章末优化总结
煤和石油的综合利用
能源问题日益成为世界关注的问题，目前人们已致力于研究、开发新能源，同时对煤、石油等化石燃料进行更有效、更合理的利用。随之，高考在该类问题上也经常涉及。本考点主要围绕煤和石油的化工生产进行设计，在实际应用中设问，主要考查煤和石油的加工方式、产品及应用，突出化学与可持续发展的联系，考查分析问题和解决问题的能力。
(2013·高考山东卷)化学与生产和生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
B．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
C．合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料
D．利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
[解析] A项，聚乙烯分子中不含碳碳双键，不能发生加成反应，塑料老化是发生了氧化反应。B项，煤的气化和液化均为化学变化，前者主要为碳与水蒸气反应生成H2和CO，后者主要是以煤为原料制取液体燃料。C项，合成纤维和人造纤维属于有机高分子材料，而碳纤维的主要成分为碳，属于无机非金属材料。D项，粮食酿酒要经过一系列化学变化，淀粉先发生水解，最终生成葡萄糖，葡萄糖再在酒化酶作用下生成乙醇和CO2。
[答案] D
(高考题汇编)下列说法错误的是( )
A．(2015·高考浙江卷，7－C)石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化
B．(2015·高考浙江卷，7－D)燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
C．(2012·高考浙江卷，7－D)石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量，石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃
D．(2011·高考福建卷，6－D)合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
[解析] 石油裂解，煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性都是化学变化，纳米银粒子的聚集只是物质的聚集状态发生改变，属于物理变化，A项错误。
[答案] A
环境保护与绿色化学
环境问题日益成为人们关注的焦点，随着科技进步和人们生活水平的提高，各种各样的环境问题逐渐显现出来，目前各种污染正对人们的生存环境造成危害。因此“绿色化学”成为21世纪化学发展的主导方向。它要求从根本上消除污染，是一门能彻底防止污染产生的科学。近年来，高考中常常以环境问题作为命题的出发点，考查环境污染的成因、危害及其治理，以及与之有关的生产或工艺中的化学原理。
(高考江苏卷)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是( )
A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展
[解析] 过度开采矿物资源会使资源匮乏，不利于社会可持续发展。
[答案] D
金属的冶炼方法
1．热分解法
一般适用于金属活动性顺序中位于汞及以后的金属。
例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。
2．热还原法
一般适用于金属活动性顺序中铝以后汞以前的大多数金属，常用的还原剂有C、CO、H2、Al等。
(1)焦炭还原法。例如：
Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑，CuO＋CCu＋CO↑。
(2)一氧化碳还原法。例如：
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，CuO＋COCu＋CO2。
(3)氢气还原法。例如：
WO3＋3H2W＋3H2O，Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。
(4)活泼金属还原法。例如：
Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3,3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3。
特别提醒 可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较强，在金属活动性顺序中居于中间区域。
①用焦炭还原法冶炼金属，炼得的金属中往往含有少量的碳。又由于用一氧化碳还原法冶炼金属时，一氧化碳一般是在金属冶炼炉中通过下列反应生成的：C(焦炭)＋O2CO2，CO2＋C(焦炭)2CO。所以，用一氧化碳还原法炼得的金属中也会含有少量的碳。
②用氢气还原法冶炼金属，炼得的金属的纯度相对较高，但成本也较高。
③用活泼金属还原法冶炼金属，克服了被炼金属及其氧化物熔点高、难以冶炼的问题，但成本也较高。
由于金属矿石中一般混有多种杂质及在高温下少量还原剂与炼出的金属熔合等问题，用热还原法炼得的金属往往不纯。
3．电解法
一般适用于金属活动性顺序中铝及铝以前的活动性较强的金属。
例如：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
(1)电解法冶炼金属，解决了很活泼的金属(K、Ca、Na、Mg、Al等)阳离子难以被还原的问题，或者说电解法一般用于很活泼的金属的冶炼。电解法冶炼金属要消耗大量的电能，成本较高。在工业生产中要注意节能增效。
(2)离子化合物在熔融状态下电离，可电解；共价化合物即使熔融也不电离，不能电解。Al2O3、MgCl2、NaCl都是离子化合物，在熔融状态下电离的离子方程式分别为
Al2O3===2Al3＋＋3O2－，MgCl2===Mg2＋＋2Cl－，NaCl===Na＋＋Cl－。
(3)有的金属冶炼既可以用热还原法又可以用电解法，在热还原法中，也可以采用不同的还原剂，对于一种金属的冶炼，具体采用什么样的冶炼方法，选用什么样的还原剂，要根据生产原料、设备和金属的用途等多种因素综合确定。
冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(H2或CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法各有优缺点，在工业上均有应用。一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A、B分别为( )
A．O2、CO2 B．O2、CO
C．CO2、CO D．CO、CO2
[解析] CO2＋C2CO，CuO＋COCu＋CO2。
[答案] C
1．钛(Ti)有“未来钢铁”之称。工业上常以TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2获得海绵状钛。该反应在下列哪种环境中进行( )
A．稀有气体中 B．空气中
C．氮气中 D．CO2气体中
解析：选A。空气中的N2、O2、CO2气体在加热的条件下均与镁反应，故应在稀有气体中进行。
海水资源的开发利用
1．海水淡化
海水淡化的方法主要有蒸馏法、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，是目前海水淡化的主要方法。
海水蒸馏原理示意图
2．海水中镁、钾、溴、碘等化工产品的提取
海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集问题。例如：
(1)海水中溴的提取流程
①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。
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：2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl。
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：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。
(2)海带中碘的提取原理：海带中的碘元素主要以I－的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。
例如：用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O。
实验时先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用H2O2、H2SO4处理，使得I－被氧化成I2。
3．海水资源的综合利用
(1)从海水中提取淡水——海水淡化。
(2)直接利用海水进行循环冷却。
(3)海水制盐。
(4)从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品。
(5)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料。
(6)从海水中获取其他物质和能量。
目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下：
请回答下列问题：
(1)从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是________________________________________________________________________，写出在沉淀池中发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的____________________。
(3)操作A是____________，操作B是______________。
(4)加入的足量试剂a是______________(填化学式)。
(5)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于______________。
(6)海水提镁的过程中，为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁？
[解析] (1)由框图我们可以看出加入石灰乳后生成了Mg(OH)2，很明显作用就是为了将Mg2＋沉淀；(2)CaCO3CaO＋CO2↑，海洋中贝壳含有丰富的CaCO3；(3)由框图可知操作A是过滤，操作B是蒸发结晶；(4)从框图中可以看出由Mg(OH)2到MgCl2需加盐酸；(5)电解生成的Cl2可与H2反应生成HCl，循环使用；(6)海水中尽管含镁丰富，但浓度较小，之所以将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁就是为了把镁富集，且成本比较低。
[答案] (1)沉淀Mg2＋[或使Mg2＋形成Mg(OH)2沉淀] Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(2)贝壳(或牡蛎壳等)
(3)过滤 蒸发结晶(或加热浓缩)
(4)HCl
(5)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 制盐酸，循环使用
(6)海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可以使镁离子富集，浓度增大且成本较低
2．海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
解析：选C。海水中的钾元素是以化合态形式存在的，要由化合态转变为游离态，一定发生氧化还原反应，A不正确；海水蒸发制海盐发生的是物理变化，B不正确；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是动能、势能转化为机械能，机械能转化为电能，D不正确。
环境保护与绿色化学
1．当今社会全球环境面临三大热点问题：酸雨、臭氧层破坏和温室效应，现列表比较如下
酸雨
臭氧层破坏
温室效应
危害
破坏作物、森林、草原；使湖泊酸化、鱼类死亡；加速建筑物的腐蚀
使皮肤发生癌变
两极冰川融化，海平面升高，陆地减少，地表气温升高，气候干旱，土地沙漠化，农业减产
成因
含硫燃料的大量燃烧产生SO2，SO2 H2SO3H2SO4(或SO2SO3H2SO4)
汽车尾气、氟氯烃气体的大量排放
大量CO2气体的排放，导致大气中CO2浓度不断上升，CO2能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，使地表气温升高
防治
减少SO2的排放，燃料脱硫
停止氟氯烃的生产和使用
减少矿物燃料的使用；开发利用新能源；大力植树造林
2.绿色化学在高考中的渗透与考查
(1)高考试题中渗透了绿色化学的概念
近几年的高考试题中所出现的酸雨的防治、三废的利用、温室效应的控制、防止臭氧层空洞的形成等环境问题是与绿色化学概念相一致的。
(2)减量——Reduction，绿色化学又一内涵在高考试题中的渗透
绿色化学中的减量是指从节约资源、减少污染物的基础出发，力图不用或少用有毒、具有腐蚀性的化工原料，尽可能提高原料的转化率，以较少的原料生产较多的产品。
(3)高考试题体现绿色化学原理
高考试题中涉及化工生产的题目，合理地渗透了绿色化学的观点：①以较少的资源(原料)生产较多的产品，提高原料的转化率；②某些原料包括催化剂重复使用(防止催化剂中毒)；③节约能源，减少环境污染等观点，可概括为绿色化学内涵的另外两个R——重复使用(Reuse)和回收(Recycling)。重复使用，这是降低成本和减少污染的需要，如化工生产中的催化剂和载体，从一开始就要有重复使用的设计。回收可以实现“省资源、少污染、减少成本”的目的。回收包括未反应的原料、副产物、助熔剂、催化剂、溶剂等。
“绿色化学”又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，某化学课外小组利用废铜制取硫酸铜，设计了如下制取方案，其中符合“绿色化学”要求的是( )
A．CuCuSO4
B．CuCuSO4
C．CuCuOCuSO4
D．CuCu(NO3)2Cu(OH)2CuSO4
[解析] 绿色化学是设计尽量不或尽可能少对环境产生副作用，并在技术上、经济上可行。A项Cu与稀硫酸不反应，B项产生SO2污染物，D项用贵重的AgNO3制CuSO4，且反应步骤多，从经济的角度考虑也不适合，故最佳方案是C。
[答案] C
3．下列实验或叙述不符合绿色化学理念的是( )
A．制CuSO4时先将Cu氧化成CuO后再与稀硫酸反应
B．采用银作催化剂，乙烯和氧气制取环氧乙烷，原子利用率100%
C．用乙醇代替汽油作汽车燃料
D．用稀硝酸和铜制取Cu(NO3)2
解析：选D。A项Cu→CuO→CuSO4中Cu利用率100%且没有有害气体产生，B亦如此，C中乙醇为使用价值比较高的洁净能源物质，D中Cu的利用率100%，但是产生NO有毒气体，不符合绿色化学理念，而且N的利用率低。
(时间：60分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题4分，共60分)
1．将煤块粉碎，经脱硫处理，在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是( )
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率
②减少SO2的产生，避免造成“酸雨”
③减少有毒的CO产生，避免污染空气
④减少CO2的产生，避免“温室效应”
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
解析：选A。将煤块粉碎，目的是使煤充分燃烧，提高煤的利用率；对煤进行脱硫处理，目的是减少煤燃烧过程中产生过多的SO2；将煤在适当过量的空气中燃烧，是使煤充分燃烧，减少CO的产生，减轻空气污染，但不会减少CO2的产生，无法避免“温室效应”。
2．下列化工生产原理错误的是( )
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠
②可以用钠加入硫酸铜饱和溶液中制取铜
③在电冶铝时，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：选D。金属钠性质活泼，当加入到盐溶液中时先与水反应生成氢气和氢氧化钠，生成物再与盐发生复分解反应，②错误；因为AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，不能用作电冶铝的原料，③错误；炼铁高炉中所发生的反应既有放热反应，也有吸热反应，如Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2等为吸热反应，④错误。
3．下列氧化物不能与铝粉组成铝热剂的是( )
A．Cr2O3 B．MnO2
C．V2O5 D．MgO
解析：选D。Cr、Mn、V的活动性排在Al后面，而Mg排在Al前面，不能用铝热法来制备金属Mg。
4．环境问题越来越引起人类的重视，下列有关环境问题的描述不正确的是( )
A．水体的富营养化主要是向水体中排放大量含N、P的物质造成的
B．低碳生活就是指少用煤炭的生活
C．含氟、氯等元素的化合物的大量排放造成了臭氧层破坏
D．光化学烟雾的始作俑者包括NO、NO2等多种气体
解析：选B。低碳生活是指生活作息时要尽力减少所消耗的能量，特别是CO2的排放量，减少对大气的污染，减缓生态恶化。
5．“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。下列不符合“化学反应的绿色化”的是( )
A．消除硫酸厂尾气中的SO2
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除制硝酸工业尾气中的氮氧化物
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制CuSO4
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制聚乙烯
nCH2?CH2CH2?
解析：选C。“绿色化学”的理念提倡提高原子利用率，从源头上消除污染。C项中产生了SO2，是环境污染物，不符合“化学反应的绿色化”。
6．下表中金属的冶炼原理与方法完全正确的是( )
冶炼原理
方法
A
CaO＋H2Ca＋H2O
热还原法
B
2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑
电解法
C
Cu2S＋O22Cu＋SO2
热分解法
D
CuSO4＋2Na=== Cu＋Na2SO4
湿法炼铜
解析：选B。钙是活泼金属，不能用热还原法冶炼，应用电解法，A错误；铝是活泼金属，应用电解法，B正确；反应Cu2S＋O22Cu＋SO2是火法炼铜，利用的是氧化还原反应原理，将Cu2S中＋1价铜转化为单质铜，该反应不属于分解反应，不是热分解法，C错误；湿法炼铜需用与水不反应的较活泼的金属作还原剂，如铁等，钠易与水反应，不能从溶液中还原出单质铜，D错误。
7．溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海带中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下所示：
干海带海带灰水溶液 ―→碘单质
下列有关叙述中正确的是( )
A．碘元素在海水中也有游离态存在
B．在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2
C．操作A是结晶或重结晶
D．B是提纯操作，常用蒸馏或分馏
解析：选B。碘在海水中只以化合态(I－)形式存在，没有游离态，A错误。操作A是萃取，操作B是分液，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，C、D都是错误的。
8．下列关于石油的说法不正确的是( )
A．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催化裂化
B．主要是烃类混合物，所以有固定的沸点
C．主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物
D．石油分馏得到的汽油是混合物
解析：选B。石油是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，主要成分是烃，没有固定的熔、沸点，B不正确。
9．溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般为0. 067 g·L－1，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子，向苦卤中通入氯气，可以得到溴单质。下列有关说法中不正确的是( )
A．向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
B．向苦卤中通入氯气时，溴元素的化合价升高，被氧化
C．将溴单质从溴水中分离出来，可以利用裂化汽油进行萃取
D．苦卤中通入Cl2后得到的溴单质通常要先用热空气或水蒸气吹出吸收以达到富集的目的
解析：选C。裂化汽油中含有乙烯、丙烯等不饱和烃，易与溴水中的溴发生加成反应，因而不能作萃取剂。
10．下列说法正确的是( )
A．有些活泼金属如铝可作还原剂法冶炼金属的还原剂
B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．回收旧金属意义不大
解析：选A。本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，A项正确；电解NaCl溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错误；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，C项错误；回收旧金属可节约资源或减少对环境的污染，D项错误。
11．聚丙烯酸酯的结构简式可表示为?，由丙烯酸酯加聚得到。下列关于聚丙烯酸酯的说法不正确的是( )
A．属于高分子化合物，是混合物
B．链节为—CH2—CH—
C．单体为CH2===CH—COOR
D．n为聚合度
解析：选B。依据高分子化合物聚丙烯酸酯的结构简式，可确定其链节为，n为聚合度，因n值不确定，聚丙烯酸酯是很多高分子化合物的混合物，故B不正确。
12．热还原法冶炼金属的反应一定是( )
A．氧化还原反应 B．置换反应
C．复分解反应 D．分解反应
解析：选A。热还原法冶炼金属的反应一定不是复分解反应，也一定不是分解反应，不一定是置换反应，如3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，但一定是氧化还原反应。
13．塑料、合成橡胶和合成纤维这三大类合成材料，都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的，下列有关说法错误的是( )
A．天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇
B．煤可以直接液化，煤与氢气作用生成液体燃料
C．乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料都可以由石油分馏得到
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
解析：选C。天然气在工业上主要用于合成氨和生产甲醇，故A正确；煤与氢气作用生成液体燃料，故B正确；石油分馏产物经进一步的裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料，故C错误；乙烯加聚得到聚乙烯，故D正确。
14．下列关于常见几种物质对人类主要“功与过”分析正确的是( )
A．二氧化碳→光合作用的原料→大量排放导致酸雨
B．氟利昂→制冷剂→向空气中大量排放导致臭氧层破坏
C．二氧化硫→工业制硫酸→大量排放导致光化学烟雾
D．氮的氧化物→工业制氨气→大量排放导致温室效应
解析：选B。大量向空气中排放二氧化碳是导致温室效应的主要原因，A错误；氟利昂曾作冰箱的制冷剂，大量排放氟利昂导致臭氧层破坏，B正确；二氧化硫大量排放，是酸雨产生的主要原因，C错误；氮的氧化物不能制氨气，向空气中大量排放首先导致光化学烟雾，其次产生酸雨，D错误。
15．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( )
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：选C。煤的综合利用包括煤的干馏(焦化)、气化和液化。石油的综合利用包括分馏、裂化、裂解等。煤变为煤饼，并未改变其成分及结构，不属于综合利用。
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
16．(16分)将下图所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油。
(三)
(一)
(五)
(二)
(六)
(四)
(1)图中A、B、C三种仪器的名称是________________________________________________________________________。
(2)将以上仪器按(一)―→(六)顺序，用字母a，b，c……表示连接顺序：
e接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )。
(3)A仪器中c口是________，d口是________。(填“进水口”或“出水口”)
(4)蒸馏时，温度计水银球应在________位置。
(5)在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)给B加热，收集到沸点60～150 ℃间的馏分是________，收集到150～300 ℃间的馏分是________。
解析：石油的分馏装置为
答案：(1)A是冷凝管；B是蒸馏烧瓶；C是锥形瓶 (2)i h a k l b f g w (3)进水口 出水口 (4)蒸馏烧瓶支管口 (5)防止暴沸 (6)汽油 煤油
17．(10分)请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上(每一空只填写一种方法)，并指出是属于化学变化还是物理变化。
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)把煤转化为出炉煤气、煤焦油和焦炭等________________________________________________________________________。
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等________________________________________________________________________。
(3)将重油转化为汽油________________________________________________________________________。
(4)将海水淡化________________________________________________________________________。
(5)从海水中得到的无水MgCl2中提取金属镁________________________________________________________________________。
解析：(1)煤通过干馏转化为出炉煤气、煤焦油和焦炭等，属于化学变化；(2)原油通过分馏得到汽油、煤油、柴油等，属于物理变化；(3)重油转化为汽油是由大分子烃分解为小分子烃，是石油的裂化，属于化学变化；(4)海水淡化是除去海水中的盐类，用蒸馏的方法；(5)由MgCl2制镁需电解。
答案：(1)⑤、化学变化 (2)③、物理变化 (3)④、化学变化 (4)⑥、物理变化 (5)⑦、化学变化
18．(14分)海水中有取之不尽的化学资源，从海水中可提取多种化工原料，下图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：
试回答下列问题：
(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制后可得NaCl饱和溶液，精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，最后加入盐酸至溶液呈中性。请写出加入盐酸后可能发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
精制后的食盐可用于制取金属钠，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(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，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时：________________________________________________________________________。
过滤时：________________________________________________________________________。
蒸发时：________________________________________________________________________。
(3)海水提取食盐后的母液中有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子。从离子反应的角度考虑，在母液里加入石灰乳所起的作用为________________________________________________________________________。
(4)电解无水氯化镁制取镁的化学方程式为______________________________________。将镁蒸气冷却后即为固体镁，请思考镁蒸气可以在下列哪种气体氛围中冷却？________(填序号)。
A．Ar B．Cl2
C．O2 D．空气
解析：(1)加入盐酸的目的是除去过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液(OH－＋H＋===H2O，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O)；制取金属钠应电解熔融的NaCl[2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑]。
(3)加入石灰乳的作用是将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀析出。
(4)电解熔融的MgCl2制取Mg的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，Mg为活泼金属，应在Ar气氛中冷却。
答案：(1)OH－＋H＋===H2O，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
(2)搅拌，加速溶解 引流，使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外溅 搅拌，防止因局部过热造成液滴或晶体飞溅
(3)将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀析出
(4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ A
课件35张PPT。章末优化总结第四章 化学与自然资源的开发利用煤和石油的综合利用DA环境保护与绿色化学D[解析] 过度开采矿物资源会使资源匮乏，不利于社会可持
续发展。金属的冶炼方法C解析：空气中的N2、O2、CO2气体在加热的条件下均与镁
反应，故应在稀有气体中进行。A海水资源的开发利用请回答下列问题：
(1)从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是
________________________________________________，
写出在沉淀池中发生反应的离子方程式：
____________________________________________。
(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化
学资源，提高经济效益的角度，生产生石灰的主要原料来
源于海洋中的____________________。
(3)操作A是_______，操作B是_______________________。沉淀Mg2＋[或使Mg2＋形成Mg(OH)2沉淀]Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓贝壳(或牡蛎壳等)过滤蒸发结晶(或加热浓缩)(4)加入的足量试剂a是______________(填化学式)。
(5)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反
应的化学方程式为_________________________________。
从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于
_______________________________。
(6)海水提镁的过程中，为什么要将海水中的氯化镁转变为
氢氧化镁，再转变为氯化镁？
海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可
以使镁离子富集，浓度增大且成本较低HCl制盐酸，循环使用C1．当今社会全球环境面临三大热点问题：酸雨、臭氧层破坏和温室效应，现列表比较如下环境保护与绿色化学破坏作物、森林、草原；使湖泊酸化、鱼类死亡；加速建筑物的腐蚀使皮肤发生癌变两极冰川融化，海平面升高，陆地减少，地表气温升高，气候干旱，土地沙漠化,农业减产汽车尾
气、氟氯烃气体的大量排放大量CO2气体的排
放，导致大气中CO2浓度不断上升,CO2能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，使地表气温升高减少SO2的排放，燃料脱硫停止氟氯烃的生产和使用减少矿物燃料的使用；开发利用新能源；大力植树造林CD本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
(时间：60分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题4分，共60分)
1．将煤块粉碎，经脱硫处理，在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是( )
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率
②减少SO2的产生，避免造成“酸雨”
③减少有毒的CO产生，避免污染空气
④减少CO2的产生，避免“温室效应”
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
解析：选A。将煤块粉碎，目的是使煤充分燃烧，提高煤的利用率；对煤进行脱硫处理，目的是减少煤燃烧过程中产生过多的SO2；将煤在适当过量的空气中燃烧，是使煤充分燃烧，减少CO的产生，减轻空气污染，但不会减少CO2的产生，无法避免“温室效应”。
2．下列化工生产原理错误的是( )
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠
②可以用钠加入硫酸铜饱和溶液中制取铜
③在电冶铝时，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：选D。金属钠性质活泼，当加入到盐溶液中时先与水反应生成氢气和氢氧化钠，生成物再与盐发生复分解反应，②错误；因为AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，不能用作电冶铝的原料，③错误；炼铁高炉中所发生的反应既有放热反应，也有吸热反应，如Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2等为吸热反应，④错误。
3．下列氧化物不能与铝粉组成铝热剂的是( )
A．Cr2O3 B．MnO2
C．V2O5 D．MgO
解析：选D。Cr、Mn、V的活动性排在Al后面，而Mg排在Al前面，不能用铝热法来制备金属Mg。
4．环境问题越来越引起人类的重视，下列有关环境问题的描述不正确的是( )
A．水体的富营养化主要是向水体中排放大量含N、P的物质造成的
B．低碳生活就是指少用煤炭的生活
C．含氟、氯等元素的化合物的大量排放造成了臭氧层破坏
D．光化学烟雾的始作俑者包括NO、NO2等多种气体
解析：选B。低碳生活是指生活作息时要尽力减少所消耗的能量，特别是CO2的排放量，减少对大气的污染，减缓生态恶化。
5．“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。下列不符合“化学反应的绿色化”的是( )
A．消除硫酸厂尾气中的SO2
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除制硝酸工业尾气中的氮氧化物
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制CuSO4
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制聚乙烯
nCH2?CH2CH2?
解析：选C。“绿色化学”的理念提倡提高原子利用率，从源头上消除污染。C项中产生了SO2，是环境污染物，不符合“化学反应的绿色化”。
6．下表中金属的冶炼原理与方法完全正确的是( )
冶炼原理
方法
A
CaO＋H2Ca＋H2O
热还原法
B
2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑
电解法
C
Cu2S＋O22Cu＋SO2
热分解法
D
CuSO4＋2Na=== Cu＋Na2SO4
湿法炼铜
解析：选B。钙是活泼金属，不能用热还原法冶炼，应用电解法，A错误；铝是活泼金属，应用电解法，B正确；反应Cu2S＋O22Cu＋SO2是火法炼铜，利用的是氧化还原反应原理，将Cu2S中＋1价铜转化为单质铜，该反应不属于分解反应，不是热分解法，C错误；湿法炼铜需用与水不反应的较活泼的金属作还原剂，如铁等，钠易与水反应，不能从溶液中还原出单质铜，D错误。
7．溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海带中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下所示：
干海带海带灰水溶液 ―→碘单质
下列有关叙述中正确的是( )
A．碘元素在海水中也有游离态存在
B．在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2
C．操作A是结晶或重结晶
D．B是提纯操作，常用蒸馏或分馏
解析：选B。碘在海水中只以化合态(I－)形式存在，没有游离态，A错误。操作A是萃取，操作B是分液，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，C、D都是错误的。
8．下列关于石油的说法不正确的是( )
A．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催化裂化
B．主要是烃类混合物，所以有固定的沸点
C．主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物
D．石油分馏得到的汽油是混合物
解析：选B。石油是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，主要成分是烃，没有固定的熔、沸点，B不正确。
9．溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般为0. 067 g·L－1，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子，向苦卤中通入氯气，可以得到溴单质。下列有关说法中不正确的是( )
A．向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
B．向苦卤中通入氯气时，溴元素的化合价升高，被氧化
C．将溴单质从溴水中分离出来，可以利用裂化汽油进行萃取
D．苦卤中通入Cl2后得到的溴单质通常要先用热空气或水蒸气吹出吸收以达到富集的目的
解析：选C。裂化汽油中含有乙烯、丙烯等不饱和烃，易与溴水中的溴发生加成反应，因而不能作萃取剂。
10．下列说法正确的是( )
A．有些活泼金属如铝可作还原剂法冶炼金属的还原剂
B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠
C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D．回收旧金属意义不大
解析：选A。本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，A项正确；电解NaCl溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错误；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，C项错误；回收旧金属可节约资源或减少对环境的污染，D项错误。
11．聚丙烯酸酯的结构简式可表示为?，由丙烯酸酯加聚得到。下列关于聚丙烯酸酯的说法不正确的是( )
A．属于高分子化合物，是混合物
B．链节为—CH2—CH—
C．单体为CH2===CH—COOR
D．n为聚合度
解析：选B。依据高分子化合物聚丙烯酸酯的结构简式，可确定其链节为，n为聚合度，因n值不确定，聚丙烯酸酯是很多高分子化合物的混合物，故B不正确。
12．热还原法冶炼金属的反应一定是( )
A．氧化还原反应 B．置换反应
C．复分解反应 D．分解反应
解析：选A。热还原法冶炼金属的反应一定不是复分解反应，也一定不是分解反应，不一定是置换反应，如3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，但一定是氧化还原反应。
13．塑料、合成橡胶和合成纤维这三大类合成材料，都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的，下列有关说法错误的是( )
A．天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇
B．煤可以直接液化，煤与氢气作用生成液体燃料
C．乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料都可以由石油分馏得到
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
解析：选C。天然气在工业上主要用于合成氨和生产甲醇，故A正确；煤与氢气作用生成液体燃料，故B正确；石油分馏产物经进一步的裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料，故C错误；乙烯加聚得到聚乙烯，故D正确。
14．下列关于常见几种物质对人类主要“功与过”分析正确的是( )
A．二氧化碳→光合作用的原料→大量排放导致酸雨
B．氟利昂→制冷剂→向空气中大量排放导致臭氧层破坏
C．二氧化硫→工业制硫酸→大量排放导致光化学烟雾
D．氮的氧化物→工业制氨气→大量排放导致温室效应
解析：选B。大量向空气中排放二氧化碳是导致温室效应的主要原因，A错误；氟利昂曾作冰箱的制冷剂，大量排放氟利昂导致臭氧层破坏，B正确；二氧化硫大量排放，是酸雨产生的主要原因，C错误；氮的氧化物不能制氨气，向空气中大量排放首先导致光化学烟雾，其次产生酸雨，D错误。
15．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( )
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：选C。煤的综合利用包括煤的干馏(焦化)、气化和液化。石油的综合利用包括分馏、裂化、裂解等。煤变为煤饼，并未改变其成分及结构，不属于综合利用。
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
16．(16分)将下图所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油。
(三)
(一)
(五)
(二)
(六)
(四)
(1)图中A、B、C三种仪器的名称是
________________________________________________________________________。
(2)将以上仪器按(一)―→(六)顺序，用字母a，b，c……表示连接顺序：
e接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )，( )接( )。
(3)A仪器中c口是________，d口是________。(填“进水口”或“出水口”)
(4)蒸馏时，温度计水银球应在________位置。
(5)在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)给B加热，收集到沸点60～150 ℃间的馏分是________，收集到150～300 ℃间的馏分是________。
解析：石油的分馏装置为
答案：(1)A是冷凝管；B是蒸馏烧瓶；C是锥形瓶 (2)i h a k l b f g w (3)进水口 出水口 (4)蒸馏烧瓶支管口 (5)防止暴沸 (6)汽油 煤油
17．(10分)请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上(每一空只填写一种方法)，并指出是属于化学变化还是物理变化。
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)把煤转化为出炉煤气、煤焦油和焦炭等
________________________________________________________________________。
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等
________________________________________________________________________。
(3)将重油转化为汽油
________________________________________________________________________。
(4)将海水淡化
________________________________________________________________________。
(5)从海水中得到的无水MgCl2中提取金属镁
________________________________________________________________________。
解析：(1)煤通过干馏转化为出炉煤气、煤焦油和焦炭等，属于化学变化；(2)原油通过分馏得到汽油、煤油、柴油等，属于物理变化；(3)重油转化为汽油是由大分子烃分解为小分子烃，是石油的裂化，属于化学变化；(4)海水淡化是除去海水中的盐类，用蒸馏的方法；(5)由MgCl2制镁需电解。
答案：(1)⑤、化学变化 (2)③、物理变化 (3)④、化学变化 (4)⑥、物理变化 (5)⑦、化学变化
18．(14分)海水中有取之不尽的化学资源，从海水中可提取多种化工原料，下图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：
试回答下列问题：
(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制后可得NaCl饱和溶液，精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，最后加入盐酸至溶液呈中性。请写出加入盐酸后可能发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
精制后的食盐可用于制取金属钠，写出反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(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，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时：
________________________________________________________________________。
过滤时：
________________________________________________________________________。
蒸发时：
________________________________________________________________________。
(3)海水提取食盐后的母液中有K＋、Na＋、Mg2＋等阳离子。从离子反应的角度考虑，在母液里加入石灰乳所起的作用为
________________________________________________________________________。
(4)电解无水氯化镁制取镁的化学方程式为______________________________________。将镁蒸气冷却后即为固体镁，请思考镁蒸气可以在下列哪种气体氛围中冷却？________(填序号)。
A．Ar B．Cl2
C．O2 D．空气
解析：(1)加入盐酸的目的是除去过量的NaOH溶液和Na2CO3溶液(OH－＋H＋===H2O，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O)；制取金属钠应电解熔融的NaCl[2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑]。
(3)加入石灰乳的作用是将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀析出。
(4)电解熔融的MgCl2制取Mg的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，Mg为活泼金属，应在Ar气氛中冷却。
答案：(1)OH－＋H＋===H2O，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
(2)搅拌，加速溶解 引流，使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外溅 搅拌，防止因局部过热造成液滴或晶体飞溅
(3)将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀析出
(4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ A
课件41张PPT。第四章 化学与自然资源的开发利用[课程标准]
1．以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化
学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源
综合利用方面的重要价值。
2．以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，体会化学对环
境保护的意义。
3．能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产
中遵循“绿色化学”思想的重要性。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第四章 化学与自然资源的开发利用[学习目标]
1．了解金属在自然界中的存在形式。 2.掌握金属的冶炼
方法。 3.掌握铝热反应原理及实验。 4.了解金属回收和
资源保护的意义。 5.认识和体会化学在自然资源开发和
利用中的意义和作用。第四章 化学与自然资源的开发利用知识点一 金属的冶炼阅读教材P88～P90，思考并填空
一、金属在自然界中的存在形态
游离化合二、金属的冶炼
1．热分解法
适用于______________金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式。
(1)加热分解HgO：_______________________。
(2)加热分解Ag2O：_______________________。不活泼2．电解法
适用于非常活泼金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式。
(1)冶炼金属钠，电解熔融NaCl：
______________________________。
(2)冶炼金属镁，电解熔融MgCl2：
__________________________________。
(3)冶炼金属铝，电解熔融Al2O3：
__________________________________。3．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。请写出下列冶炼金属反应的化学
方程式。
(1)高炉炼铁：_______________________________。
(2)铝热反应炼铁：________________________________。
(3)用氢气还原氧化铜：____________________________。C、H2、CO4．其他方法
(1)火法炼铜：_______________________________。
(2)湿法炼铜：____________________________________。Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu三、金属资源的合理开发利用
1．合理开发利用金属资源的意义：金属矿物资源是______________再生资源且贮量有限，冶炼过程中会消耗
大量能量，也易造 成环境污染。故应合理开发利用金属
资源。不可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；
(3)加强金属资源的_________________；
(4)使用_________________代替金属材料。利用率回收和再利用其他材料1．判断正误：
(1)黄金的冶炼需要热分解法。( )
分析：金在自然界中以游离态存在，无需进行冶炼。
(2)金属阳离子被还原，一定得到金属单质。( )
分析：变价金属元素的最高价阳离子被还原时，可能得到中
间价态的离子，而不一定得到金属单质，如Fe3＋可被还原成
Fe2＋。
(3)金属冶炼的实质是把金属从化合态还原为游离态。( )
分析：金属冶炼的实质是利用氧化还原反应将金属从化合物
中还原出来。自我测评————————(做一做)×√×2．思考：
利用CO冶炼铁的反应是置换反应吗？[认知总结]
金属的活动性与冶炼方法
1．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
强→弱弱→强电解法热还原法热分解法物理方法金属纯度高工业成本高工业成本低金属纯度低，产生污染性气体CO可以冶炼高熔点、难以冶炼的金属工业成本较高[典例剖析]BC解析：活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，
中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，
不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确。
C错误，C项为火法炼铜。D解析：金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易
被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开
发、利用的时间也就越早；金属的位置越靠前，越难被还
原，最活泼的金属只能用最强的还原手段(电解)。阅读教材P88～P89，思考并填空
1．一些活泼金属也可作______________，将相对不活泼的金属从其化合物中______________出来。
2．铝热反应的实验操作方法
将一定量的氧化铁粉末和一定量铝粉均匀混合放入纸漏斗，在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条，用燃着的小木条点燃镁条。
3．氧化铁和铝粉在高温下发生反应的化学方程式：___________________________。知识点二 铝热反应还原剂置换1．思考：
(1)能否用铝热反应冶炼金属镁？
提示：不能。铝热反应的实质是置换反应，利用铝的活泼
性置换出较不活泼的金属，镁比铝活泼，只能利用电解法
冶炼。
(2)铝热反应中镁带和氯酸钾的作用分别是什么？
提示：镁带燃烧放出大量的热，使氯酸钾分解产生氧气，
促使镁带更加剧烈燃烧，产生更多热量，从而使铝热剂在
高温下发生反应。自我测评————————(做一做)2．下列各组物质中，均能使Fe2O3还原成单质铁的是( )
A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、C
C．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2
解析：A、C中O2不能还原Fe2O3，B中，CO2不具有还原
性，C中CO2、H2O不具有还原性，故选D。D[认知总结]
1.铝热反应
铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离冶炼难熔的、相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等2.铝热反应的实验
(1)镁带剧烈燃烧。
(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应。
(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。
(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，液珠冷却后变为黑色固体。(1)氯酸钾的作用是分解提供氧气，使镁带快
速充分燃烧，要放在混合物的上面。
(2)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内
层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从
四周溅出，同时损坏纸漏斗。
(3)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿
炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。[典例剖析] 如图所示进行铝热反应，回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式：
______________________________，
反应中________是氧化剂，________是还
原剂，该反应属于________反应(填基本反应类型)。Fe2O3Al置换①②③④(3)写出下列操作或物质的作用。
内层纸漏斗底部剪一小孔：_______________________；
蒸发皿盛沙：_____________________________；
镁带：___________________________________________；
氯酸钾：_________________________________。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解析：该反应的模式是铝热反应，可利用铝热反应冶炼金
属Fe、Cr、Mn等难熔金属,不能冶炼比铝更活泼的金属。BB1．工业上用电解熔融MgCl2冶炼镁而不用MgO，原因是
MgO的熔点高。
2．工业上用电解熔融Al2O3冶炼铝而不用AlCl3，原因是
AlCl3是共价化合物。
3．铝热反应的实质是利用铝的强还原性，置换出较不活
泼的金属，因此，利用铝热反应只能冶炼出活泼性比Al差
的金属，如Al与MgO不反应。
4．金属单质的发现与应用和金属活泼性有一定关系，一般
金属发现的越早，则活泼性越差，金属发现的越晚，则活
泼性越强。————————[易错易混小结]—————————
知能演练 轻松闯关本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放知能演练 轻松闯关[学生用书独立成册]
[基础温故]
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。下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
C．金属的化合价高低 D．金属的活泼性强弱
解析：选D。从题给的图示，可以归纳出金属活泼性越弱的金属(如铜)，越早被开发利用。
2．(2015·安徽亳州高一检测)下列说法中，不正确的是( )
A．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，都是被还原
D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱
解析：选B。金属的冶炼是将金属化合物转化为金属单质，A项正确；有的金属化合物在发生氧化还原反应冶炼金属时，自身既作氧化剂又作还原剂，不需要另加还原剂，如HgO，B项错误；金属元素在化合物中一定显正价，当变成金属单质后，化合价就变为0，所以是被还原，C项正确；金属被发现和应用得早，说明该金属越容易被还原，从而也说明金属的活动性越弱，D项正确。
3．下列金属在自然界中以游离态存在的是( )
A．Na B．Mg
C．Al D．Au
解析：选D。金属在自然界中的存在状态与其化学活动性有关。化学性质活泼的金属在自然界中总是以化合态存在，而化学性质不活泼的金属在自然界中以游离态存在。
4．(2015·河南安阳高一检测)下列说法中，正确的是( )
A．简单地说，金属的冶炼就是把金属单质从其矿物中分离出来
B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化
C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原
D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原
解析：选C。金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质，因此，金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原。
5．下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是( )
A．2Na＋MgCl2===2NaCl＋Mg
B．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
C．2MgO2Mg＋O2↑
D．MgCO3MgO＋CO2↑、MgO＋H2Mg＋H2O
解析：选B。镁是比铝活泼性强的金属，应利用电解法冶炼。
6．(2015·山东德州高一检测)氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( )
A．电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化
B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e－
D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析：选C。Fe3O4中3个Fe共显＋8价，故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移8 mol e－，C项错误。
7．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A．2HgO2Hg＋O2↑
B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
C．2MgO2Mg＋O2↑
D．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
解析：选C。HgO不稳定，受热能分解为金属单质和氧气，所以能用加热法直接冶炼金属汞；Fe2O3在高温下能被CO还原为单质铁；由于金属镁的活动性强，MgO的熔点高，受热不会分解，所以不能用加热MgO的方法冶炼金属镁，一般用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁。
8．下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )
A．加热Al2O3 B．加热HgO
C．电解熔融NaCl D．铝粉和Fe2O3共热
解析：选A。金属钠是活泼金属，用电解法制取，汞用加热HgO法制取，A项中加热Al2O3难以分解；D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成铁单质。
9．孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：
①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；
②将反应后的混合物过滤；
③向滤液中加入一种金属粉末。
根据上述实验方案，试回答：
(1)第①步反应中的现象为
________________________________________________________________________。
(2)第③步加入的金属粉末是______________，理由是
________________________________________________________________________。
(3)若向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热灼烧后再通入________________气体，可制得较纯净的铜。
解析：孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。
答案：(1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色
(2)Fe 铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜
(3)氢气
[能力提升]
10．工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al2O3，然后得到铝。而不是电解氯化铝，其主要原因是( )
A. AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电
B．电解AlCl3生成的Cl2会污染大气
C．用氢气还原氧化铝即可得到铝
D．AlCl3不存在
解析：选A。AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电，A正确；Cl2虽然会污染大气，但电解NaCl制金属钠时也产生Cl2，况且Cl2还是重要的化工原料，B错误；铝是活泼金属只能利用电解法制取，C错误；固体、溶液中均存在氯化铝，D错误。
11．下列化工原理生产中错误的是( )
①可以用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取金属钠
②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁
③用电解法冶炼铝时，原料是氧化铝
④工业上用电解氧化镁的方法制取金属镁
A．②③ B．①③
C．①②④ D．②③④
解析：选C。工业上一般采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠；若将钠加入到氯化镁溶液中，发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，所以不能冶炼金属镁；工业上常用氧化铝作原料，通过电解的方法得到金属铝；由于MgO、MgCl2均为离子化合物且熔点：MgCl212．铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等)，这是因为铝( )
A．具有两性
B．导电性好
C．熔点低
D．还原性强及反应中放出大量的热
解析：选D。铝能够与某些高熔点的金属氧化物(如Fe2O3、MnO2、V2O5等)组成铝热剂，利用铝的强还原性及冶炼反应中放出大量热，使难熔金属熔化而分离出来。
13．下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe的说法不正确的是( )
A．该反应中Al作还原剂
B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2
C．该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子
D．该反应可用于焊接钢轨
解析：选C。由题中化学方程式可知，反应中Fe元素的化合价由＋3价降为0价，则冶炼1 mol Fe应转移3 mol电子。
14．铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程，实验装置如下：
(1)写出得到单质铁的化学方程式：
________________________________________________________________________
____________________。
(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑，请设计一个实验来验证生成了单质铁：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置末端气球的作用为
________________________________________________________________________。
实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入CO？原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：检验是否生成单质铁，可在反应结束后，待玻璃管内的固体冷却，取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体(H2)，则证明生成了单质铁；反应结束后，得到的铁还是炽热的，若先停止通入CO，会导致铁又被氧化，所以，应该先停止加热，待玻璃管内的固体冷却后，再停止通入CO。
答案：(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(2)取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体，则证明生成了单质铁
(3)收集CO，防止污染空气 先停止加热，防止生成的铁再次被氧化
15．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；
②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L－1盐酸中，得溶液C；
③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
请填空：
(1)①引发铝热反应的实验操作是
________________________________________________________________________，
产物中单质B是____________________________。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。
解析：MgO不能与铝发生置换反应，所以①中发生的反应是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。
②中发生的反应是Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
③中发生的反应是Fe＋2FeCl3===3FeCl2、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
④中加入KSCN溶液不变色，说明Fe3＋完全被还原为Fe2＋，溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。
根据题意假设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x，则：40 g·mol－1×x＋160 g·mol－1×x＝20 g，解得x＝0.1 mol。溶液中Mg2＋的物质的量等于MgO的物质的量，n(Mg2＋)＝0.1 mol，则c(Mg2＋)＝0.67 mol·L－1，反应后原加入的盐酸中的Cl－全部转移到FeCl2和MgCl2中，Cl－守恒，所以溶液D中：n(Cl－)＝n(Mg2＋)×2＋n(Fe2＋)×2＝6.0 mol·L－1×0.15 L＝0.9 mol，n(Fe2＋)＝0.35 mol，所以c(Fe2＋)＝2.3 mol·L－1。
答案：(1)加少量KClO3，插上镁并将其点燃 Fe
(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O
(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(4)0.67 mol·L－1 2.3 mol·L－1
第四章 化学与自然资源的开发利用
[课程标准]
1．以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。
2．以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，体会化学对环境保护的意义。
3．能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
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
[学习目标]
1．了解金属在自然界中的存在形式。 2.掌握金属的冶炼方法。 3.掌握铝热反应原理及实验。 4.了解金属回收和资源保护的意义。 5.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
知识点一 金属的冶炼
?自主探究自主学习 探究归纳
阅读教材P88～P90，思考并填空
一、金属在自然界中的存在形态
二、金属的冶炼
1．热分解法
适用于不活泼金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式。
(1)加热分解HgO：2HgO2Hg＋O2↑。
(2)加热分解Ag2O：2Ag2O4Ag＋O2↑。
2．电解法
适用于非常活泼金属的冶炼。请写出下列反应的化学方程式。
(1)冶炼金属钠，电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
(2)冶炼金属镁，电解熔融MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
(3)冶炼金属铝，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
3．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C、H2、CO等。请写出下列冶炼金属反应的化学方程式。
(1)高炉炼铁：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
(2)铝热反应炼铁：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。
(3)用氢气还原氧化铜：H2＋CuOCu＋H2O。
4．其他方法
(1)火法炼铜：Cu2S＋O22Cu＋SO2。
(2)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
三、金属资源的合理开发利用
1．合理开发利用金属资源的意义：金属矿物资源是不可再生资源且贮量有限，冶炼过程中会消耗大量能量，也易造 成环境污染。故应合理开发利用金属资源。
2．有效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。
自我测评?———————————————————(做一做)
1．判断正误：
(1)黄金的冶炼需要热分解法。(×)
分析：金在自然界中以游离态存在，无需进行冶炼。
(2)金属阳离子被还原，一定得到金属单质。(×)
分析：变价金属元素的最高价阳离子被还原时，可能得到中间价态的离子，而不一定得到金属单质，如Fe3＋可被还原成Fe2＋。
(3)金属冶炼的实质是把金属从化合态还原为游离态。(√)
分析：金属冶炼的实质是利用氧化还原反应将金属从化合物中还原出来。
2．思考：
利用CO冶炼铁的反应是置换反应吗？
提示：不是。CO冶炼铁的反应是3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，该反应不是置换反应。
[认知总结]
金属的活动性与冶炼方法
1．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
金属的活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、Al
Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu
Hg、Ag
Pt、Au
金属原子失电子能力
强→弱
金属离子得电子能力
弱→强
主要冶炼方法
电解法
热还原法
热分解法
物理方法
2.常用的热还原法
各种热还原法的优缺点：
优点
缺点
H2还原法
金属纯度高
工业成本高
CO和C还原法
工业成本低
金属纯度低，产生污染性气体CO
铝热法
可以冶炼高熔点、难以冶炼的金属
工业成本较高
?特别提醒 金属冶炼的基本步骤
?讲练互动典例剖析 题组训练
[典例剖析]
冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：Ⅰ.火烧孔雀石炼铜；Ⅱ.湿法炼铜。现代有：Ⅲ.铝热法炼铬；Ⅳ.从光卤石(MgCl2·6H2O)中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是( )
A．Ⅰ，① B．Ⅱ，②
C．Ⅲ，③ D．Ⅳ，④
[解析] 金属冶炼方法的选择与金属在自然界中存在的状态、金属活动性等有关，需要在理解的基础上加以记忆。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ发生的反应分别是
Ⅰ.Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O，
C＋2CuO2Cu＋CO2↑；
Ⅱ.Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu；
Ⅲ.2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr；
Ⅳ.先从光卤石中提取MgCl2，再电解熔融的MgCl2：
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
则Ⅰ属于方法①，Ⅱ属于方法③，Ⅲ属于方法③，Ⅳ属于方法④。综上分析，B选项不正确。
[答案] B
[规律方法] 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活动性。金属活动性顺序中，金属的位置越靠前越难被还原，金属的位置越靠后越容易被还原。
[题组训练]
题组 金属的冶炼
1．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO2Hg＋O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
电解法
C
Cu2S＋O22Cu＋SO2
热分解法
D
Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
热还原法
解析：选C。活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确。C错误，C项为火法炼铜。
2．从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是( )
①地壳中金属元素的含量 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．②⑤
C．③⑤ D．②④
解析：选D。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发、利用的时间也就越早；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼的金属只能用最强的还原手段(电解)。
知识点二 铝热反应[学生用书P77]
?自主探究自主学习 探究归纳
阅读教材P88～P89，思考并填空
1．一些活泼金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。
2．铝热反应的实验操作方法
将一定量的氧化铁粉末和一定量铝粉均匀混合放入纸漏斗，在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条，用燃着的小木条点燃镁条。
3．氧化铁和铝粉在高温下发生反应的化学方程式：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。
?自我测评?———————————————————(做一做)
1．思考：
(1)能否用铝热反应冶炼金属镁？
提示：不能。铝热反应的实质是置换反应，利用铝的活泼性置换出较不活泼的金属，镁比铝活泼，只能利用电解法冶炼。
(2)铝热反应中镁带和氯酸钾的作用分别是什么？
提示：镁带燃烧放出大量的热，使氯酸钾分解产生氧气，促使镁带更加剧烈燃烧，产生更多热量，从而使铝热剂在高温下发生反应。
2．下列各组物质中，均能使Fe2O3还原成单质铁的是( )
A．CO、O2、H2 B．CO、CO2、C
C．CO2、H2O、O2 D．Al、C、H2
解析：选D。A、C中O2不能还原Fe2O3，B中，CO2不具有还原性，C中CO2、H2O不具有还原性，故选D。
[认知总结]
1.铝热反应
概念
铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应
原理
Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来
铝热剂
铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物
反应特点
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熔融态且易与Al2O3分离
应用
冶炼难熔的、相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等
2.铝热反应的实验
实验装置
实验现象
(1)镁带剧烈燃烧。
(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应。
(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。
(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，液珠冷却后变为黑色固体。
原因分析
镁带燃烧，放出大量的热；KClO3作为引燃剂在受热状态下发生分解，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，生成的铁在高温下呈熔融状态。
注意事项
(1)氯酸钾的作用是分解提供氧气，使镁带快速充分燃烧，要放在混合物的上面。
(2)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。
(3)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。
特别提醒 有关铝热反应的两个易错点
①铝热反应可以用于焊接钢轨，但工业上不用该方法炼铁，因为铝比铁的冶炼成本更高。
②由于铝只能冶炼活泼性比其弱的金属，所以并不是铝与所有金属氧化物的混合物都叫铝热剂，如Al和Na2O的混合物不能叫铝热剂。
?讲练互动典例剖析 题组训练
[典例剖析])
如图所示进行铝热反应，回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________，
反应中________是氧化剂，________是还原剂，该反应属于________反应(填基本反应类型)。
(2)选出该实验的实验现象：
________________________________________________________________________。(填写序号)
①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态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小孔：________________________________________________________________________；
蒸发皿盛沙：________________________________________________________________________；
镁带：________________________________________________________________________；
氯酸钾：________________________________________________________________________。
解析：(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纸漏斗底部剪一小孔；②为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；③反应中镁带引起氯酸钾分解；④氯酸钾引发铝热反应。
答案：(1)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe
Fe2O3 Al 置换 (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
[规律方法] (1)铝热反应为置换反应，铝置换比其活泼性差的难熔金属。
(2)铝热反应放出大量的热量使难熔金属熔化。
(3)铝热反应中镁使氯酸钾分解，引发铝热反应。
[题组训练]
题组 铝热反应的相关问题
1．在反应Al＋XaObAl2O3＋X中，X不可能的物质是( )
A．Fe B．Ca
C．Cr D．Mn
解析：选B。该反应的模式是铝热反应，可利用铝热反应冶炼金属Fe、Cr、Mn等难熔金属，不能冶炼比铝更活泼的金属。
2．用铝热法从下列金属氧化物中制取相应的金属各1 mol，消耗铝的质量最多的是( )
A．Fe2O3 B．V2O5
C．MnO2 D．Cr2O3
解析：选B。金属冶炼的本质是Mn＋＋ne－===M。消耗铝的质量最多的是生成1 mol该金属得到电子数最多的，可见金属在氧化物中化合价越高，需电子数越多，消耗铝的质量越多。
——————————————[易错易混小结]——————————————
1．工业上用电解熔融MgCl2冶炼镁而不用MgO，原因是MgO的熔点高。
2．工业上用电解熔融Al2O3冶炼铝而不用AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物。
3．铝热反应的实质是利用铝的强还原性，置换出较不活泼的金属，因此，利用铝热反应只能冶炼出活泼性比Al差的金属，如Al与MgO不反应。
4．金属单质的发现与应用和金属活泼性有一定关系，一般金属发现的越早，则活泼性越差，金属发现的越晚，则活泼性越强。
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[基础温故]
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。下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
C．金属的化合价高低 D．金属的活泼性强弱
解析：选D。从题给的图示，可以归纳出金属活泼性越弱的金属(如铜)，越早被开发利用。
2．(2015·安徽亳州高一检测)下列说法中，不正确的是( )
A．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，都是被还原
D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱
解析：选B。金属的冶炼是将金属化合物转化为金属单质，A项正确；有的金属化合物在发生氧化还原反应冶炼金属时，自身既作氧化剂又作还原剂，不需要另加还原剂，如HgO，B项错误；金属元素在化合物中一定显正价，当变成金属单质后，化合价就变为0，所以是被还原，C项正确；金属被发现和应用得早，说明该金属越容易被还原，从而也说明金属的活动性越弱，D项正确。
3．下列金属在自然界中以游离态存在的是( )
A．Na B．Mg
C．Al D．Au
解析：选D。金属在自然界中的存在状态与其化学活动性有关。化学性质活泼的金属在自然界中总是以化合态存在，而化学性质不活泼的金属在自然界中以游离态存在。
4．(2015·河南安阳高一检测)下列说法中，正确的是( )
A．简单地说，金属的冶炼就是把金属单质从其矿物中分离出来
B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化
C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原
D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原
解析：选C。金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质，因此，金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原。
5．下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是( )
A．2Na＋MgCl2===2NaCl＋Mg
B．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
C．2MgO2Mg＋O2↑
D．MgCO3MgO＋CO2↑、MgO＋H2Mg＋H2O
解析：选B。镁是比铝活泼性强的金属，应利用电解法冶炼。
6．(2015·山东德州高一检测)氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( )
A．电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化
B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e－
D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析：选C。Fe3O4中3个Fe共显＋8价，故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移8 mol e－，C项错误。
7．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A．2HgO2Hg＋O2↑
B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
C．2MgO2Mg＋O2↑
D．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
解析：选C。HgO不稳定，受热能分解为金属单质和氧气，所以能用加热法直接冶炼金属汞；Fe2O3在高温下能被CO还原为单质铁；由于金属镁的活动性强，MgO的熔点高，受热不会分解，所以不能用加热MgO的方法冶炼金属镁，一般用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁。
8．下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )
A．加热Al2O3 B．加热HgO
C．电解熔融NaCl D．铝粉和Fe2O3共热
解析：选A。金属钠是活泼金属，用电解法制取，汞用加热HgO法制取，A项中加热Al2O3难以分解；D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成铁单质。
9．孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：
①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；
②将反应后的混合物过滤；
③向滤液中加入一种金属粉末。
根据上述实验方案，试回答：
(1)第①步反应中的现象为________________________________________________________________________。
(2)第③步加入的金属粉末是______________，理由是
________________________________________________________________________。
(3)若向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热灼烧后再通入________________气体，可制得较纯净的铜。
解析：孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。
答案：(1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色
(2)Fe 铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜
(3)氢气
[能力提升]
10．工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al2O3，然后得到铝。而不是电解氯化铝，其主要原因是( )
A. AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电
B．电解AlCl3生成的Cl2会污染大气
C．用氢气还原氧化铝即可得到铝
D．AlCl3不存在
解析：选A。AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电，A正确；Cl2虽然会污染大气，但电解NaCl制金属钠时也产生Cl2，况且Cl2还是重要的化工原料，B错误；铝是活泼金属只能利用电解法制取，C错误；固体、溶液中均存在氯化铝，D错误。
11．下列化工原理生产中错误的是( )
①可以用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取金属钠
②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁
③用电解法冶炼铝时，原料是氧化铝
④工业上用电解氧化镁的方法制取金属镁
A．②③ B．①③
C．①②④ D．②③④
解析：选C。工业上一般采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠；若将钠加入到氯化镁溶液中，发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，所以不能冶炼金属镁；工业上常用氧化铝作原料，通过电解的方法得到金属铝；由于MgO、MgCl2均为离子化合物且熔点：MgCl212．铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等)，这是因为铝( )
A．具有两性
B．导电性好
C．熔点低
D．还原性强及反应中放出大量的热
解析：选D。铝能够与某些高熔点的金属氧化物(如Fe2O3、MnO2、V2O5等)组成铝热剂，利用铝的强还原性及冶炼反应中放出大量热，使难熔金属熔化而分离出来。
13．下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe的说法不正确的是( )
A．该反应中Al作还原剂
B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2
C．该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子
D．该反应可用于焊接钢轨
解析：选C。由题中化学方程式可知，反应中Fe元素的化合价由＋3价降为0价，则冶炼1 mol Fe应转移3 mol电子。
14．铁是应用最广泛的金属，自远古时代人类就学会了炼铁，到目前为止，人类研制出了很多炼铁的方法。某研究性学习小组同学在实验室中模拟工业炼铁的过程，实验装置如下：
(1)写出得到单质铁的化学方程式：________________________________________________________________________
____________________。
(2)实验过程中看到玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑，请设计一个实验来验证生成了单质铁：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置末端气球的作用为________________________________________________________________________。
实验结束时，应该先停止加热还是先停止通入CO？原因是什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：检验是否生成单质铁，可在反应结束后，待玻璃管内的固体冷却，取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体(H2)，则证明生成了单质铁；反应结束后，得到的铁还是炽热的，若先停止通入CO，会导致铁又被氧化，所以，应该先停止加热，待玻璃管内的固体冷却后，再停止通入CO。
答案：(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(2)取少量粉末放于试管中，加少量盐酸，若产生无色无味气体，则证明生成了单质铁
(3)收集CO，防止污染空气 先停止加热，防止生成的铁再次被氧化
15．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；
②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L－1盐酸中，得溶液C；
③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
请填空：
(1)①引发铝热反应的实验操作是________________________________________________________________________，
产物中单质B是____________________________。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。
解析：MgO不能与铝发生置换反应，所以①中发生的反应是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。
②中发生的反应是Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
③中发生的反应是Fe＋2FeCl3===3FeCl2、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
④中加入KSCN溶液不变色，说明Fe3＋完全被还原为Fe2＋，溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。
根据题意假设20 g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x，则：40 g·mol－1×x＋160 g·mol－1×x＝20 g，解得x＝0.1 mol。溶液中Mg2＋的物质的量等于MgO的物质的量，n(Mg2＋)＝0.1 mol，则c(Mg2＋)＝0.67 mol·L－1，反应后原加入的盐酸中的Cl－全部转移到FeCl2和MgCl2中，Cl－守恒，所以溶液D中：n(Cl－)＝n(Mg2＋)×2＋n(Fe2＋)×2＝6.0 mol·L－1×0.15 L＝0.9 mol，n(Fe2＋)＝0.35 mol，所以c(Fe2＋)＝2.3 mol·L－1。
答案：(1)加少量KClO3，插上镁并将其点燃 Fe
(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O
(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
(4)0.67 mol·L－1 2.3 mol·L－1
课件34张PPT。第2课时 海水资源的开发利用第四章 化学与自然资源的开发利用第四章 化学与自然资源的开发利用[学习目标]
1．了解海水资源及其利用。 2.了解海水淡化的方法，掌
握海水的蒸馏。 3.掌握海水化学资源的开发和利用，即
海水制盐，海水提镁、提溴、提碘。 4.了解海水综合利
用的重要方向。知识点 海水资源的开发利用?阅读教材P90～P92，思考并填空
一、海水水资源的利用
1．类型
海水水资源的利用主要包括海水的__________和海水的
______________。
2．海水的淡化
(1)主要方法：______________、______________和______________等。淡化循环冷却蒸馏法电渗析法离子交换法圆底烧瓶冷凝器锥形瓶ab防止液体暴沸HO金属钠烧碱纯碱盐酸漂白粉钾镁溴1．判断正误：
(1)用蒸馏法进行海水淡化是物理变化。( )
分析：蒸馏是利用物质沸点不同进行分离的方法，没有发
生化学变化。
(2)甲状腺肿大的病人应适量多食海带。( )
分析：碘元素缺乏导致甲状腺肿大，海带中含有丰富的碘
元素，因此适当多食用海带能帮助甲状腺肿大的病人康复。自我测评————————(做一做)√√(3)海水中含有溴元素，不需要经过化学反应即能得到溴单
质。( )
分析：海水中溴元素是以溴离子的形式存在，需要发生氧
化反应才能生成溴单质。×2．思考：
海带中含有碘，海带能使淀粉溶液变蓝吗？
提示：不能，单质碘能使淀粉溶液变蓝，而海带中含有的
碘元素是碘离子。特别提醒 a．海水中碘的浓度很低，碘一般从海带或海藻
等植物中提取。
b．使I－变成单质碘,可供选择的常见氧化剂有Cl2和H2O2。
2．海水中提取溴
(1)主要流程
粗溴水[典例剖析]请回答下列问题：
(1)海带中碘元素是____________(填“碘离子”、“碘单
质”或“碘酸盐”)，步骤①中除去海带表面的杂质一般
用刷子刷净，不用水清洗，原因是__________________；
(2)可说明海带中含有碘的现象有_____________________
______________________________________________；
(3)操作⑤叫做________。操作⑥的目的是____________。碘离子防止碘元素的损失步骤④中加入淀粉溶
液后变蓝；步骤⑤中下层液体呈紫红色萃取回收CCl4(1)溴在周期表中位于第________周期，第________族。
(2)步骤②中反应的离子方程式是_____________________________________________。
(3)步骤④利用了SO2的还原性，反应的离子方程式为
______________________________________________。
(4)步骤⑥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，若温度过高，大量水蒸气随之排
出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则
______________________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_________________。四ⅦA2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－溴不能完全蒸出，产率低分液漏斗D解析：A项，Cl2和Br2均与KI反应且引入了I2杂质；B项，
溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠
反应；D项，发生反应：Cl2 ＋2NaBr===2NaCl＋Br2，既
除去了氯气，又不会引入新的杂质。A解析：废水中含有大量的氮、磷等元素，排入海洋，能引起
赤潮，A项正确； MgCl2溶液直接蒸发得不到MgCl2·6H2O，
得到的是Mg(OH)2，B选项错误；工段⑤中反应为Br2＋SO2
＋2H2O===H2SO4＋2HBr，溴元素被还原，C选项错误；粗
盐提纯的过程中要注意两点，一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液
后加入，二是盐酸最后加入，D选项错误。2．海水中的溴元素、海带中的碘元素均是以离子的形式存
在而不是以单质的形式存在，需要加入氧化剂才能将其转
化为单质。
3．海水中元素的储量很大，但浓度很小。因此，首先需要
将海水中的元素富集，然后再进行加工处理。————————[易错易混小结]—————————
4．海水中含有溴元素，故需要经过化学变化才可以得到溴
单质。
5．从海水中提取溴的流程中，有两次用到Cl2置换出Br2的
反应，设计这两次反应的目的是富集海水中的溴。知能演练 轻松闯关本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第2课时 海水资源的开发利用
[学习目标]
1．了解海水资源及其利用。 2.了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。 3.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提镁、提溴、提碘。 4.了解海水综合利用的重要方向。
知识点 海水资源的开发利用[学生用书P79]
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阅读教材P90～P92，思考并填空
一、海水水资源的利用
1．类型
海水水资源的利用主要包括海水的淡化和海水的循环冷却。
2．海水的淡化
(1)主要方法：蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。
(2)海水的蒸馏
①主要仪器：A：圆底烧瓶；B：冷凝器；C：锥形瓶。
②冷凝水的流向：a口进，b口出。
③A中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
二、海水化学资源的开发利用
1．海水中的元素
(1)常量元素(99%)：除H、O两种元素外，含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素。
(2)微量元素(1%)：常量元素之外的元素，总计含有80多种。
(3)特点：种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度很低。
2．海水化学资源的开发利用
(1)从海水中制得的NaCl除食用外，还用作工业原料，如生产金属钠、烧碱、纯碱以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。
(2)从海水中制取钾、镁、溴及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。
自我测评?———————————————————(做一做)
1．判断正误：
(1)用蒸馏法进行海水淡化是物理变化。(√)
分析：蒸馏是利用物质沸点不同进行分离的方法，没有发生化学变化。
(2)甲状腺肿大的病人应适量多食海带。(√)
分析：碘元素缺乏导致甲状腺肿大，海带中含有丰富的碘元素，因此适当多食用海带能帮助甲状腺肿大的病人康复。
(3)海水中含有溴元素，不需要经过化学反应即能得到溴单质。(×)
分析：海水中溴元素是以溴离子的形式存在，需要发生氧化反应才能生成溴单质。
2．思考：
海带中含有碘，海带能使淀粉溶液变蓝吗？
提示：不能，单质碘能使淀粉溶液变蓝，而海带中含有的碘元素是碘离子。
[认知总结]
1.海带中碘的提取和碘元素的检验
(1)海带中提碘
①流程
海带→灼烧→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。
②主要化学反应
2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O或Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
③主要物理原理
单质碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏的方法将碘和有机溶剂分开。
(2)海带中碘元素的检验
①反应原理
2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
②实验步骤及证明方法
特别提醒 a．海水中碘的浓度很低，碘一般从海带或海藻等植物中提取。
b．使I－变成单质碘，可供选择的常见氧化剂有Cl2和H2O2。
2．海水中提取溴
(1)主要流程
粗溴水
(2)四个过程
(3)两个原理
∣
特别提醒 ①从含Br－的海水和含HBr的吸收液中得到Br2，都是用氧化剂把Br－氧化为Br2。
②不能利用最初得到的含Br2的海水直接蒸馏获取液态溴，因为此时溶液中Br2的浓度较低，若直接蒸馏，处理量大，成本高。
3．海水中提取镁
(1)工艺流程
(2)主要反应原理
CaCO3CaO＋CO2↑
CaO＋H2O===Ca(OH)2
Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
?讲练互动典例剖析 题组训练
[典例剖析]
海带是海洋中的一种褐藻，海带中含有丰富的碘，是人类经常食用的一种补碘食物。某资料中有“海带中碘的检验”的选做实验，操作步骤如下：
①取3 g左右干海带，除去表面杂质，剪碎，用酒精润湿，放在坩埚中灼烧成灰，冷却；
②将海带灰转移到小烧杯中加蒸馏水，搅拌，煮沸2～3 min，使可溶物质溶解，过滤；
③向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象；
④取少量上述所得溶液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象；
⑤向③剩余的滤液中加入1 mL CCl4，振荡静置，观察现象；
⑥向加有CCl4的溶液中加入NaOH溶液，充分振荡后，将混合液的下层液体放入指定的容器中。
请回答下列问题：
(1)海带中碘元素是________(填“碘离子”、“碘单质”或“碘酸盐”)，步骤①中除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)可说明海带中含有碘的现象有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)操作⑤叫做________。操作⑥的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 海带中碘元素以碘离子的形式存在，且易溶于水，为防止碘元素的损失，除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗；实验中步骤④中加入淀粉溶液后变蓝；步骤⑤中下层液体呈紫红色可以说明海带中含有碘。操作⑤是萃取碘水中的碘，操作⑥是为了回收CCl4。
[答案](1)碘离子 防止碘元素的损失 (2)步骤④中加入淀粉溶液后变蓝；步骤⑤中下层液体呈紫红色
(3)萃取 回收CCl4
[规律方法] 碘元素的检验方法
(1)淀粉溶液遇单质碘变蓝，若是碘离子，通常先加入氯水氧化，再加入淀粉溶液。
(2)碘水呈深黄色，通常加入有机溶剂四氯化碳或苯后有机层呈紫红色。
(3)加入硝酸酸化的硝酸银溶液后产生淡黄色沉淀，则原溶液中含碘离子。
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)溴在周期表中位于第________周期，第________族。
(2)步骤②中反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)步骤④利用了SO2的还原性，反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)步骤⑥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，若温度过高，大量水蒸气随之排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是________。
[解析] (1)因溴在氯的下一周期，与氯在同一主族，所以溴在周期表中位于第四周期ⅦA族；(2)步骤②中氯气将溴离子氧化，发生反应的离子方程式是2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－；(3)SO2和溴、水蒸气反应生成硫酸和氢溴酸，化学反应方程式是Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，离子方程式是Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO；(4)在溴水中，溴的沸点是58.5 ℃，水的是100 ℃，温度过高，大量水蒸气随之蒸出，溴蒸气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低；(5)因液溴与溴水不相溶，用分液漏斗分离。
[答案] (1)四 ⅦA
(2)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
(3)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
(4)溴不能完全蒸出，产率低
(5)分液漏斗
[规律方法] (1)氧化性：Cl2>Br2，则氯气能把溴离子氧化；
(2)SO2具有较强的还原性，能把溴单质还原；
(3)分离互不相溶的两种液体利用分液的方法。
[题组训练]
题组一 海水中提取卤素
1．除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是( )
A．加入适量的KI溶液
B．通入溴蒸气
C．加氢氧化钠溶液
D．加入适量的溴化钠溶液
解析：选D。A项，Cl2和Br2均与KI反应且引入了I2杂质；B项，溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D项，发生反应：Cl2 ＋2NaBr===2NaCl＋Br2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质。
题组二 海水资源综合利用
2．(2015·福建宁德高一检测)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等，海水的综合利用如下图所示。
下列有关说法正确的是( )
A．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮
B．工段③中加入盐酸溶解得到MgCl2溶液，再直接蒸发得到MgCl2·6H2O
C．在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化
D．工段①中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
解析：选A。废水中含有大量的氮、磷等元素，排入海洋，能引起赤潮，A项正确； MgCl2溶液直接蒸发得不到MgCl2·6H2O，得到的是Mg(OH)2，B选项错误；工段⑤中反应为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，溴元素被还原，C选项错误；粗盐提纯的过程中要注意两点，一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入，二是盐酸最后加入，D选项错误。
——————————————[易错易混小结]——————————————
1．海水制盐得到的是粗盐，含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，需精制后才能用于氯碱工业。
2．海水中的溴元素、海带中的碘元素均是以离子的形式存在而不是以单质的形式存在，需要加入氧化剂才能将其转化为单质。
3．海水中元素的储量很大，但浓度很小。因此，首先需要将海水中的元素富集，然后再进行加工处理。
4．海水中含有溴元素，故需要经过化学变化才可以得到溴单质。
5．从海水中提取溴的流程中，有两次用到Cl2置换出Br2的反应，设计这两次反应的目的是富集海水中的溴。
知能演练 轻松闯关[学生用书独立成册]
[基础温故]
1．下列哪种方法不能实现海水的淡化( )
A．蒸馏法 B．电渗析法
C．离子交换法 D．电解法
解析：选D。蒸馏法、电渗析法和离子交换法都能除去海水中的盐分，使海水淡化，电解法不能除去海水中的盐分，或转化为其他物质，不能使海水淡化。
2．下列海洋资源中，属于可再生资源的是( )
A．海洋潮汐能 B．海底多金属结核矿
C．海滨砂矿 D．海水化学资源
解析：选A。海洋潮汐能是可再生资源，多金属结核矿、砂矿、海水化学资源属于不可再生资源。
3．下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是( )
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
解析：选D。海水经过蒸发即可得到食盐和淡水。A、B选项中，海水中存在Cl－、Br－、I－、Na＋、Mg2＋、Al3＋，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。C选项中，需要电解饱和食盐水获取。
4．海水资源的利用具有非常广阔的前景。下列关于海水资源利用的说法中不正确的是( )
A．电解法分解海水，制取洁净的热能资源氢气
B．采用太阳光照射法晒制工业用食盐
C．针对能量现状，大力开发潮汐能和波浪能
D．铀是海水中的微量元素，但核工业的铀主要从海水中提取
解析：选A。电解法分解海水制取氢气，消耗大量的电能，经济效益差，发展前景不乐观。
5．中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是( )
A．蒸馏 B．蒸发
C．过滤 D．搅拌
解析：选B。实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，这与海水晒盐的原理是相似的。
6．某同学设计实验从海带中提取碘：①滴加稀硫酸和双氧水；②在海带中加入少量酒精，点燃使其燃烧为灰烬，在灰烬中加水搅拌；③加四氯化碳并振荡；④过滤；⑤分液。该实验的合理操作顺序是( )
A．①③⑤②④ B．②①③④⑤
C．②④①③⑤ D．③①②⑤④
解析：选C。设计原理是使海带中的I－变成碘单质，再用萃取分液的方法分离。反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
7．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是( )
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
解析：选D。工业生产除理论上可行外，还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A方法使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B方法中得不到MgCl2；C方法中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，所以经济效益差。
8．从海水中提取的溴占世界溴年产量的左右。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以使溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是( )
A．SO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性
B．SO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性
C．从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取
D．SO2是形成酸雨的唯一原因
解析：选B。因为SO2具有较强的还原性，而溴单质具有较强的氧化性，将SO2气体通入溴水时，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能从溴水中提取溴。酸雨有硫酸型酸雨(主要由SO2导致)和硝酸型酸雨(主要由NO和NO2导致)两种。
9．海藻中含有丰富的碘元素(以I－形式存在)。实验中提取碘的流程如下：
―→
(1)实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填序号)。
A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃)
C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)
(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量________(填序号)溶液，反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________。
A．KIO3 B．HClO
C．KI D．Br2
(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是________________________________________________________________________。
解析：从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳(酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂)，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂要采用水浴加热蒸馏的方法。其中在操作②中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为ICl＋KI===I2＋KCl。
答案：(1)萃取分液 分液漏斗 (2)BD
(3)C ICl＋I－===I2＋Cl－ (4)蒸馏法
10．镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应________。
(2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是________。
(3)试剂②选用________，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：(1)工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2；为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，应加入过量石灰乳。
(2)加入石灰乳产生Mg(OH)2，通过过滤将Mg(OH)2分离出来。
(3)用盐酸溶解Mg(OH)2，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
(4)工业上电解熔融MgCl2来制取Mg，反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
答案：(1)石灰乳 过量 (2)过滤
(3)盐酸 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
(4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
[能力提升]
11．海水淡化可采用膜分离技术，如下图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜。下列对加压后右侧海水成分变化的分析正确的是( )
A．溶质质量增加
B．溶液质量不变
C．溶剂质量减少
D．溶质质量分数不变
解析：选C。加压后，右侧海水中的水分子透过淡化膜进入左侧水池，故右侧海水中溶质的质量不变，溶剂的质量减少，溶质的质量分数增加。
12．(2015·浙江宁波高一检测)海水提碘时，不小心将碘与食盐混合，欲将二者分离开，最好的方法是( )
A．溶解、过滤
B．溶解、过滤、蒸发
C．溶解、加AgNO3溶液、过滤
D．加热使碘升华
解析：选D。氯化钠很稳定，熔、沸点较高，单质碘易升华，故可用升华法。
13．海水中含有的氯化镁是镁的重要资源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物；④将产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法中不正确的是( )
A．此方法的优点之一是原料的来源丰富
B．进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．第④步通电时会产生氯气
D．涉及的反应有化合反应、复分解反应和置换反应
解析：选D。海水提镁的反应有：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。上述反应中无置换反应。
14．检验海带中碘元素的实验中，发生如下反应：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O，下列对该反应的叙述中不正确的是( )
A．I2为氧化产物
B．H2O2既作氧化剂又作还原剂
C．氧化性强弱顺序为H2O2>I2
D．生成1 mol I2时转移2 mol电子
解析：选B。
该反应中I2为氧化产物，H2O2作氧化剂；根据氧化性由强到弱的顺序为氧化剂>氧化产物，所以氧化性H2O2>I2；反应中每生成1 mol I2，转移2 mol电子。
15．地球上海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg/L。其工业提取方法有：
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有①________________________________________________________________________
(写出离子方程式)；②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑；③BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。其中反应②中氧化剂是________，还原剂是________。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________(填序号)。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸
解析：工业上提取溴的原理：将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到。溴与二氧化硫反应的化学方程式：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。
答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 Br2 Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗 ②
16．从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题：
(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，精制时所用试剂为：A.盐酸；B.BaCl2溶液；C.NaOH溶液；D.Na2CO3溶液。则加入试剂的顺序是
________________________________________________________________________
(填序号)。
(2)写出用海滩上的贝売制Ca(OH)2的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)电解无水MgCl2可制取镁和Cl2，其中副产品Cl2和Ca(OH)2可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)用海滩上的贝壳制取Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到什么问题？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在________________________________________________________________________。
解析：(1)该小题属于离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2＋、Mg2＋、SO时，不能带入新的杂质离子。所以，解此题的关键是把握好加入离子的顺序：①Ba2＋必须在CO之前加入；②CO、OH－必须在H＋之前加入，所以B、C不分先后，而D、A本身既分先后，又必须放在
B、C之后才能满足条件。(2)由贝壳制取Ca(OH)2的过程为CaCO3―→CaO―→Ca(OH)2。(3)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，可将Cl2通入石灰乳中制得。(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件，不用运输，就地取材，从经济效益角度考虑是有利的。(5)由此可见，应在海滩建化工厂或在沿海陆地建厂。
答案：(1)B—C—D—A或C—B—D—A或B—D—C—A
(2)CaCO3煅烧,CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2
(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(4)经济效益
(5)海边
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[基础温故]
1．下列哪种方法不能实现海水的淡化( )
A．蒸馏法 B．电渗析法
C．离子交换法 D．电解法
解析：选D。蒸馏法、电渗析法和离子交换法都能除去海水中的盐分，使海水淡化，电解法不能除去海水中的盐分，或转化为其他物质，不能使海水淡化。
2．下列海洋资源中，属于可再生资源的是( )
A．海洋潮汐能 B．海底多金属结核矿
C．海滨砂矿 D．海水化学资源
解析：选A。海洋潮汐能是可再生资源，多金属结核矿、砂矿、海水化学资源属于不可再生资源。
3．下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是( )
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
解析：选D。海水经过蒸发即可得到食盐和淡水。A、B选项中，海水中存在Cl－、Br－、I－、Na＋、Mg2＋、Al3＋，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。C选项中，需要电解饱和食盐水获取。
4．海水资源的利用具有非常广阔的前景。下列关于海水资源利用的说法中不正确的是( )
A．电解法分解海水，制取洁净的热能资源氢气
B．采用太阳光照射法晒制工业用食盐
C．针对能量现状，大力开发潮汐能和波浪能
D．铀是海水中的微量元素，但核工业的铀主要从海水中提取
解析：选A。电解法分解海水制取氢气，消耗大量的电能，经济效益差，发展前景不乐观。
5．中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是( )
A．蒸馏 B．蒸发
C．过滤 D．搅拌
解析：选B。实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，这与海水晒盐的原理是相似的。
6．某同学设计实验从海带中提取碘：①滴加稀硫酸和双氧水；②在海带中加入少量酒精，点燃使其燃烧为灰烬，在灰烬中加水搅拌；③加四氯化碳并振荡；④过滤；⑤分液。该实验的合理操作顺序是( )
A．①③⑤②④ B．②①③④⑤
C．②④①③⑤ D．③①②⑤④
解析：选C。设计原理是使海带中的I－变成碘单质，再用萃取分液的方法分离。反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
7．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是( )
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
解析：选D。工业生产除理论上可行外，还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A方法使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B方法中得不到MgCl2；C方法中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，所以经济效益差。
8．从海水中提取的溴占世界溴年产量的左右。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以使溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是( )
A．SO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性
B．SO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性
C．从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取
D．SO2是形成酸雨的唯一原因
解析：选B。因为SO2具有较强的还原性，而溴单质具有较强的氧化性，将SO2气体通入溴水时，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能从溴水中提取溴。酸雨有硫酸型酸雨(主要由SO2导致)和硝酸型酸雨(主要由NO和NO2导致)两种。
9．海藻中含有丰富的碘元素(以I－形式存在)。实验中提取碘的流程如下：
―→
(1)实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填序号)。
A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃)
C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)
(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量________(填序号)溶液，反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________。
A．KIO3 B．HClO
C．KI D．Br2
(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是
________________________________________________________________________。
解析：从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳(酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂)，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂要采用水浴加热蒸馏的方法。其中在操作②中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为ICl＋KI===I2＋KCl。
答案：(1)萃取分液 分液漏斗 (2)BD
(3)C ICl＋I－===I2＋Cl－ (4)蒸馏法
10．镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应________。
(2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是________。
(3)试剂②选用________，写出反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析：(1)工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2；为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2，应加入过量石灰乳。
(2)加入石灰乳产生Mg(OH)2，通过过滤将Mg(OH)2分离出来。
(3)用盐酸溶解Mg(OH)2，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
(4)工业上电解熔融MgCl2来制取Mg，反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
答案：(1)石灰乳 过量 (2)过滤
(3)盐酸 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
(4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
[能力提升]
11．海水淡化可采用膜分离技术，如下图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜。下列对加压后右侧海水成分变化的分析正确的是( )
A．溶质质量增加
B．溶液质量不变
C．溶剂质量减少
D．溶质质量分数不变
解析：选C。加压后，右侧海水中的水分子透过淡化膜进入左侧水池，故右侧海水中溶质的质量不变，溶剂的质量减少，溶质的质量分数增加。
12．(2015·浙江宁波高一检测)海水提碘时，不小心将碘与食盐混合，欲将二者分离开，最好的方法是( )
A．溶解、过滤
B．溶解、过滤、蒸发
C．溶解、加AgNO3溶液、过滤
D．加热使碘升华
解析：选D。氯化钠很稳定，熔、沸点较高，单质碘易升华，故可用升华法。
13．海水中含有的氯化镁是镁的重要资源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物；④将产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法中不正确的是( )
A．此方法的优点之一是原料的来源丰富
B．进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C．第④步通电时会产生氯气
D．涉及的反应有化合反应、复分解反应和置换反应
解析：选D。海水提镁的反应有：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2，MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。上述反应中无置换反应。
14．检验海带中碘元素的实验中，发生如下反应：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O，下列对该反应的叙述中不正确的是( )
A．I2为氧化产物
B．H2O2既作氧化剂又作还原剂
C．氧化性强弱顺序为H2O2>I2
D．生成1 mol I2时转移2 mol电子
解析：选B。
该反应中I2为氧化产物，H2O2作氧化剂；根据氧化性由强到弱的顺序为氧化剂>氧化产物，所以氧化性H2O2>I2；反应中每生成1 mol I2，转移2 mol电子。
15．地球上海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg/L。其工业提取方法有：
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有①________________________________________________________________________
(写出离子方程式)；②3Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑；③BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。其中反应②中氧化剂是________，还原剂是________。
(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________(填序号)。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸
解析：工业上提取溴的原理：将氯气通入富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到。溴与二氧化硫反应的化学方程式：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。方法(3)是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。
答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 Br2 Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗 ②
16．从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题：
(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，精制时所用试剂为：A.盐酸；B.BaCl2溶液；C.NaOH溶液；D.Na2CO3溶液。则加入试剂的顺序是
________________________________________________________________________
(填序号)。
(2)写出用海滩上的贝売制Ca(OH)2的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)电解无水MgCl2可制取镁和Cl2，其中副产品Cl2和Ca(OH)2可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)用海滩上的贝壳制取Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到什么问题？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在________________________________________________________________________。
解析：(1)该小题属于离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2＋、Mg2＋、SO时，不能带入新的杂质离子。所以，解此题的关键是把握好加入离子的顺序：①Ba2＋必须在CO之前加入；②CO、OH－必须在H＋之前加入，所以B、C不分先后，而D、A本身既分先后，又必须放在
B、C之后才能满足条件。(2)由贝壳制取Ca(OH)2的过程为CaCO3―→CaO―→Ca(OH)2。(3)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，可将Cl2通入石灰乳中制得。(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件，不用运输，就地取材，从经济效益角度考虑是有利的。(5)由此可见，应在海滩建化工厂或在沿海陆地建厂。
答案：(1)B—C—D—A或C—B—D—A或B—D—C—A
(2)CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2
(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(4)经济效益
(5)海边
课件45张PPT。第二节 资源综合利用 环境保护第四章 化学与自然资源的开发利用第四章 化学与自然资源的开发利用[学习目标]
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。知识点一 煤、石油和天然气的综合利用阅读教材P95～P100，思考并填空
1．煤、石油和天然气的组成
有机物无机物氢、氧、氮、硫甲烷碳氢化合物2.煤、石油和天然气的加工及利用空气分解炉气煤焦油可燃性气体燃料合成氨沸点链状3．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
(1)三大合成材料：①______________；②_____________；③______________。
(2)合成高分子的反应——加聚反应
①定义：在适当温度、压强和催化剂存在的条件下，不饱
和化合物发生自身______________反应，形成相对分子质
量巨大的高分子化合物的反应。塑料合成橡胶合成纤维加成②相关概念
单体——生成高分子化合物的小分子化合物。
链节——高分子化合物中的最小重复______________。
聚合度——高分子化合物中所含的____________的数目。
例如：聚乙烯的生成
结构单元链节单体链节聚合度1．判断正误：
(1)石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化。( )
分析：石油的分馏属于物理变化，利用的原理是物质的沸
点不同，其他为化学变化。
(2)石油的裂化是根据石油中各组分的沸点的不同进行分
离，从而获得裂化汽油。( )
分析：石油的裂化是将含碳原子数较多，沸点较高的烃断
裂为含碳原子数较少，沸点较低的烃的过程。自我测评————————(做一做)××(3)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之
一。( )
分析：二氧化碳是空气的组成成分，含量过大时会引起温
室效应，但不属于大气污染物。
(4)天然气的主要用途就是作燃料。( )
分析：天然气在日常生活中主要作燃料，但在工业上主要
作化工原料，如合成氨、生成甲醇等。××2．思考：
(1)高分子化合物聚乙烯( )的单体和链节的
组成和结构都相同吗？
提示：不同。高分子化合物的单体是形成高分子化合物的
小分子，链节是高分子中的重复的结构单元。聚乙烯的单
体是乙烯(CH2===CH2)分子，链节是“—CH2—CH2—”，
二者组成相同，结构不同。
(2)能否用裂化汽油萃取溴水中的溴单质？
提示：不能。裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，不
饱和烃可以与溴水发生加成反应，无法达到萃取溴的目的。[认知总结]
化学中的“三馏”和“两裂”
1．化学中“三馏”的比较
隔绝空气、高温下使物质分解的过程属于化学变化，产物为混合物根据液态混合物中各组分沸点不同，加热使某一组分蒸发进行分离属于物理变化，产物为单一组分的纯净物根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离属于物理变化，产物为沸点相近的各组分组成的混合物2.化学中“两裂”的比较在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，属于深度裂化获得短链不饱和烃[典例剖析]CD解析：煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程，它发生了
复杂的物理、化学变化，A项正确；煤的干馏产物中有气体
(焦炉气)、液体(煤焦油、粗氨水)、固体(焦炭)，B项正确；
焦炉气的主要成分有氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等气体，
C项正确；煤焦油是含有许多芳香族化合物的复杂混合物，
D项错误。C解析：石油分馏得到的每一种馏分都是混合物，沸点最低
的最先蒸出，故a、b、c三种馏分中，a馏分的沸点最低，
c馏分的沸点最高，沸点最高的馏分含碳原子数最多，即平
均相对分子质量最大。C解析：分馏是利用物质沸点不同来分离液体物质的方法，石
油分馏时得到的每一种馏分仍为混合物，A错误；石油裂化
是指在一定条件下将含碳原子数较多，相对分子质量较大的
烃断裂为含碳原子数较少，相对分子质量较小的烃的过程，
属化学变化，B错误；煤干馏可以得到粗苯、煤焦油等物
质，C正确；石油是烃类物质的混合物，裂解产物仍然为
烃，不会生成氯乙烯，D错误。阅读教材P100～P102，思考并填空
1．环境问题：是指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。知识点二 环境保护与绿色化学生态环境2．环境保护的任务
(1)环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴
定，提供可靠的分析数据。
(2)三废的治理：工业三废是指__________、_________、
__________，是主要的环境污染物。
(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝__________的
排放，能从根本上解决环境问题。废水废气废渣污染物3．绿色化学
(1)核心：利用______________从源头上减少和消除工业生
产对环境的污染。
(2)最高目标：原子利用率是______________，即反应物中
的原子全部转化为期望的最终产物。化学原理100%1．判断正误：
(1)绿色化学的含义是对污染物进行治理。( )
分析：绿色化学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，而不仅是对污染物进行冶理。
(2)加成反应和取代反应中，反应物原子利用率均达到
100%。( )
分析：加成反应和加聚反应只有目标产物，无副产物，故
原子利用率为100%，符合绿色化学的思想；但取代反应
副反应多，有副产物，反应物的原子利用率达不到100%。自我测评————————(做一做)××2．思考：
防止环境污染，用化学方法处理“工业三废”是一种重要
的手段。这种措施是否符合绿色化学的理念？
提示：不符合。绿色化学的核心是利用化学原理从源头上
消除或减少对环境的污染，即不产生或少产生污染物，而
不是产生污染后再治理。特别提醒 绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环
境污染，而是主动地防止环境污染。只有从根本上切断污
染源，才能真正做到保护环境。2．六大环境问题CO2造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等氟氯代烷、NOx到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害碳氢化合物、NOx刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡废弃塑料制品(1)在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产
(2)混入生活垃圾中难处理、难回收
(3)易被动物当作食物吞入，导致动物死亡废水中含氮、磷元素的营养物质使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化[典例剖析]DA(1)调查结果显示：该市市民认为造成空气污染的最主要原
因是__________(填序号，下同)，环保人士认为造成该市空
气污染的最主要原因是________________。
(2)调查结果说明市民对造成空气污染的最主要原因认识不
足。该最主要原因造成的大气污染的主要有害成分是______________，空气中该成分含量较高时，在空气中的
氧气和水的共同作用下，会形成酸雾，其化学反应方程式
为_______________________________________。
(3)下列措施能够减少空气中该成分排放量的是__________。
①用天然气代替煤炭作民用燃料 ②改进燃烧技术，提高
热能利用率 ③工厂生产时将燃煤锅炉的烟囱造得更高
④燃煤中加入适量石灰石后使用CBSO22SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4①②④D解析：油性涂料中含有有机溶剂，其挥发会造成大气污染。
磷元素是营养元素，大量使用含磷洗涤剂会造成赤潮等水污
染。有毒有害物质分类收集、统一处理，能够减少污染。在
通风橱中制取Cl2，尾气不用NaOH溶液处理，会逸散到大气
中造成大气污染。1．煤的干馏必须是在隔绝空气的条件下进行的，原因是煤
在高温下与空气中的O2易发生化学反应。
2．煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变
化，石油的分馏属于物理变化。
3．煤的气化、液化的目的是把煤转变为清洁能源，提高煤
的燃烧效率；石油分馏的目的是为了得到汽油、煤油、柴
油等轻质油；石油裂化的目的是为了提高轻质油特别是汽
油的产量和质量；石油裂解的目的是为了得到乙烯、丙烯、
丁二烯等短链不饱和烃。————————[易错易混小结]—————————
4．绿色化学、白色污染与颜色无关：绿色化学不是被动地
治理污染而是主动地防止环境污染，只有从根本上切断污染
源，才能真正的做到保护环境；白色污染是指生活、生产中
废弃的塑料制品而造成的污染。知能演练 轻松闯关本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放知能演练 轻松闯关[学生用书独立成册]
[基础温故]
1．下列变化不属于化学变化的是( )
A．煤的干馏 B．石油分馏
C．由乙烯制聚乙烯 D．重油裂化
解析：选B。石油分馏是利用各物质沸点不同而将物质分离，属于物理变化。
2．(2015·四川乐山高一检测)下列说法正确的是( )
A．石油中只含有烷烃
B．石油裂解的目的是得到更多的汽油
C．石油裂化主要是得到甲烷等气态烃
D．石油分馏能得到不同沸点范围的产物
解析：选D。石油的主要成分是烷烃，还含有芳香烃、环烷烃及其他杂质；裂解主要是得到气态烃，裂化主要是得到更多汽油等轻质油。
3．环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A．温室效应——二氧化碳
B．光化学污染——二氧化氮
C．酸雨——二氧化碳
D．白色污染——一次性塑料制品的使用
解析：选C。酸雨的形成主要与硫的氧化物、氮的氧化物有关，与CO2无关。
4．在日常生活中使用一次性聚乙烯用品会带来“白色污染”。这种材料难分解、难处理。聚乙烯的结构简式为?CH2—CH2?，下列关于聚乙烯的说法错误的是( )
A．由乙烯生成聚乙烯的反应属于加聚反应
B．聚乙烯的单体为乙烯
C．聚乙烯是一种纯净物
D．聚乙烯结构简式中的n称为聚合度
解析：选C。聚乙烯是由CH2===CH2通过加聚反应生成的，其链节为—CH2—CH2—，单体为CH2===CH2，聚合度为n；聚乙烯分子中n值不同，因此聚乙烯为混合物。
5．绿色化学是当今社会提出的一个新理念。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原子经济性要求的是( )
A．乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料
B．用甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．用苯与液溴为原料制取溴苯
D．用石灰石与稀盐酸反应制得二氧化碳
解析：选A。A项，当反应物中的原子全部转化为产物，原子利用率为100%，乙烯发生加聚反应制得聚乙烯，符合要求。B项，甲烷与氯气发生取代反应制得一氯甲烷同时还有大量副产物产生。C项，反应物制得溴苯的同时还生成溴化氢。D项，反应物制取CO2同时还生成CaCl2和H2O。
6．煤的气化所得气体可用于城市家用燃气。下列选项中的气体均属于家用燃气有效成分的是( )
A．CO、H2、N2 B．CO、CH4、H2
C．CO、CH4、CO2 D．CH4、H2、O2
解析：选B。CO和H2为煤气的主要成分；CH4是天然气的主要成分，故选B。
7．下列关于化石燃料及其使用的一些说法中不正确的是( )
A．煤的气化是指将固态煤粉碎后高温下变为气态，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等
C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同
D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料
解析：选A。煤的气化是将固态煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的化学方程式为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，A项错误；天然气、煤和石油都是重要的化工原料，B、D项正确；直馏汽油的成分是烷烃，裂化汽油中含有不饱和烃，C项正确。
8．下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。装置内发生的主要反应中不含( )
A．化合反应 B．分解反应
C．置换反应 D．氧化还原反应
解析：选C。装置内没有单质出现，故不存在置换反应。化合反应为SO2＋CaO===CaSO3，分解反应为CaCO3CaO＋CO2↑，氧化还原反应为2CaSO3＋O2===2CaSO4。
9．“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
(1)下列措施中，有利于降低大气中CO2含量的有________(填字母)。
A．减少化石燃料的使用
B．植树造林，增大植被面积
C．采用节能技术
D．利用太阳能、风能
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如
A．6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
B．CO2＋3H2CH3OH＋H2O
C．CO2＋CH4CH3COOH
D．2CO2＋6H2CH2===CH2＋4H2O
以上反应中，最节能的是________，原子利用率最高的是________。
解析：(1)利用太阳能、风能的同时也就减少了化石燃料的使用，降低了CO2的排放量；而采用节能技术，提高了能源利用率，也能使CO2的排放量减少；植树造林，吸收空气中的CO2，以上这些措施均有利于降低大气中CO2的含量。
(2)A项利用植物光合作用完成，最节能；C项反应物中的原子全部进入期望的产物中去，原子利用率最高。
答案：(1)ABCD (2)A C
10．绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是________。
A．处理废弃物 B．治理污染点
C．减少有毒物 D．杜绝污染源
(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？
________________________________________________________________________。应增加哪些措施防止污染？
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝。
(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。
(3)第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。
答案：(1)D (2)BD (3)第③步 增加冷凝回收装置
[能力提升]
11．下列说法正确的是( )
A．煤的干馏就是加热除去煤中的水分，得到干燥的炭
B．煤中含有甲苯、二甲苯等，可通过干馏得到
C．以煤为主要原料，可以合成甲醇
D．煤干馏得到的焦炉气不能与溴水反应而使溴水褪色
解析：选C。本题考查了煤的综合利用及产物成分。煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使煤分解，干馏属于化学变化，A错误；煤是复杂有机物与无机物的混合物，干馏才会生成甲苯和二甲苯等，B错误；煤干馏得到的焦炉气主要成分为氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳，因含有乙烯故能使溴水褪色，错误。
12．下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是( )
A．有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过加成聚合反应制得的
B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复
C．对于一种高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的
D．丙烯可以发生加聚反应生成高分子
解析：选C。高分子化合物可由小分子通过加成聚合反应制备，高分子化合物是混合物，虽然相对分子质量很大，但没有确定的相对分子质量，只有一个范围，它们的结构均是由若干个链节组成的。丙烯中含碳碳双键，能发生加聚反应，故选C。
13．下列属于物理变化的是( )
①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯 ⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中 ⑨海水蒸馏制取淡水
A．①②③④ B．①②⑤⑦
C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨
解析：选C。蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。
14．用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染方面考虑，最好的方法是( )
A．铜硝酸铜
B．铜硝酸铜
C．CuCuCl2Cu(NO3)2
D．CuCuOCu(NO3)2
解析：选D。A中反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，B中反应为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，两个反应都既浪费原料(HNO3)，又污染大气(有NO2和NO气体放出)；C中，Cu在Cl2中燃烧会造成大气污染，用AgNO3作反应物不经济；D中反应为2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，符合题目要求。
15．下图是实验室干馏煤的装置图，结合下图回答问题。
(1)指出图中仪器名称：
a____________；b____________；c____________；
d____________。
(2)装置c的作用是
________________________________________________________________________，
d中的液体有____________和____________。有机物可以通过__________的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体是____________，火焰的颜色是____________色。
(4)下列叙述错误的是________。
A．煤发生了化学变化
B．d中液体显碱性
C．d中液体不分层
D．e处的气体可以还原氧化铜，也可以使溴水褪色
解析：煤的干馏生成焦炭、煤焦油和出炉煤气，出炉煤气包括焦炉气、粗氨水等，经c装置的降温和冷凝，粗氨水和煤焦油变为液体在d中聚集，则液体显碱性；H2、CO、CH4燃烧产生蓝色火焰；焦炉气中氢气、一氧化碳都具有还原性，可用于还原氧化铜，乙烯可以使溴水褪色；煤焦油是有机物的液态混合物，应采用分馏的方法分离。
答案：(1)酒精喷灯 硬质玻璃管 水槽 U形管
(2)将干馏生成的气体进行降温和冷凝 粗氨水 煤焦油 分馏 (3)焦炉气 蓝 (4)C
16．裂化汽油中除含有C5～C11的烷烃外，还含有C5～C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为
(1)先逐滴加入____________，振荡，如果看到____________，则证明有____________存在；
(2)继续逐滴加入____________至____________为止，静置，用分液漏斗分出____________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入____________振荡，如果看到____________，则证明裂化汽油中有____________存在。
解析：因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。(1)向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明有烯烃存在；(2)继续逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液，如果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。
答案：(1)溴水 褪色 烯烃 (2)溴水 不褪色 上 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 苯的同系物
第二节 资源综合利用 环境保护
[学习目标]
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。
知识点一 煤、石油和天然气的综合利用
?自主探究自主学习 探究归纳
阅读教材P95～P100，思考并填空
1．煤、石油和天然气的组成
化石燃料
组成
煤
有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，另外有少量氢、氧、氮、硫等元素
天然气
主要成分是甲烷
石油
由多种碳氢化合物组成的混合物
2.煤、石油和天然气的加工及利用
3．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
(1)三大合成材料：①塑料；②合成橡胶；③合成纤维。
(2)合成高分子的反应——加聚反应
①定义：在适当温度、压强和催化剂存在的条件下，不饱和化合物发生自身加成反应，形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应。
②相关概念
单体——生成高分子化合物的小分子化合物。
链节——高分子化合物中的最小重复结构单元。
聚合度——高分子化合物中所含的链节的数目。
例如：聚乙烯的生成
自我测评?———————————————————(做一做)
1．判断正误：
(1)石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化。(×)
分析：石油的分馏属于物理变化，利用的原理是物质的沸点不同，其他为化学变化。
(2)石油的裂化是根据石油中各组分的沸点的不同进行分离，从而获得裂化汽油。(×)
分析：石油的裂化是将含碳原子数较多，沸点较高的烃断裂为含碳原子数较少，沸点较低的烃的过程。
(3)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。(×)
分析：二氧化碳是空气的组成成分，含量过大时会引起温室效应，但不属于大气污染物。
(4)天然气的主要用途就是作燃料。(×)
分析：天然气在日常生活中主要作燃料，但在工业上主要作化工原料，如合成氨、生成甲醇等。
2．思考：
(1)高分子化合物聚乙烯(?CH2—CH2?)的单体和链节的组成和结构都相同吗？
提示：不同。高分子化合物的单体是形成高分子化合物的小分子，链节是高分子中的重复的结构单元。聚乙烯的单体是乙烯(CH2===CH2)分子，链节是“—CH2—CH2—”，二者组成相同，结构不同。
(2)能否用裂化汽油萃取溴水中的溴单质？
提示：不能。裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，不饱和烃可以与溴水发生加成反应，无法达到萃取溴的目的。
[认知总结]
化学中的“三馏”和“两裂”
1．化学中“三馏”的比较
名称
原理
特点
干馏
隔绝空气、高温下使物质分解的过程
属于化学变化，产物为混合物
蒸馏
根据液态混合物中各组分沸点不同，加热使某一组分蒸发进行分离
属于物理变化，产物为单一组分的纯净物
分馏
根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离
属于物理变化，产物为沸点相近的各组分组成的混合物
2.化学中“两裂”的比较
名称
定义
目的
裂化
在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解
在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，属于深度裂化
获得短链不饱和烃
特别提醒 (1)煤干馏时一定要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧。
(2)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。
(3)因为裂解气中含有烯烃，因此把裂解气通入溴水或酸性KMnO4溶液中，二者均会褪色。
(4)直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。
?讲练互动典例剖析 题组训练
[典例剖析]
下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是( )
A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程
B．煤的液化就是将煤转化成甲醇等液态物质的过程
C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程
D．石油通过催化裂化或裂解，可以获得碳原子数较少的轻质油
[解析] A项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤的干馏产品有焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等；B项，煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过程；C项，煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H2)的过程，为化学变化；D项，石油的催化裂化与裂解原理相同，都是将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程，从而获得轻质油。
[答案] C
[题组训练]
题组一 煤的干馏与石油的分馏
1.对如图所示的变化叙述错误的是( )
A．右图所示实验中发生了化学变化
B．液体X的pH>7，Y是一种黑色黏稠状液体
C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴的四氯化碳溶液褪色
D．液体Y是一种纯净物
解析：选D。煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程，它发生了复杂的物理、化学变化，A项正确；煤的干馏产物中有气体(焦炉气)、液体(煤焦油、粗氨水)、固体(焦炭)，B项正确；焦炉气的主要成分有氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等气体，C项正确；煤焦油是含有许多芳香族化合物的复杂混合物，D项错误。
2．下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中( )
A．a的沸点最高
B．b的沸点最低
C．c的平均相对分子质量最大
D．每一种馏分都是纯净物
解析：选C。石油分馏得到的每一种馏分都是混合物，沸点最低的最先蒸出，故a、b、c三种馏分中，a馏分的沸点最低，c馏分的沸点最高，沸点最高的馏分含碳原子数最多，即平均相对分子质量最大。
题组二 石油、煤的综合利用
3．下列说法正确的是( )
A．石油分馏获得的汽油是纯净物
B．石油的裂化是物理变化
C．煤干馏后可以得到粗苯
D．石油的裂解可以得到氯乙烯
解析：选C。分馏是利用物质沸点不同来分离液体物质的方法，石油分馏时得到的每一种馏分仍为混合物，A错误；石油裂化是指在一定条件下将含碳原子数较多，相对分子质量较大的烃断裂为含碳原子数较少，相对分子质量较小的烃的过程，属化学变化，B错误；煤干馏可以得到粗苯、煤焦油等物质，C正确；石油是烃类物质的混合物，裂解产物仍然为烃，不会生成氯乙烯，D错误。
知识点二 环境保护与绿色化学
?自主探究自主学习 探究归纳
阅读教材P100～P102，思考并填空
1．环境问题：是指人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
2．环境保护的任务
(1)环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。
(2)三废的治理：工业三废是指废水、废气、废渣，是主要的环境污染物。
(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。
3．绿色化学
(1)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。
(2)最高目标：原子利用率是100%，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产物。
?自我测评?———————————————————(做一做)
1．判断正误：
(1)绿色化学的含义是对污染物进行治理。(×)
分析：绿色化学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，而不仅是对污染物进行冶理。
(2)加成反应和取代反应中，反应物原子利用率均达到100%。(×)
分析：加成反应和加聚反应只有目标产物，无副产物，故原子利用率为100%，符合绿色化学的思想；但取代反应副反应多，有副产物，反应物的原子利用率达不到100%。
2．思考：
防止环境污染，用化学方法处理“工业三废”是一种重要的手段。这种措施是否符合绿色化学的理念？
提示：不符合。绿色化学的核心是利用化学原理从源头上消除或减少对环境的污染，即不产生或少产生污染物，而不是产生污染后再治理。
[认知总结]
1.绿色化学的特点和原子经济性
(1)绿色化学的特点
①开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。
②使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。
③开发绿色工艺。
④开发和生产绿色产品。
(2)“原子经济”
“原子经济”要求反应物的原子全部转变成最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。化学反应的“原子经济”好坏用原子利用率来衡量：原子利用率＝×100%。
?特别提醒 绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染，而是主动地防止环境污染。只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。
2．六大环境问题
环境问题
主要污染物
主要危害
温室效应
CO2
造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层破坏
氟氯代烷、NOx
到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害
光化学烟雾
碳氢化合物、NOx
刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
白色污染
废弃塑料制品
(1)在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产
(2)混入生活垃圾中难处理、难回收
(3)易被动物当作食物吞入，导致动物死亡
赤潮和水华
废水中含氮、磷元素的营养物质
使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化
?讲练互动典例剖析 题组训练
[典例剖析]
化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( )
A．CO2属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的雨水
C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
[解析] 常见的大气污染物有：颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A项错误；酸雨是pH小于5.6的降雨，B项错误；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C项错误；全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等其产生都和二氧化碳的排放有关系，D项正确。
[答案] D
[规律方法] 酸雨形成的化学反应
(1)酸雨形成多数由于化石燃料的燃烧
①含有硫的煤燃烧生成二氧化硫：
S＋O2SO2；
②二氧化硫和水作用生成亚硫酸：
SO2＋H2OH2SO3；
③亚硫酸在空气中可氧化成硫酸：
2H2SO3＋O22H2SO4。
(2)氮氧化物溶于水形成酸：雷雨闪电时，大气中常有少量的二氧化氮产生。
①闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮：
N2＋O22NO；
②一氧化氮不稳定，在空气中氧化成二氧化氮：
2NO＋O2===2NO2；
③二氧化氮和水作用生成硝酸：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
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绿色化学和环境保护
[题组训练]
题组一 环境保护
1．化学与环境保护、工业生产、生活等密切相关。下列说法不正确的是( )
A．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。PM2.5比胶体粒子小，因其比表面积大，故可吸附含有铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的重金属离子，入肺后对人体产生很大的危害
B．富含氮、磷的生活污水不能排放到河中，也不能直接用于农田的灌溉
C．大力实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”，可以减少硫的氧化物和氮的氧化物对环境的污染
D．14C可用于文物的年代鉴定，14C和12C互为同位素
解析：选A。A.砷是非金属，A不正确；B.富含氮、磷的生活污水容易形成赤潮或水华，所以不能排放到河中，也不能直接用于农田的灌溉，B正确；C.大力实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”，可以减少硫的氧化物和氮的氧化物对环境的污染，C正确；D.14C可用于文物的年代鉴定，14C和12C的质子数相同，而中子数不同，二者互为同位素，D正确。
2．某校高一研究性学习小组将造成我省某市空气污染的主要原因分为以下四种：
A．燃烧农作物秸秆 B．燃烧含硫煤
C．粉尘污染 D．机动车尾气污染
并就造成该市空气污染的最主要原因调查了该市100名市民和100位环保部门人士。调查结果如下图所示：
(1)调查结果显示：该市市民认为造成空气污染的最主要原因是__________(填序号，下同)，环保人士认为造成该市空气污染的最主要原因是________________。
(2)调查结果说明市民对造成空气污染的最主要原因认识不足。该最主要原因造成的大气污染的主要有害成分是______________，空气中该成分含量较高时，在空气中的氧气和水的共同作用下，会形成酸雾，其化学反应方程式为________________________________________________________________________。
(3)下列措施能够减少空气中该成分排放量的是__________________。
①用天然气代替煤炭作民用燃料 ②改进燃烧技术，提高热能利用率 ③工厂生产时将燃煤锅炉的烟囱造得更高 ④燃煤中加入适量石灰石后使用
解析：(1)从图表知该市市民认为造成空气污染的最主要原因是粉尘污染，环保人士认为造成该市空气污染的最主要原因是燃烧含硫煤；(2)燃烧含硫煤产生SO2污染；(3)天然气中的含硫量较煤少，改进燃烧技术可减少硫的排放，燃煤中加入适量石灰石可起到固硫作用，工厂生产时将燃煤锅炉的烟囱造得更高并不能减少的SO2排放，故选①②④。
答案：(1)C B
(2)SO2 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
(3)①②④
题组二 绿色化学
3．下列做法中不符合“绿色化学”思想的是 ( )
A．以水性涂料代替油性涂料
B．以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂
C．实验后的有毒有害物质应分类收集、统一处理
D．在通风橱中制氯气时不用NaOH溶液吸收尾气
解析：选D。油性涂料中含有有机溶剂，其挥发会造成大气污染。磷元素是营养元素，大量使用含磷洗涤剂会造成赤潮等水污染。有毒有害物质分类收集、统一处理，能够减少污染。在通风橱中制取Cl2，尾气不用NaOH溶液处理，会逸散到大气中造成大气污染。
——————————————[易错易混小结]——————————————
1．煤的干馏必须是在隔绝空气的条件下进行的，原因是煤在高温下与空气中的O2易发生化学反应。
2．煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。
3．煤的气化、液化的目的是把煤转变为清洁能源，提高煤的燃烧效率；石油分馏的目的是为了得到汽油、煤油、柴油等轻质油；石油裂化的目的是为了提高轻质油特别是汽油的产量和质量；石油裂解的目的是为了得到乙烯、丙烯、丁二烯等短链不饱和烃。
4．绿色化学、白色污染与颜色无关：绿色化学不是被动地治理污染而是主动地防止环境污染，只有从根本上切断污染源，才能真正的做到保护环境；白色污染是指生活、生产中废弃的塑料制品而造成的污染。
知能演练 轻松闯关[学生用书独立成册]
[基础温故]
1．下列变化不属于化学变化的是( )
A．煤的干馏 B．石油分馏
C．由乙烯制聚乙烯 D．重油裂化
解析：选B。石油分馏是利用各物质沸点不同而将物质分离，属于物理变化。
2．(2015·四川乐山高一检测)下列说法正确的是( )
A．石油中只含有烷烃
B．石油裂解的目的是得到更多的汽油
C．石油裂化主要是得到甲烷等气态烃
D．石油分馏能得到不同沸点范围的产物
解析：选D。石油的主要成分是烷烃，还含有芳香烃、环烷烃及其他杂质；裂解主要是得到气态烃，裂化主要是得到更多汽油等轻质油。
3．环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A．温室效应——二氧化碳
B．光化学污染——二氧化氮
C．酸雨——二氧化碳
D．白色污染——一次性塑料制品的使用
解析：选C。酸雨的形成主要与硫的氧化物、氮的氧化物有关，与CO2无关。
4．在日常生活中使用一次性聚乙烯用品会带来“白色污染”。这种材料难分解、难处理。聚乙烯的结构简式为?CH2—CH2?，下列关于聚乙烯的说法错误的是( )
A．由乙烯生成聚乙烯的反应属于加聚反应
B．聚乙烯的单体为乙烯
C．聚乙烯是一种纯净物
D．聚乙烯结构简式中的n称为聚合度
解析：选C。聚乙烯是由CH2===CH2通过加聚反应生成的，其链节为—CH2—CH2—，单体为CH2===CH2，聚合度为n；聚乙烯分子中n值不同，因此聚乙烯为混合物。
5．绿色化学是当今社会提出的一个新理念。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原子经济性要求的是( )
A．乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料
B．用甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．用苯与液溴为原料制取溴苯
D．用石灰石与稀盐酸反应制得二氧化碳
解析：选A。A项，当反应物中的原子全部转化为产物，原子利用率为100%，乙烯发生加聚反应制得聚乙烯，符合要求。B项，甲烷与氯气发生取代反应制得一氯甲烷同时还有大量副产物产生。C项，反应物制得溴苯的同时还生成溴化氢。D项，反应物制取CO2同时还生成CaCl2和H2O。
6．煤的气化所得气体可用于城市家用燃气。下列选项中的气体均属于家用燃气有效成分的是( )
A．CO、H2、N2 B．CO、CH4、H2
C．CO、CH4、CO2 D．CH4、H2、O2
解析：选B。CO和H2为煤气的主要成分；CH4是天然气的主要成分，故选B。
7．下列关于化石燃料及其使用的一些说法中不正确的是( )
A．煤的气化是指将固态煤粉碎后高温下变为气态，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等
C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同
D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料
解析：选A。煤的气化是将固态煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的化学方程式为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，A项错误；天然气、煤和石油都是重要的化工原料，B、D项正确；直馏汽油的成分是烷烃，裂化汽油中含有不饱和烃，C项正确。
8．下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。装置内发生的主要反应中不含( )
A．化合反应 B．分解反应
C．置换反应 D．氧化还原反应
解析：选C。装置内没有单质出现，故不存在置换反应。化合反应为SO2＋CaO===CaSO3，分解反应为CaCO3CaO＋CO2↑，氧化还原反应为2CaSO3＋O2===2CaSO4。
9．“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
(1)下列措施中，有利于降低大气中CO2含量的有________(填字母)。
A．减少化石燃料的使用
B．植树造林，增大植被面积
C．采用节能技术
D．利用太阳能、风能
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如
A．6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
B．CO2＋3H2CH3OH＋H2O
C．CO2＋CH4CH3COOH
D．2CO2＋6H2CH2===CH2＋4H2O
以上反应中，最节能的是________，原子利用率最高的是________。
解析：(1)利用太阳能、风能的同时也就减少了化石燃料的使用，降低了CO2的排放量；而采用节能技术，提高了能源利用率，也能使CO2的排放量减少；植树造林，吸收空气中的CO2，以上这些措施均有利于降低大气中CO2的含量。
(2)A项利用植物光合作用完成，最节能；C项反应物中的原子全部进入期望的产物中去，原子利用率最高。
答案：(1)ABCD (2)A C
10．绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是________。
A．处理废弃物 B．治理污染点
C．减少有毒物 D．杜绝污染源
(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？
________________________________________________________________________。应增加哪些措施防止污染？
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝。
(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。
(3)第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。
答案：(1)D (2)BD (3)第③步 增加冷凝回收装置
[能力提升]
11．下列说法正确的是( )
A．煤的干馏就是加热除去煤中的水分，得到干燥的炭
B．煤中含有甲苯、二甲苯等，可通过干馏得到
C．以煤为主要原料，可以合成甲醇
D．煤干馏得到的焦炉气不能与溴水反应而使溴水褪色
解析：选C。本题考查了煤的综合利用及产物成分。煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使煤分解，干馏属于化学变化，A错误；煤是复杂有机物与无机物的混合物，干馏才会生成甲苯和二甲苯等，B错误；煤干馏得到的焦炉气主要成分为氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳，因含有乙烯故能使溴水褪色，错误。
12．下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是( )
A．有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过加成聚合反应制得的
B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复
C．对于一种高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的
D．丙烯可以发生加聚反应生成高分子
解析：选C。高分子化合物可由小分子通过加成聚合反应制备，高分子化合物是混合物，虽然相对分子质量很大，但没有确定的相对分子质量，只有一个范围，它们的结构均是由若干个链节组成的。丙烯中含碳碳双键，能发生加聚反应，故选C。
13．下列属于物理变化的是( )
①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯 ⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中 ⑨海水蒸馏制取淡水
A．①②③④ B．①②⑤⑦
C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨
解析：选C。蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。
14．用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染方面考虑，最好的方法是( )
A．铜硝酸铜
B．铜硝酸铜
C．CuCuCl2Cu(NO3)2
D．CuCuOCu(NO3)2
解析：选D。A中反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，B中反应为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，两个反应都既浪费原料(HNO3)，又污染大气(有NO2和NO气体放出)；C中，Cu在Cl2中燃烧会造成大气污染，用AgNO3作反应物不经济；D中反应为2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，符合题目要求。
15．下图是实验室干馏煤的装置图，结合下图回答问题。
(1)指出图中仪器名称：
a____________；b____________；c____________；
d____________。
(2)装置c的作用是________________________________________________________________________，
d中的液体有____________和____________。有机物可以通过__________的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体是____________，火焰的颜色是____________色。
(4)下列叙述错误的是________。
A．煤发生了化学变化
B．d中液体显碱性
C．d中液体不分层
D．e处的气体可以还原氧化铜，也可以使溴水褪色
解析：煤的干馏生成焦炭、煤焦油和出炉煤气，出炉煤气包括焦炉气、粗氨水等，经c装置的降温和冷凝，粗氨水和煤焦油变为液体在d中聚集，则液体显碱性；H2、CO、CH4燃烧产生蓝色火焰；焦炉气中氢气、一氧化碳都具有还原性，可用于还原氧化铜，乙烯可以使溴水褪色；煤焦油是有机物的液态混合物，应采用分馏的方法分离。
答案：(1)酒精喷灯 硬质玻璃管 水槽 U形管
(2)将干馏生成的气体进行降温和冷凝 粗氨水 煤焦油 分馏 (3)焦炉气 蓝 (4)C
16．裂化汽油中除含有C5～C11的烷烃外，还含有C5～C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为
(1)先逐滴加入____________，振荡，如果看到____________，则证明有____________存在；
(2)继续逐滴加入____________至____________为止，静置，用分液漏斗分出____________(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入____________振荡，如果看到____________，则证明裂化汽油中有____________存在。
解析：因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。(1)向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明有烯烃存在；(2)继续逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液，如果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。
答案：(1)溴水 褪色 烯烃 (2)溴水 不褪色 上 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 苯的同系物
