(共62张PPT)
第2课时 煤、石油和天然气的综合利用
课
程 标
准 1.结合石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用，认识化学
工业在国民经济发展中的重要地位。
2.以煤、石油等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综
合利用资源和能源的方法。
3.认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所能发挥的
作用，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破 煤、石油和天然气的综合利用
1. 煤的综合利用
（1）煤的组成
（2）煤的综合利用
2. 天然气的综合利用
3. 石油的综合利用
（1）石油的加工
（2）裂化与裂解的比较
名称 含义 目的
裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、
沸点高的烃转化为相对分子质量小且
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，使长链分子的烃转化成各
种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃
提醒
（1）石油常压蒸馏时所得馏分的先后顺序为石油气（C4以下）、汽
油（C5～C11）、煤油（C11～C16）、柴油（C15～C18）、重油
（C20以上）等。
（2）减压可以降低物质的沸点，石油的减压蒸馏可以在较低温度
下，使重油、柴油等常压蒸馏产品继续分离，可得到燃料油、
润滑油、石蜡等石油产品。
（3）化学中“三馏”的比较
名称 干馏 蒸馏 分馏
原理 隔绝空气、高温
下使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同
产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点相近的各组分组成的混合物
变化类型 化学变化 物理变化 物理变化
4. 以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
（1）三大合成材料： 、 、 ，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生
产的。
（2）随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人
类社会造成巨大的环境压力。
塑料
合成橡胶
合成纤维
1. 如图是将煤隔绝空气加强热干馏的实验装置。
（1）仪器d的作用是什么？e处点燃的气体主
要有哪些？
提示：冷却所得产物；H2、CO、CH4、C2H4。
（2）煤的气化、液化是物理变化吗？为什么？
提示：煤的气化、液化不是物理变化。如煤的气化反应方程
式是C＋H2O（g） CO＋H2。
2. 煤间接液化的典型流程示意图如图所示：
（1）流程图中，由石油获得相应产品的方法是什么？该方法是物
理变化还是化学变化？得到的各种产品是纯净物吗？
提示：图中由石油获得相应产品的方法是分馏，属于物理变
化，所得的各种产品是混合物。
（2）石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯
化碳溶液褪色，其原因是什么？
提示：裂化汽油中含有烯烃，能与溴发生加成反应，可以使
溴的四氯化碳溶液褪色。
1. 有关煤、石油、天然气的综合利用，下列说法正确的是（ ）
A. 石油是由多种烃组成的混合物
B. 水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
C. 石油裂解的目的是提高轻质油的产量和质量
D. 石油的分馏、煤的干馏是物理变化，煤的气化和煤的液化是化学
变化
解析： A项，石油是由多种烃组成的混合物，正确；B项，水煤
气是通过煤的气化得到的气体燃料，错误；C项，石油裂解的目的
主要是获得短链不饱和烃，石油裂化的目的是提高轻质油的产量和
质量，错误；D项，石油的分馏过程中没有新物质生成，属于物理
变化，煤的干馏、煤的气化和煤的液化过程中均产生新物质，是化
学变化，错误。
2. 煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”，有关煤和石油加工
的说法正确的是（ ）
A. 煤的干馏产物主要是各类有机物
B. 石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化
C. 煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯
D. 石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃
解析： 煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气、粗苯和焦炭
等物质，其中焦炭居多，为无机物，A错误；石油的分馏属于物理
变化，B错误；煤通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，但本
身不含有苯等芳香烃，C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下
将长链的烃断裂为短链的烃的过程，烃在高温条件下是可以分解
的，且碳链越长越易分解，D正确。
3. 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 ⑥O2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： ①分馏是利用沸点不同分离混合物；⑧苯加入溴水不发
生反应，实际是萃取；⑨利用沸点不同分离出H2O，没有新物质生
成，属于物理变化。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 有关煤的叙述不正确的是（ ）
A. 煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质
B. 煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分
C. 煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素
D. 煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续
发展的关键
解析： 该题主要考查煤的成分及利用，煤是由有机物和少量无
机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的
成分。
2. （2024·盐城高一月考）石油是一种重要的化石燃料，通过石油的
炼制。我们可以获得多种有机化合物。下列关于石油及其炼制的说
法中错误的是（ ）
A. 石油是混合物
B. 石油的分馏是物理变化
C. 石油分馏得到的馏分是纯净物
D. 通过裂解可以提高乙烯等短链烃的产量
解析： 石油是多种烷烃、环烷烃和少量芳香烃的混合物，其成
分因产地的不同而稍有不同，A正确；根据石油中各组分的沸点的
不同，用加热的方法将各组分分离的操作为石油的分馏，是物理变
化，B正确；石油的馏分仍为混合物，C错误；石油裂解的目的是
为了获得“三烯”，即乙烯、丙烯和丁二烯等短链的烯烃，提高乙
烯等的产量和质量，D正确。
3. 重油裂化的主要目的是（ ）
A. 获得短链气态烃
B. 生产更多的汽油
C. 提高汽油品质
D. 将直链烃转化为芳香烃
解析： 石油裂化的目的是提高轻质液体燃料（汽油、煤油、柴
油等）的产量，特别是提高汽油的产量，B正确。
4. 我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1
吨成品油的水平。下列叙述错误的是（ ）
A. 煤的组成元素主要是碳，但煤是混合物
B. “煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物
C. 煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦
油
D. 煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学
变化才能实现
解析： 煤是有机物和少量无机物组成的混合物；煤之所以能变
“油”，是通过煤的液化将煤中的有机物转化为可燃性液体燃油，
并不是因为煤中含有汽油、柴油和煤焦油。
5. 将原煤作为燃料燃烧，既严重污染环境，效率又不高，因而国
家大力提倡煤的综合利用。实施“煤变油”，其原理之一是先
将煤与水蒸气制得水煤气（CO和H2），再催化合成甲醇或烃类
等液态能源。
（1）用CO和H2合成甲醇的化学方程式是
。
（2）用CO和H2合成烃（CnHm）的化学方程式是
。
CO＋
2H2 CH3OH
nCO＋
H2 CnHm＋nH2O
（3）煤的气化和液化的优点是
。
解析：根据题目中的信息，结合化学反应前后原子守恒写出
化学方程式；优点是清洁和高效。
提高煤的燃烧效率，使煤变成清洁
能源
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 于谦在《咏煤炭》中写道：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深，
爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉……”，下列有关说法错误的是
（ ）
A. 煤的干馏是化学变化，煤的液化是物理变化
B. 煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物
C. 煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气
D. 煤经过气化和液化可转化为清洁燃料
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解析： 煤的干馏是指煤在隔绝空气条件下加强热使之分解的过
程，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，故煤的干馏和液化均
是化学变化，A错误；煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混
合物，主要成分为碳，B正确；煤中含硫，燃烧会产生大气污染
物，故煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气，C正确；煤的气
化是用煤来生产水煤气，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，
可转化为清洁能源，且提高了煤的利用率，D正确。
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2. 煤焦油中含有苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青等多种有机物。
从煤焦油中分离出甲苯所采用的方法是（ ）
A. 干馏 B. 分液
C. 分馏 D. 萃取
解析： 分离互溶的液态有机物可以利用其沸点的差异，通过分
馏加以分离，则C项正确。
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3. 下列属于煤的综合利用且说法正确的是（ ）
A. 煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物
B. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭
C. 煤的气化和液化为物理变化
D. 将煤变为煤饼作燃料
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解析： 煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂的混合物，
经过干馏才能得到苯、甲苯、二甲苯等，可用分馏法将它们分离，
A错误；将煤干馏制得煤焦油和焦炭属于煤的综合利用，B正确；
煤的气化是煤与水蒸气的反应，属于化学变化，煤的液化分直接液
化和间接液化，煤的直接液化是指煤与H2作用生成液体燃料，煤的
间接液化是指将煤先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲
醇，因此煤的液化属化学变化，C错误；将煤变为煤饼作燃料，不
属于煤的综合利用，D错误。
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4. 《天工开物·作咸》中记载了天然气的开发和利用，“西川有火
井，事奇甚，其井居然冷水，绝无火气，但以长竹剖开去节，合缝
漆布，一头插入井底，其上曲接，以口紧对釜脐，注卤水釜中，只
见火意烘烘，水即滚沸”。下列说法错误的是（ ）
A. 天然气的主要成分是CH4
B. 海底可燃冰的成分为CH4·nH2O
C. 天然气属于化石能源
D. 天然气燃烧时化学能全部转化为热能
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解析： 天然气的主要成分是甲烷，A正确；海底可燃冰是水合
甲烷，成分为CH4·nH2O，B正确；天然气属于三大化石能源之
一，C正确；任何能源转化不可能为百分之百，天然气燃烧时化学
能不能全部转化为热能，还会转化为光能等能量，D错误。
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5. 下列转化不属于煤、石油、天然气的综合利用的是（ ）
A. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B. 用天然气作化工原料生产甲醇
C. 将煤制成蜂窝煤作燃料
D. 将石油分馏获得汽油、柴油等
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解析： 将煤干馏制得煤焦油和焦炭属于煤的综合利用，A项不
符合题意；用天然气作化工原料生产甲醇属于天然气的综合利用，
B项不符合题意；将煤制成蜂窝煤作燃料，不属于煤的综合利用，
C项符合题意；石油分馏、裂化、裂解、催化重整都属于石油的综
合利用，D项不符合题意。
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6. 实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的馏分，装置如
图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A. 沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出
B. 蒸馏烧瓶中放入沸石可防止蒸馏时发生暴沸
C. 冷凝管中的冷凝水应该从a口进b口出
D. 温度计水银球和蒸馏烧瓶支管口下沿相平
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解析： 在蒸馏时，石油的温度逐渐升高，沸点较低的先气化馏
出，所以沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出，A正确；沸石
具有防暴沸作用，所以蒸馏烧瓶中放入沸石可防止蒸馏时发生暴
沸，减少安全事故的发生，B正确；冷凝管中水采用逆流方式，所
以b为进水口、a为出水口，C错误；温度计测量馏分温度，则温度
计水银球和蒸馏烧瓶支管口处相平，D正确。
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7. 蒸馏、分馏和干馏是化工生产的三种生产工艺，下列有关说法正确
的是（ ）
A. 三种工艺均需采用加热和冷却装置
B. 实验室中进行这三种操作时均需在烧瓶中进行
C. 三种工艺均是物理变化过程
D. 三种工艺均是化学变化过程
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解析： 蒸馏、分馏和干馏这三种工艺均需采用加热和冷却装
置，蒸馏、分馏属于物理过程，干馏是化学过程，A正确，C、D错
误；实验室中进行这三种操作时，蒸馏、分馏均需在蒸馏烧瓶中进
行，而煤的干馏需要在耐高温的仪器中进行，B错误。
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8. 用石油裂化和裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线
如下：
根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题：
（1）由CH2 CH2制得有机物A的化学反应类型是 。
解析：CH2 CH2与H2O发生加成反应，产物为CH3CH2OH。
加成反应
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（2）丙烯醛（CH2 CHCHO）中含有的官能团为
（填名称）。
解析：注意官能团有两个，碳碳双键和醛基。
（3）A与B合成丙烯酸乙酯反应的化学方程式是
，
该反应的类型是 。
解析：A与B分别含—OH和—COOH，它们可发生酯化反应
生成丙烯酸乙酯。
碳碳双键、醛
基
CH2 CHCOOH
＋CH3CH2OH CH2 CHCOOCH2CH3＋H2O
取代反应（或酯化反应）
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（4）由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是
。
解析：乙烯生成聚乙烯为乙烯的加聚反应。
nCH2 CH2 CH2—CH2
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9. 下列说法错误的是（ ）
石油 分馏产品 乙烯 CH2BrCH2Br
A. 石油主要是由烃组成的混合物
B. ①主要发生物理变化
C. ②包括裂化、裂解等过程
D. ③是加成反应，产物名称是二溴乙烷
解析： 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，A正确；分馏
是物理变化，B正确；由分馏产品得到乙烯发生了裂化、裂解，C
正确；乙烯与溴发生加成反应得到1，2-二溴乙烷，D错误。
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10. 下列说法不正确的是（ ）
A. 煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
B. 煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2
C. 汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物
D. 以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维
解析： 植物油是由C、H、O三种元素组成的有机物，不属于
碳氢化合物。
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11. （2024·天津部分区高一期末）以原油为原料生产有机高分子材料
聚乙烯、聚丙烯的流程如图：
下列说法错误的是（ ）
A. 流程中①表示的加工方法是分馏
B. 流程中②表示的加工方法是裂化、裂解
C. 流程中③由丙烯生成聚丙烯的方程式为nCH3CH
CH2
D. 整个流程中只发生了物理变化
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解析： 原油通过分馏得到烃类混合物，烃类物质通过裂解得
到小分子烯烃，烯烃通过加聚反应得到聚烯烃。流程中①表示的
加工方法是分馏，A正确；流程中②是由烃类物质得到小分子物
质，应该采用裂解和裂化的方法，B正确；丙烯生成聚丙烯的方
程式为nCH3CH CH2 ，C正确；裂解
和裂化生成新物质，属于化学变化，D错误。
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12. 丁烷催化裂解，其碳链按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种
烯烃：
C4H10 C2H6＋C2H4
C4H10 CH4＋C3H6
若丁烷的裂解率为90％，且裂解后两种烯烃的质量相等，则裂解
后得到的相对分子质量最小的气态烃在混合烃中的体积分数为（ ）
A. 11％ B. 19％
C. 40％ D. 50％
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解析：B 设丁烷的物质的量为1 mol，则裂解的物质的量为0.9
mol，设生成物C2H6、C2H4均为x mol，CH4、C3H6均为y mol，由
题意可得：28x＝42y，x＋y＝0.9，联立解得x＝0.54，y＝
0.36，所以CH4的体积分数应为 ×100％≈19％。
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13. 石油不仅是重要的能源，还是化工产品的重要原料。石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，石油分馏塔的示意图如图，回答下列问题。
常见馏分的性质及主要用途如表（部分
物质未列出）：
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名称 碳氢化合物中 碳原子的数 沸点/℃ 主要用途
汽油 5～11 20～200 私家车燃料
煤油 11～16 175～275 飞机燃料
柴油 15～18 250～400 中巴、巴士、重型汽车及工厂
燃料
润滑油 16～20 300～500 帮助机械零件的活动
重油 ＞20 ＞500 轮船、工厂、发电厂燃料
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（1）石油属于 （填“纯净物”或“混合物”），石油分
馏属于 （填“物理”或“化学”）变化。
解析：石油是各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，石
油分馏是利用石油中各组分的沸点不同，用蒸发和冷凝的方
法将它们分开的操作，属于物理变化。
混合物
物理
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（2）根据分馏塔的工作原理和各物质的沸点不同，填写馏分a、b
最有可能的成分：a （填序号，下同）；b 。
①汽油 ②煤油 ③润滑油
解析：根据表格中给出的沸点范围可知，a为汽油，b为
煤油。
①
②
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（3）实验室进行石油蒸馏实验的装置如图所示。仪器甲的名称为
，冷凝水的进水口为 （填“X”或
“Y”），沸石的作用是 。
直形冷凝管
Y
防暴沸
解析：根据仪器构造可知，甲为直形冷凝管。为充分冷凝蒸气，冷凝水应下进上出，所以进水口为Y。在加热液体混合物时，需要加沸石防止暴沸。
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14. 化石燃料是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。
（1）化石燃料包括煤、石油和 。
解析：化石燃料包括煤、石油和天然气。
天然气
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（2）请将对化石燃料进行综合利用的方法的名称填入下表的
横线处。
序号 原料 方法 产品
① 煤 出炉煤气、煤焦油和焦炭
② 石油 汽油
③ 重油 煤油
干馏
分馏
裂化
解析：①通过煤的干馏可以得到出炉煤气、煤焦油和焦炭；②通过石油的分馏可以得到汽油；③通过重油的裂化可以得到煤油。
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（3）由辛烷可制得一系列产品：C8H18 C4H8＋X，则X
是 （填化学式）；X在催化剂、加热、加压的条件下
可生成乙烯和乙烷，反应的化学方程式是
。
C4H10
C4H10 C2H4＋C2H6
解析：根据原子守恒可知X的化学式是C4H10；X在催化剂、
加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，反应的化学方程式
是C4H10 C2H4＋C2H6。
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（4）碳与水蒸气反应生成水煤气（CO和H2），反应的化学方程
式是 ；在此基础上，由水煤气
可进一步合成甲醇（CH3OH），则在相同条件下合成甲醇
所需的CO和H2的体积比是 。
C＋H2O（g） CO＋H2
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解析：碳与水蒸气反应生成水煤气（CO和H2），反应的化
学方程式是C＋H2O（g） CO＋H2；在此基础上，由水
煤气可进一步合成甲醇（CH3OH），反应的化学方程式为
CO＋2H2 CH3OH，则在相同条件下合成甲醇所需的
CO和H2的体积比是1∶2。
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第1课时 金属矿物的开发利用 海水资源的开发利用
课
程 标
准 1.了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和
原理。
2.以海水资源为例，形成工业上提取物质的一般思路和方法。
3.以海水资源、金属矿物的开发利用为例，了解依据物质性质及
其变化综合利用资源的方法，体会化学对促进人与自然和谐相处
的意义
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 金属矿物的开发利用
1. 金属元素在自然界中存在的形态
（1）极少数的不活泼金属（金、铂等）以 态的形式存
在。
（2）绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界。
2. 金属冶炼原理
将金属从其化合物中 出来，用于生产各种金属材料。
游离
化合物
还原
3. 金属冶炼方法
（1）加热分解法（写出化学方程式）
制Hg： 。
（2）电解法（写出化学方程式）
①制Mg： 。
②制Al： 。
③制Na： 。
2HgO 2Hg＋O2↑
MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑
2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑
2NaCl（熔融） 2Na＋Cl2↑
（3）热还原法
高温加热条件下用还原剂把金属还原出来。
①常用还原剂有 等。
②高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为
。
③铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为
。
焦炭、一氧化碳、氢气、铝
3CO＋
Fe2O3 2Fe＋3CO2
2Al＋
Fe2O3 2Fe＋Al2O3
4. 金属冶炼的方法与金属活动性的关系
提醒
（1）工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比
MgCl2的高，冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共
价化合物，熔融状态下不导电。
（2）四种热还原法优缺点的比较
5. 合理开发和利用金属资源的主要途径
（1）提高金属矿物的 。
（2）开发环保高效的金属冶炼方法。
（3）防止金属的 。
（4）加强废旧金属的回收和再利用。
（5）使用其他材料代替金属材料。
利用率
腐蚀
1. 人类使用金属的年代先后顺序与金属的活泼性有什么关系？
提示：金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态和金
属的活泼性。金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史
上出现相对晚一些。金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用
的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。
2. 在金属的冶炼中，一些活泼的金属也可作还原剂，将相对不活泼的
金属从其化合物中置换出来。例如铝热反应即是一个典型。（反应
如图所示）
实验操
作
实验现
象 ①镁条剧烈燃烧；②氧化铁和铝粉发生剧烈反应；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，有熔融物落入细沙中
实验结
论 在高温下，Al与Fe2O3发生反应，放出大量的热
（1）写出铝热反应的原理。（用化学方程式表示）
提示：Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3。
（2）该实验中，Mg条和氯酸钾的作用分别是什么？
提示：Mg条燃烧，提供能量，作为引发剂，KClO3是助燃
剂。
（3）利用铝热反应，铝也可以将Cr置换出来（反应物是Cr2O3）。
写出该反应的化学方程式。
提示：2Al＋Cr2O3 Al2O3＋2Cr。
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 2HgO 2Hg＋O2↑ 热分解法
B 2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑ 电解法
C Cu2S＋O2 2Cu＋SO2 热分解法
D Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 热还原法
解析： Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从
其化合物中还原出来，A正确；Al为活泼金属，通常用电解熔融
Al2O3的方法冶炼，B正确；Cu2S＋O2 2Cu＋SO2，该反应不
属于分解反应，所以采用的不是热分解法，C错误；高温下用CO作
还原剂冶炼铁，属于热还原法，D正确。
2. 冶炼金属一般有下列四种方法：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。四种方法在工业上均
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）从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的
分析不正确的是（ ）
A. （Ⅰ）用① B. （Ⅱ）用②
C. （Ⅲ）用③ D. （Ⅳ）用④
解析： 选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然界中的存在形式
及金属的活泼性。（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）发生的反应分别
是（Ⅰ）：Cu2（OH）2CO3 2CuO＋CO2↑＋H2O，C＋
2CuO 2Cu＋CO2↑，符合①；（Ⅱ）：Fe＋CuSO4 FeSO4＋
Cu，符合③；（Ⅲ）：2Al＋Cr2O3 Al2O3＋2Cr，符合③；
（Ⅳ）：先从光卤石中提取MgCl2，再电解熔融MgCl2：MgCl2（熔
融） Mg＋Cl2↑，符合④。
3. 下列关于铝热反应：2Al＋Fe2O3 Al2O3＋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之比为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： Fe2O3中Fe呈＋3价，每冶炼1 mol Fe转移 3 mol 电子，C
错误。
分点突破（二） 海水资源的开发利用
1. 海水中的水资源
（1）储量：海水中水的储量约占地球上总水量的 。
（2）海水中水资源的利用
97％
2. 海水中的化学资源
（1）海水中化学资源的特点
多样
性 含量最多的H、O两种元素，加上 、S、Ca、
K、Br、C、Sr、B、F等11种元素；其他元素为微量（＜1％）
分散
性 虽然海水中元素的种类很多，总储量 ，但许多元素的
富集程度却
Cl、Na、Mg
很大
很低
（2）海水化学资源的开发利用
①海水制盐
把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到氯化
钠。氯化钠除供食用外，还作为化工原料用于生产
、 、钠、氯气、 等。
②制取其他化工产品
从海水中制取 及其他化工产品。
烧
碱
纯碱
盐酸
镁、钾、溴
③海水淡化与化工生产、能源开发等相结合已经成为海水综
合利用的重要方向。如图为海水综合利用的示意图。
1. 海水提溴工艺流程如图所示：
（1）海水中加氯气的目的是什么？写出有关离子方程式。
提示：Cl2氧化Br－生成Br2，Cl2＋2Br－ Br2＋2Cl－。
（2）X是什么物质？目的是什么？写出有关离子方程式。
提示：X是SO2，目的是还原Br2进而吸收Br2生成HBr，使溴
得到富集；离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O 2Br－＋S
＋4H＋。
（3）Y是什么？目的是什么？
提示：Y是蒸馏塔，目的是蒸馏出Br2。
请思考下列问题：
2. 海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如图所示：
流程中步骤④中过氧化氢的作用是什么？这一步的离子方程式如何
书写？
提示：过氧化氢作氧化剂，可将I－氧化为I2，其离子方程式为H2O2
＋2I－＋2H＋ I2＋2H2O。
1. 海水中提取溴
（1）流程
（2）主要过程及反应原理
2. 海带中提取碘
（1）流程
（2）通入Cl2的反应原理
发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－ I2＋2Cl－。
提醒
萃取是利用溶质在不同溶剂中溶解度的不同而实现物质的分离。
如碘在CCl4或苯中的溶解度远大于在水中的溶解度，即可实现I2与水
的分离。（后续在选修课程中会学习）。
3. 海水提镁
（1）工艺流程
（2）主要的化学反应原理
CaCO3 CaO＋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↑
1. 海水是巨大的资源宝库。如图表示以海水为基本原料的相关工业，
其中不符合实际情况的是（ ）
解析： 海水中含有Cl、Na、K、Mg、Ca、Br、B等元素，通过
富集可以制取镁、食盐、单质溴等。海水中铁的含量很低，工业生
产不以海水为原料制备钢铁。
2. 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
（ ）
A. 将海带灼烧成灰 B. 过滤得到含I－ 溶液
C. 放出碘的苯溶液 D. 分离碘并回收苯
解析： 灼烧海带应使用坩埚，A错误；过滤时应用玻璃棒引
流，B错误；苯的密度比水的小，含I2 的苯层在上层，应从分液漏
斗上口倒出，C错误。
3. 海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、
食盐和溴的过程如图：
（1）步骤Ⅰ获得Br2的反应的离子方程式为
。
Cl2＋2Br－ 2Cl－＋
Br2
（2）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富
集的目的，其反应的化学方程式为
。
在该反应中，氧化剂是 （填化学式）；若反应中生成2
mol HBr，则消耗 mol SO2。
Br2＋SO2＋2H2O
H2SO4＋2HBr
Br2
1
（3）根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到
弱的顺序是 。
Cl2＞Br2＞SO2
解析：海水淡化可得到NaCl，电解熔融的NaCl可得到Na和
Cl2，利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br－得到Br2，发生的离
子反应为Cl2＋2Br－ Br2＋2Cl－，然后通入空气吹出Br2，
再用SO2水溶液吸收Br2，发生反应Br2＋SO2＋2H2O
H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应
中每生成2 mol HBr，消耗1 mol SO2，最后再向含HBr的溶液
中通入适量Cl2，蒸馏即可得到Br2。通过上述过程中的反应可
判断出三种物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞SO2。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. （2024·南京鼓楼区期末）下列有关金属冶炼的说法不正确的是
（ ）
A. 制Na：电解饱和NaCl溶液
B. 制Mg：电解熔融MgCl2
C. 制Fe：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的
氧化物
D. 制Cu：熬胆矾铁釜，久之亦化为铜
解析： 钠性质活泼，用电解熔融氯化钠的方法制取钠，电解
NaCl溶液得不到钠，A错误；因为MgO比MgCl2熔点更高，电解
MgO消耗大量电能，成本较高，即采用电解熔融MgCl2制取金属
Mg，B正确；铁较活泼，通常用热还原法冶炼，用CO还原铁矿石
（主要成分Fe2O3）制取铁，C正确；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，
发生的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应属于置换反
应，D正确。
2. （2024·湘潭高一检测）下表中金属的冶炼原理与方法完全正确的
是（ ）
选项 方法 冶炼原理
A 湿法炼铜 CuSO4＋2K Cu＋K2SO4
B 热分解法炼铜 Cu2S＋O2 2Cu＋SO2
C 电解法炼铝 2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑
D 热还原法冶炼钡 BaO＋H2 Ba＋H2O
解析： 在水溶液中K会迅速和水反应，不能置换出硫酸铜溶液
中的铜，湿法炼铜是用铁做还原剂，把硫酸铜溶液中的铜置换出
来，A不选；用Cu2S煅烧冶炼铜是火法炼铜，B不选；电解熔融的
氧化铝可以冶炼金属铝，C选；钡是非常活泼的金属，不能用氢气
从氧化钡中把钡置换出来，D不选。
3. （2024·沈阳沈河区期中）开发和利用海水资源是当前科学研究的
一项重要任务，如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。下
列说法正确的是（ ）
A. 工业生产中步骤①的沉镁试剂为NaOH
B. 步骤①～⑦中有三个步骤发生氧化还原反应
C. 步骤⑥中还需要SO2的参与
D. 实验室中步骤⑦可以通过如图装置完成蒸馏操作
解析： 从海水中提取Mg的过程中，需要将Mg2＋转化为Mg（OH）2沉淀，为降低生产成本，沉镁试剂为Ca（OH）2，A错误；步骤④、⑤、⑥、⑦发生的反应为氧化还原反应，B错误；步骤⑥中用热空气将Br2吹出后，需要用SO2吸收Br2，C正确；蒸馏操作中温度计水银球应该放在支管口，D错误。
4. 海洋是巨大的化学资源宝库。以下是从海带中获取粗碘操作流程
图，请回答下列问题：
（1）灼烧海带得到海带灰，经过浸取后得到海带提取液。下图所
示装置可用于灼烧海带的是 （填字母）。
解析：可用于灼烧海带的仪器是坩埚，即装置B。
B
（2）反应①中的氧化剂是 （填化学式）。
解析：反应①中发生的离子方程式：H2O2＋2I－＋2H＋ I2
＋2H2O，其中H2O2是氧化剂。
（3）上述流程，进行操作Ⅰ时加入的有机试剂为 （填“苯”或
“四氯化碳”）。
解析：根据反应②后的有机层在上层溶液，说明萃取剂的密
度比水小，而苯的密度比水小。
（4）操作Ⅱ的名称为 。
解析：从悬浊液得到固体粗碘，操作Ⅱ为过滤。
H2O2
苯
过滤
（5）反应②所得下层溶液，碘元素主要以I－和I 存在，写出反
应③得到I2的离子方程式 。
解析：反应③中I－和I 发生归中反应得到I2，离子方程式为
5I－＋I ＋6H＋ 3I2＋3H2O。
（6）为测定某含碘液废中I2的含量，取a mL废液，调节溶液pH
后，加入Na2S2O3溶液，恰好完全反应时消耗c mol·L－1
Na2S2O3溶液b mL（已知I2＋2S2 2I－＋S4 ），则
废液中I2的含量为 mg·mL－1。
5I－＋I ＋6H＋ 3I2＋3H2O
解析：由I2＋2S2 2I－＋S4 ，则n（I2）＝ n
（Na2S2O3）＝ ×c mol·L－1×b×10－3 L＝ ×10－3 mol，
则I2的质量为m（I2）＝ ×10－3 mol×254 g·mol－1＝
127bc×10－3 g＝127bc mg，a mL废液中I2的含量为
mg·mL－1。
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 许多国家十分重视海水资源的综合利用，下列物质中不需要通过化
学变化就能从海水中获得的是（ ）
A. Cl2、Br2、I2 B. Na、Mg、Al
C. 食盐、淡水 D. NaOH、H2
解析： 选项A、B、D中的物质必须经化学变化才能从海水
中获取。
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2. （2024·孝感高一联考）我国古典文献中有丰富的化学知识。《格
古要论》云：鍮石，自然铜之精也。今炉甘石（主要成分ZnCO3）
炼成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：铜一斤，炉甘石一斤，炼
之成（假）鍮石。下列说法错误的是（ ）
A. 假鍮石比鍮石更方便冲压成型
B. 假鍮石的炼制过程会有气体产生
C. 假鍮石的主要材质为合金
D. 假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应
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解析： 鍮石是纯铜，假鍮石是铜锌合金，合金硬度比其成分金
属的大，假鍮石硬度大，相对不方便冲压成型，A错误；假鍮石炼
制过程涉及反应：ZnCO3 ZnO＋CO2↑、2ZnO＋C 2Zn＋
CO2↑等，有气体产生，B正确；假鍮石是铜锌合金，主要材质为合
金，C正确；假鍮石的炼制过程中锌元素和碳元素的化合价发生改
变，涉及氧化还原反应，D正确。
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3. 胡粉[主要成分是2PbCO3·Pb（OH）2]具有败毒抗癌、杀虫疗疮的
功效，东汉炼丹理论家魏伯阳所著的《周易参同契》中记载：“胡
粉投火中，色坏还为铅”，下列说法错误的是（ ）
A. 胡粉难溶于水
B. 胡粉可与盐酸或硝酸反应
C. “火”中含有炭、CO
D. “还为铅”中的铅是指PbO
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解析： 胡粉的主要成分为2PbCO3·Pb（OH）2，由胡粉的主要成
分可知，其难溶于水，A正确；PbCO3和Pb（OH）2均可与盐酸或
硝酸反应，故胡粉可与盐酸或硝酸反应，B正确；古代的“火”是
由木材（主要成分为纤维素）燃烧产生的，纤维素不完全燃烧时会
产生一氧化碳、炭，C正确；“还为铅”指胡粉通过一系列反应被
还原为Pb，D错误。
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4. 金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属中，锂可以释放出更
多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁
之间，则冶炼金属锂应采用的方法是（ ）
A. 电解法 B. 热还原法
C. 热分解法 D. 铝热法
解析： Na、Mg都很活泼，常用电解法冶炼，而Li的金属性介
于Na与Mg之间，故Li也应采用电解法冶炼。
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5. 用铝热法还原下列化合物，若获得金属各1 mol，消耗铝最少的是
（ ）
A. MnO2 B. Cr2O3
C. WO3 D. CuO
解析： 根据选项氧化物中金属元素的化合价，获得1 mol Mn时
需转移4 mol电子，获得1 mol Cr时需转移3 mol电子，获得1 mol W
时需转移6 mol电子，获得1 mol Cu时需转移2 mol电子，则消耗铝
最少的是CuO。
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6. 如图是海水提溴的工艺流程。下列说法不
正确的是（ ）
A. 在海水中加“酸和氯气”中酸的作用是中
和海水中的碱性物质
B. “吹出塔”处热空气的作用是将多余的氯气吹出
C. “吸收塔”中发生的反应为Br2＋SO2＋2H2O H2SO4＋2HBr
D. 以上流程“吹出塔”和“吸收塔”内的反应是为了富集海水中的溴
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解析： 在海水中加“酸和氯气”中酸的作用是中和海水中的碱
性物质，增强Cl2的氧化能力，A正确；“吹出塔”处热空气的作用
是将生成的溴吹到“吸收塔”中，B错误；由题图可知，Br2被SO2
和H2O吸收得到HBr溶液，发生的反应为Br2＋SO2＋2H2O
H2SO4＋2HBr，C正确；通过“吹出塔”和“吸收塔”中发生的反
应富集溴，再通过“蒸馏塔”把Br－氧化为Br2，冷却溴的蒸气得到
液溴，D正确。
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7. 自然界并不缺少“镁”，缺少的是发现“镁”的眼晴。海水中镁的
绝对含量高但相对浓度却小[c（Mg2＋）约为0.054 mol·L－1]。工业
上常从海水中提镁，其生产过程的讨论方案如图所示：
（1）要实现对海水中镁元素的富集，一般采取 （填序号）。
①直接往海水中加入沉淀剂；
②利用晒盐后的苦卤水，向其中加入沉淀剂；
③先加热蒸发海水，再加入沉淀剂。
②
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解析：要实现对海水中镁元素的富集，一般采取的方法为
先沉淀后溶解沉淀，即利用晒盐后的苦卤水，向其中加入
沉淀剂。
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（2）根据下表中4种试剂的市场价格数据，选择 做沉
淀剂最合理，如果“提镁”工厂就建在海边， 是生产
这种试剂的最好原料。
试剂 NaOH KOH Ca（OH）2 Ba（OH）2
价格（元/吨） 3 300 9 500 580 3 500
Ca（OH）2
贝壳
解析：根据表中4种试剂的市场价格数据，选择Ca（OH）2做沉淀剂最合理，因为其成本最低，如果“提镁”工厂就建在海边，可灼烧贝壳（主要成分为CaCO3），来获取Ca（OH）2。
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（3）根据下表中3种电解质的熔点数据，上图方案中，方案 最
优；电解的化学方程式 。
电解质 MgCl2 MgO MgSO4
熔点/℃ 714 2 800 1 327
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MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑
解析：根据表中3种电解质的熔点数据，MgCl2的熔点最低，
故使其熔融所耗能量最少，方案1最优，电解的化学方程式为
MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑。
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（4）电解所得的镁蒸气冷却后即为固体镁，冷却镁蒸气可以选择
（填字母）氛围。
A. N2 B. CO2 C. Ar D. 空气
解析：电解所得的镁蒸气冷却后即为固体镁，冷却镁蒸气可
以选择在稀有气体Ar气氛围中，原因是金属Mg在高温下会和
氮气、二氧化碳、空气中的O2发生化学反应。
C
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8. （2024·海口琼山区月考）宋应星在《天工开物·五金·倭铅》中记载
了锌的火法冶炼工艺：“每炉甘石（主要成分为ZnCO3）十斤，装
载入一泥罐内，封裹泥固，以渐砑干，勿使见火拆裂。然后逐层用
煤饼垫盛，其底铺薪，发火锻红，罐中炉甘石熔化成团，冷定毁罐
取出。”依据上述材料下列说法不正确的是（ ）
A. 火法冶炼锌的反应：ZnCO3＋2C Zn＋3CO↑
B. 煤饼既提供热能又提供还原剂
C. 装罐、封裹泥固的目的是防止锌被氧化
D. 罐中炉甘石熔化是指ZnCO3熔化成液态的
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解析： 火法冶炼锌的反应为ZnCO3＋2C Zn＋3CO↑，A正
确；煤饼中的C既能用作还原剂，也能燃烧提供热量，B正确；Zn
是活泼金属，加热条件下容易与空气中的氧气反应，C正确；罐中
炉甘石熔化是指ZnCO3汽化，D错误。
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9. 海洋锰结核中含有大量锰、铁、铜、钴等金属元素，被公认为是一
种重要的陆地矿产替代资源。已知铝、锰、锌、铁、钴（Co）、
铜的金属活动性依次减弱。下列冶炼方法或反应不能达到制取对应
金属单质目的的是（ ）
A. 3MnO2＋4Al 3Mn＋2Al2O3
B. 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
C. Cu2S＋O2 2Cu＋SO2
D. 2Co2O3 4Co＋3O2↑
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解析： 锰是一种难熔金属，活动性介于Al和Zn之间，可用
铝热法冶炼，A能达到目的；工业上常用热还原法炼铁，B能达
到目的；铜活泼性较差，利用火法炼铜，C能达到目的；不活泼
的金属如汞、银用热分解法冶炼，钴不能用热分解法冶炼，D不
能达到目的。
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10. （2023·江苏学业考试）用镁还原TiCl4可制取高熔点的金属钛，工
艺流程如图。
下列说法不正
确的是（ ）
A. 工业上电解熔融MgCl2可制备金属Mg
B. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4 Ti＋
2MgCl2
C. 用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气
D. “真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2汽化，实现与Ti的分离
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解析： 工业上电解熔融MgCl2可制备金属Mg，A正确；还原
时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4 Ti＋2MgCl2，B正
确；用金属镁还原TiCl4过程中，需通入Ar作保护气，N2不能做保
护气，C错误；真空蒸馏时，需要将金属Mg、MgCl2分离除去，
由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质Mg
和MgCl2的沸点，D正确。
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11. 某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液
溴，查阅资料可知：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性。设计
了如下操作步骤（主要实验装置如图，夹持装置略去）：
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①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2
至反应结束；②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；③
进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；④关闭b，打开a，再通
过A向B中缓慢通入足量Cl2；⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液
溴。请回答：
（1）实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为
。
解析：实验室采用加热MnO2和浓盐酸的方法制备氯气。
MnO2＋
4HCl（浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
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（2）步骤②中鼓入热空气的作用为
。
解析：热空气可以将溴蒸气吹出，步骤②中鼓入热空气的作
用是使A中生成的Br2随空气流进入B中。
（3）步骤③中发生的主要反应的离子方程式为
。
解析：二氧化硫具有还原性，能被溴氧化，则步骤③中发生
的主要反应的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O 4H＋＋2Br
－＋S 。
使A中生成的Br2随空气流进
入B中
Br2＋SO2＋
2H2O 4H＋＋2Br－＋S
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（4）此实验中尾气可用 （填字母）吸收处理。
a.水 b.浓硫酸
c.NaOH溶液 d.饱和NaCl溶液
解析：氯气、SO2等气体可以用氢氧化钠溶液吸收，故c
项正确。
c
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（5）若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形
瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸
之前，C中反应生成了NaBrO3等，请写出滴加稀硫酸时发生
反应的离子方程式：
。
5Br－＋Br ＋6H＋ 3Br2＋
3H2O
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解析：滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，这说明
溴和碳酸钠溶液发生氧化还原反应，反应的化学方程式为
3Br2＋3Na2CO3 5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑。滴加稀硫酸
时发生反应的离子方程式为5Br－＋Br ＋6H＋ 3Br2＋
3H2O。
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