源的开发利用是人类社会可持续发展的重要课题。下列属于新能源的是(D)
A．煤炭 B．石油
C．天然气 D．氢气
解析：新能源是相对于常规能源说的，一般具有资源丰富、可以再生，没有污染或很少污染等。常见的新能源有太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种，煤炭、石油和天然气均是化石燃料，答案选D。
2．国务院办公厅2014年5月印发了《2014～2015年节能减排低碳发展行动方案》。下列做法违背低碳发展原则的是(D)
A．发展氢能和太阳能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
解析：A使用新能源、B为避免白色污染、C为绿色化学理念，提高利用率，减少资源浪费，选项D使用了有机物，而有机物是含碳的化合物，很明显不能达到低碳的要求故不正确；答案为D。
3．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(C)
A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C．将煤变为煤饼作燃料
D．将石油裂解制得乙烯等化工原料
解析：煤的综合利用包括煤的干馏、气化和液化；石油的综合利用包括分馏、裂化、裂解、重整等。煤变成煤饼，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用。
4．环境污染已成为人类社会所面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列各名词中与环境污染无关的是(B)
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学污染 ⑤臭氧层空洞 ⑥水俣病 ⑦潮汐 ⑧大脖子病
A．②③ B．⑦⑧
C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦
5．可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是(B)
A．乙醇 B．溴的四氯化碳溶液
C．NaOH溶液 D．盐酸
解析：裂化汽油由饱和烃和不饱和烃组成，直馏汽油仅含饱和烃，故可利用不饱和烃的性质来选择试剂。
6．下列叙述正确的是(B)
A．乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同
B．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
C．乙烯和乙烷都能发生加聚反应
D．石油的裂解是物理变化
7．下列有关煤和石油的加工方法的叙述中错误的是(A)
A．通过煤的直接或间接液化可以获得各种芳香烃
B．通过石油的催化重整等工艺可获取芳香烃
C．石油的裂化的目的主要是为了提高轻质油的产量
D．石油的裂解的目的主要是为了获取不饱和烯烃
解析：煤的直接或间接液化主要是获得水煤气，进而可以合成甲醇等液体燃料，故A错；其他选项显然正确；答案为A。
8．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。“绿色化学”工艺中，理想状态是反应物原子全部转化为生成物，即原子利用率为100%。以下反应最符合绿色化学概念的是(A)
A．用乙烯聚合生产聚乙烯高分子材料
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．乙醇催化氧化生产乙醛
解析：乙烯聚合生产聚乙烯原子利用率为100%；其他选项都生成副产物；故答案为A。
9．“资源节约型和环境友好型社会”就是要谋求社会的和谐发展。请根据这一主题，选择下列序号进行填空。
A．二氧化碳 B．氮氧化物
C．二氧化硫 D．氟氯烃
(1)推广使用燃煤脱硫技术，防治______________污染。
(2)造成温室效应和全球气候变暖的主要物质是____________。
(3)会破坏臭氧层的物质是____________。
(4)导致光化学烟雾的物质是____________。
解析：(1)推广使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫的排放，防治二氧化硫产生的污染。
(2)造成温室效应的气体是二氧化碳，二氧化碳的密度大于空气，使地球相当于又一个保护膜，热量不能散发出去，导致气候变暖。
(3)破坏臭氧层的物质是氟氯烃，氟氯烃与臭氧反应转化为氧气，使臭氧减少。
(4)导致光化学烟雾的是氮的氧化物。
答案：(1)C (2)A (3)D (4)B
10．煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘，会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。
(1)将煤直接进行燃烧可能会形成硝酸型酸雨。
①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式________________。
②以下是对硝酸型酸雨的评价，其中正确的是________(填序号)。
A．杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏水生生态系统
B．对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害
C．破坏臭氧层，导致臭氧空洞
D．硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐，给植物提供氮肥
(2)下图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图，试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式_________________________________。
(3)脱硫以后，在废气中含量明显增加的不良气体是(写物质名称)______________，它对环境的负面影响是__________________。
(4)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是____________。
答案：(1)①2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②ABD
(2)CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2，2CaSO3＋O2===2CaSO4，CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O
(3)二氧化碳 使温室效应加剧，导致气候变暖
(4)将气体通入品红溶液，观察品红溶液是否褪色，若品红溶液褪色说明废气中还含有SO2；若品红溶液不褪色，说明废气中不含SO2
课件21张PPT。 第二节 资源综合利用 环境保护
一、化学“三馏”的比较例1 煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差别是( )
A．加热的温度不同
B．得到的产品不同
C．前者要隔绝空气，后者不必
D．干馏是化学变化，分馏是物理变化解析：分馏是用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物的过程，无新物质生成，属于物理变化。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热，使煤分解的过程，是化学变化。
答案：D?变式应用
1．下列关于石油、煤、天然气的说法正确的是(D)
A．石油裂化得到的汽油是纯净物
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．天然气是一种清洁燃料二、石油炼制方法的比较例2 下列说法正确的是( )
A．石油是混合物，汽油是纯净物
B．沸点：汽油＞煤油＞柴油＞润滑油
C．分馏汽油和裂化汽油成分相同
D．石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化解析：石油、汽油都是混合物，A项不正确；石油分馏时，首先馏出的是汽油，其次是煤油，再次是柴油，它们都是常压分馏的产物，而润滑油是减压分馏的产物，故沸点：汽油＜煤油＜柴油＜润滑油，B项不正确；分馏汽油中不含烯烃，裂化汽油中含有烯烃，二者组成成分不完全相同，C项不正确；石油的分馏只是物质状态的变化，而裂化和裂解都有新的物质生成，D项正确。
答案：D名师点睛：石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，通过分馏可以得到不同沸点范围的产物，这些产物也都是混合物，没有固定的熔、沸点，只有一定的沸点范围。
裂化和裂解的目的不同，裂化的目的是提高轻质液体燃料(特别是汽油)的产量，裂解的目的是获得乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料。?变式应用
2．石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是(D)
A．常压分馏 B．减压分馏
C．裂解 D．催化裂化
解析：石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是裂化，答案为D。三、六大环境问题特别提示：(1)空气质量日报报导的空气污染物主要有CO、SO2、NOx及可吸入性固体颗粒。
(2)酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾均与NOx有关。例3 环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列对应关系不正确的是( )解析：大量使用不能降解的塑料会导致白色污染，故C项错误；其他选项显然正确；答案为C。
答案：C
名师点睛：常见环境污染与成因。
(1)水体富营养化：水体中氮和磷等植物营养物质过多蓄积引起的污染，称为水体的富营养化。(2)白色污染：指难降解的塑料对环境的污染。
(3)酸雨：与SO2及NOx有关。
(4)温室效应：与CO2有关。
(5)光化学烟雾：与NOx及碳氢化合物有关。
(6)臭氧层破坏：与NOx及氟氯烃有关。?变式应用
3．绿色化学的核心就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，下列属于绿色化学的是(A)
A．氢能源代替化石能源
B．污水的治理
C．废弃塑料的回收和利用
D．“白色污染”物的焚烧解析：根据绿色化学的理念，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，氢能源代替化石能源，氢能源属于清洁能源，不产生污染，符合绿色化学的理念，而污水的治理、废弃塑料的回收和利用、“白色污染”物的焚烧都是污染产生后再去进行处理，不是从源头上减少或消除污染，不符合绿色化学的理念，答案选A。
专题一
?专题归纳
例1 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提取纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图。
请你参与分析讨论。
(1)图中仪器B的名称：____________。
(2)整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为_______________________________________________________。
(3)实验装置气密性良好，要达到提取纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：_____________________________________________。
(4)C中液体产物颜色为____________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是____________。
解析：由已知信息Br2有强腐蚀性可得出Br2腐蚀橡胶，故装置中不能用橡胶塞和橡胶管。再由Br2的沸点为59 ℃可知用该套装置提取纯溴关键要控制温度计b的温度，收集59 ℃时的馏分。C中收集到的是深红棕色的液溴，要除去该产物中残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr充分反应后，利用Br2难溶于水的性质进行分液来分离，或利用Br2易挥发的特点用蒸馏法分离。
答案：(1)冷凝管 (2)Br2腐蚀橡胶
(3)控制温度计b的温度，并收集59 ℃时的馏分
(4)深红棕色 分液(或蒸馏)
?专题训练
1．(1)在调水工程中，沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大原因。经检测某工厂废液中含有大量的Mg2＋、Al3＋、Ag＋、Fe3＋、Ba2＋。试分析回答下列问题。
①该废液中可能大量存在的阴离子是__________。
A．SO B．NO
C．Cl－ D．CO
②为了充分利用资源和保护环境，今要回收废液中的金属银，请你设计一个回收实验方案，并写出有关离子反应方程式：___________________________________________________。
(2)节能减排是我国政府报告中的关键词。火力发电厂为了减少二氧化硫的排放，往往对煤炭进行脱硫处理，而脱硫的方法有多种，下面是一种常用的脱硫方法。
微生物脱硫技术：煤炭中的硫是以FeS2形式存在的，在水和空气存在的条件下，脱硫微生物起生物催化作用。
在微生物脱硫的反应中，FeS2最终被____________氧化，转化为____________(填化学式)而除去；反应③中若生成0.2 mol S，则转移的电子为____________mol。
答案：(1)①B ②取废液加过量铁粉，充分搅拌后过滤得滤渣：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋2Ag＋===2Ag＋Fe2＋，用过量盐酸洗涤滤渣，即得到银：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)O2 SO 0.2
专题二
?专题归纳
1．海水制盐。
2．海水提镁。
(1)反应流程。
(2)有关反应的化学方程式。
①CaCO3CaO＋CO2↑，
②CaO＋H2O===Ca(OH)2，
③MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2，
④Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，
⑤MgCl2·6H2O===MgCl2＋6H2O，
⑥MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
3．海水提溴。
(1)主要流程。
(2)主要反应。
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(氧化)，
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集)，
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(提取)。
4．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：2H＋＋2I－＋H2O2===I2↑＋2H2O。
②实验步骤及证明方法。
(2)海带中提碘。
①流程。
海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。
②主要的化学原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
例2 把海水过滤除杂后，在提取了氯化钠、溴、镁等化学物质后，剩余的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘。
回答下列问题：
(1)乙、丁中溶质的化学式为__________、__________。
(2)第④步骤操作中用稀H2SO4浸洗的目的是_______________________________________________________。
(3)第⑦步骤操作可提取纯I2的两种方法是__________和____________(不要求写出具体步骤)。
(4)检验得到I2的方法是_________________________________。
解析：根据框图可知向含I－的卤水中加入AgNO3溶液，则甲为AgI，加入适量铁屑，置换出AgI中的银，则乙为FeI2，单质银中过量铁屑可用稀H2SO4除去；FeI2中通入过量Cl2得到I2和FeCl3，则丁为FeCl3；利用碘单质的特性，可以用升华或萃取的方法提取碘；一般用淀粉溶液能否变蓝检验是否得到单质碘。
答案：(1)FeI2 FeCl3 (2)用稀H2SO4除去银中过量铁屑 (3)升华 萃取 (4)取少量产物加入淀粉溶液，若变蓝，说明得到了单质碘，若不变蓝，则没有得到单质碘
?专题训练
2．化工生产必须遵循科学原理。请根据下列工艺生产流程回答问题。
(1)某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘，其过程如下图所示。
操作①的名称是__________ , 操作③使用的试剂(写化学式)__________。操作②中发生反应的离子方程式为
________________________________________________。
(2)海水的综合利用可以制备金属钠和镁，其流程如下图所示。
①上述流程中生成Mg(OH)2沉淀的离子方程式为__________________________。Mg(OH)2沉淀和盐酸反应的离子方程式为____________________。
②实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用玻璃棒的作用：
溶解时：____________；过滤时：____________；蒸发时：____________。
③工业上把电解饱和食盐水称为“氯碱工业”。请你完成电解饱和食盐水的化学方程式：
________ NaCl＋______ H2O________ NaOH＋________H2↑＋________。
解析：(1)将海带在坩埚中灼烧得到海带灰，将海带灰浸泡得到海带灰悬浊液，然后采用过滤的方法将残渣和溶液分离，得到含有碘化钾的溶液，向水溶液中加入氯水，发生反应为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，向含有碘单质的溶液中加入萃取剂进行萃取，得到上层溶液为无色、下层溶液有色，说明水在上层、含有碘的有机溶剂在下层，萃取剂的密度大于水，一般常用CCl4作萃取剂且密度大于水，所以该萃取剂为CCl4。
(2)温度对食盐溶解度的影响不大，所以将海水蒸发得到粗盐和母液，采用重结晶的方法获取精盐；贝壳的主要成分是碳酸钙，煅烧贝壳得到CaO，CaO溶于水发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2，石灰乳和镁离子反应Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋，Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2溶液，将MgCl2·6H2O在HCl氛围中脱水得到MgCl2，电解熔融MgCl2得到Mg。
答案：(1)过滤 CCl4 Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
(2)①Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
②搅拌，加速固体溶解 引流，使溶液沿玻璃棒流下 搅拌，使溶液均匀受热，防止液体溅出
③2 2 2 1 Cl2↑
