(共25张PPT)
章末核心素养整合
专题一
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或水蒸气,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。
如用H2O2做氧化剂,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。
【典型例题1】(双选)利用海洋资源获得的部分物质如图所示,有关说法正确的是( )。
?
A.在化学反应中,
可转变为D2O
B.“加碘食盐”生产中碘添加剂为碘酸钾
C.实验室用带橡胶塞的棕色瓶贮存液溴
D.电解熔融的MgCl2可得到Mg和Cl2
答案:BD
解析:A项,海水中存在重水,海水蒸馏是物理变化不能实现水转化为重水的分子变化,故A错误;B项,加碘食盐是添加了碘酸钾,故B正确;C项,溴单质具有强氧化性和腐蚀性,不能用橡胶塞而应该用玻璃塞,Br2易挥发,密度比水的大,所以应保存在棕色瓶中,避免光照,并放在阴凉处,同时在液溴表层加水,就是所谓的液封,防止其挥发,故C错误;D项,MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑,因此电解熔融MgCl2可得到Mg和Cl2,故D正确。
【典型例题2】如图为从海带中提取碘的工业生产流程,下列有关说法错误的是( )。
A.因海水中蕴藏着极其丰富的碘元素,所以工业上也可以直接用海水来提取碘元素
B.碱化操作时,加入NaOH溶液的目的是在碱性溶液中,可溶性有机物质可形成沉淀
C.在实验室进行氧化操作时,加入的氧化剂可以是新制氯水、过氧化氢溶液等
D.在实验室进行过滤操作时,需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
答案:A
解析:A项,海水中的碘浓度很小,不可以直接用海水来提取碘元素,错误;B项,由从海带中提取碘元素的工业流程可知,海带浸泡后加碱进行碱化,过滤得到有机物沉淀,正确;C项,提取海带中碘元素时,为保证I-完全氧化为I2,当加入的氧化剂为H2O2时,被还原后的产物为水,不引入杂质,当加入的氧化剂为新制氯水时,氯气可将碘离子氧化为碘单质,正确;D项,过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,正确。
专题二
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。
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。
特别提醒
(1)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。(2)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。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:
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。
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。
(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为:
(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,至于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。
【典型例题3】某工厂从含硫酸钡、氧化铜、氧化亚铁、氧化铝和少量氧化银的废渣中回收金属的工艺流程如图所示:
(1)滤渣①的化学式为 ,是 (填“强”“弱”或“非”)电解质。?
(2)加入过量铁粉,被还原的金属阳离子有 。过氧化钠的电子式为 。?
(3)滤液④的溶质是 。
B电解方程式为 ?
。?
(4)写出滤渣③生成A的化学方程式:?
。?
解析:(1)BaSO4不溶于稀硝酸,是离子化合物,溶解的部分完全电离,属于强电解质。(2)加入过量铁粉,被还原的金属阳离子有Fe3+、Cu2+、Ag+。过氧化钠是离子化合物,既有离子键,又有共价键。(3)通入过量的二氧化碳,生成的是NaHCO3和Al(OH)3。Al(OH)3受热分解生成Al2O3,熔融态的Al2O3电解生成铝单质和氧气。(4)过氧化钠将滤液②中Fe2+氧化为Fe3+,滤渣③为Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解,失水生成红棕色的Fe2O3。(共52张PPT)
第二节 化学品的合理使用
目
标
素
养
1.知道合理使用化肥的重要性。了解常见农药的组成,通过农药对环境的影响以及对人体健康的危害,知道常见的防止农药中毒的措施。
2.认识药物的毒副作用和远离毒品的重要意义。
3.知道食品添加剂的种类,了解食品添加剂的作用。能通过食品的标签识别食品添加剂,并能说出这些食品添加剂的主要作用,培养科学生活的能力。
知
识
概
览
一、化肥、农药的合理施用
1.化肥的合理施用。
合理施用化肥,除了要考虑土壤 酸碱 性、作物营养状况等因素,还必须根据化肥本身的性质进行科学施用。例如,硝酸铵是一种高效氮肥,但 受热 或者经 撞击 易发生爆炸,因此必须作改性处理后才能施用。?
氨水和尿素的肥效特点是什么?
提示:氨水呈碱性且具有刺激性气味,施肥时不能让它接触植物,且氨水易挥发会使肥效降低;尿素含氮量高,肥效高,本身呈中性,适用于各种土壤以及各种农作物,不会出现土壤酸化、变硬或板结等情况。
2.农药的合理施用。
人类早期使用的农药有除虫菊、烟草等植物和
波尔多液
、石灰硫黄合剂等无机物。后来,人们研制出了有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等有机合成农药,使农药向着 高效 、 低毒 和 低残留 的方向发展。?
二、合理用药
(1)抗酸药。
胃酸(主要成分HCl)过多会导致消化不良和胃痛,服用抗酸药[主要成分有Al(OH)3、Mg(OH)2、CaCO3等]可缓解胃部不适,请写出相关反应的化学方程式:
(2)解热镇痛药——阿司匹林。
①化学名称: 乙酰水杨酸 。?
②结构简式:__________________。?
(3)抗疟疾新药。
我国科学家 屠呦呦 因成功分离提取出 青蒿素 并应用于疟疾治疗而获得了 2015 年诺贝尔生理学或医学奖。
?
青蒿素结构简式
(4)长效缓释药物。
缓释药物可以减少每天吃药的次数,方便了人们的药物使用。制造方法:①改变药物的剂型;②将生物活性基团嫁接到高分子的基体上制成高分子药物。
2.药物的作用方式。
(1)通过改变机体细胞周围的 物理 、 化学 环境而发挥药效。?
(2)通过 药物分子 与机体 生物大分子的功能基团 结合而发挥药效,其 分子结构 与 生物活性 密切相关。?
3.合理用药。
合理用药必须在医生、药师指导下,遵循
安全
、
有效 、 经济 和 适当 等原则,主要考虑 药物 和 机体 两个方面。?
(1)药物方面:考虑 剂量 、 剂型 、 给药途径 和
时间 等因素。?
(2)机体方面:考虑患者 年龄 、 性别 、 症状 、
心理 和 遗传 等因素。?
4.不能滥用药物。
滥用药物危害巨大。滥用药物指没有医生处方长期服用
安眠药 或 镇静剂 ;滥用 抗生素 ;运动员服用
兴奋剂 ;等等。吸毒对个人和社会的危害极大。每个人,尤其是青少年一定要远离毒品。?
三、安全使用食品添加剂
1.定义。
食品添加剂是指为 改善食品 品质和色、香、味,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的 人工合成 或
天然物质 。?
2.常见食品添加剂。
(2)增味剂——味精。
①化学名称: 谷氨酸钠 。?
②结构简式:___________________________。?
(3)膨松剂:碳酸氢铵、碳酸氢钠等。
(4)凝固剂:氯化镁、硫酸钙、葡萄糖酸-δ-内酯等。
(5)防腐剂:苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、亚硝酸钠等。
(6)抗氧化剂:抗坏血酸(即维生素C)、丁基羟基茴香醚等。
(7)营养强化剂:碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等。
3.食品添加剂的使用。
严格按照《食品安全国家标准
食品添加剂使用标准》的规定使用。
有同学说:“天然的食品添加剂都是无害的,合成的食品添加剂都是有害的。”这种说法对吗?
提示:天然的食品添加剂不一定无害,合成的也不一定有害,无论是合成的还是天然的食品添加剂,只要在限定范围内使用,都是无害健康的。
一
常见的化肥
重难归纳
常见化肥的种类与性质。
施用草木灰时应注意什么问题?
提示:因草木灰中的钾盐主要是K2CO3,极易溶于水,易流失,故不要在大雨前施用,施用后也不宜大量浇水;另外,草木灰是碱性的,不能与硫酸铵、碳酸铵等铵态氮肥混用,否则易造成氮肥损失。
典例剖析
下列化肥不能混合使用的是( )。
A.NH4Cl和(NH4)2SO4
B.K2CO3和KCl
C.Ca(H2PO4)2和K2CO3
D.Ca(H2PO4)2和KCl
答案:C
解析:K2CO3与Ca(H2PO4)2作用生成难溶性的Ca3(PO4)2,导致磷肥肥效降低。
学以致用
为同时施用分别含有N、P、K
3种元素的化肥,在给定的化肥:①K2CO3、②KCl、③Ca(H2PO4)2、④(NH4)2SO4、⑤氨水中,最适宜的组合是( )。
A.①③④
B.②③④
C.①③⑤
D.②③⑤
答案:B
解析:碱性化肥与酸性化肥不能混合使用,如K2CO3与Ca(H2PO4)2混合使用时,生成CaHPO4或Ca3(PO4)2,两者难溶于水,从而降低植物对P的吸收;K2CO3与(NH4)2SO4混合使用时,生成易挥发的NH3,使化肥的含氮量减少。
二
合理用药
重难归纳
一些家庭常用药物及其作用。
在医疗上,对胃酸过多者,可服用NaHCO3,但对胃溃疡并伴有轻度胃穿孔、胃酸过多者都要改服Al(OH)3胶囊,原因是什么?
提示:NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O,生成CO2使胃内压强增大,从而加重胃壁穿孔,改服Al(OH)3胶囊可以避免上述不足。
典例剖析
“水能载舟,亦能覆舟”,药物能治病,但用药不当也能给人带来伤害,我们应遵医嘱,合理用药。关于药品的使用与作用,下列说法正确的是( )。
A.OTC表示非处方药
B.毒品就是有毒的药品
C.西药都是人工合成的,有毒,不能随便吃,中药是天然的,无毒,可放心食用
D.没有医生处方也可以长期服用安眠药
答案:A
解析:OTC是非处方药,是不需持有医生处方就可直接从药店或药房购买使用的药物;不管是中药还是西药,合成的还是天然的,大多数有副作用,不可滥用;没有医生处方不可以长期服用安眠药。
学以致用
关于小药箱中常备药物的作用叙述错误的是( )。
A.板蓝根冲剂用于治疗感冒
B.氟哌酸用于退热止痛
C.阿司匹林用于退热止痛
D.胃舒平用于抑酸止胃痛
答案:B
解析:对于常见药物的作用,应知道和了解。氟哌酸是抑菌消炎药,用于治疗急性肠胃炎导致的腹泻。
三
安全使用食品添加剂
重难归纳
1.人体所需的基本营养成分:糖类、蛋白质、油脂、无机盐、维生素、水,有时膳食纤维也称为“第七营养素”。食品中除本身含有的营养素之外按要求所添加的物质,均称为食品添加剂。
2.使用食品添加剂的必要性。
不做防腐处理的食品往往比使用了无害剂量的防腐剂的食品具有更大的危险性,这是因为变质的食物往往会引起食物中毒或诱发疾病。
3.食品添加剂的作用有以下四点。
(1)控制食品的化学变化、物理变化、微生物变化,以减少因食品变质而引起的损耗,降低微生物的危害,保证食品的质量。
(2)延长食品的有效保存期。
(3)便于食品加工,有利于加工工艺。
(4)改善食品的色、香、味和营养价值。
4.纠正认识误区。
化学合成的添加剂不一定有毒,天然的添加剂不一定无毒。
事实证明,具有相同化学结构和质量指标的化学合成物质与天然物质的提取物的性质没有什么区别。
5.食品添加剂的使用原则。
(1)不应对人体产生任何健康危害。
(2)在食品加工中具有工艺必要性,不能以非法目的使用食品添加剂。
(3)在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量。
(4)不应掩盖食品腐败变质。
(5)不应降低食品本身的营养价值。
特别提醒
过量使用添加剂对人体有害,适量使用有益健康。在选择包装食品时,要注意查看食品添加剂的种类是否合格,剂量是否符合安全规定。
(1)用化学方程式表示在面粉中加入一定量的NaHCO3,会使蒸出的馒头变得松软。
(2)甲醛也有防腐作用,为什么不能用甲醛作为食品防腐剂?
提示:甲醛确实有防腐作用,可用于浸制生物标本。但甲醛有毒,对人体有危害作用,故不能用甲醛作为食品防腐剂。
典例剖析
下列食品添加剂与类别对应正确的一组是( )。
A.着色剂——胡萝卜素、苯甲酸钠
B.增味剂——亚硝酸钠、味精、食盐、糖
C.防腐剂——氯化钠、山梨酸钾、糖
D.营养强化剂——腌制肉类食品中加亚硝酸钠
答案:C
解析:A项,胡萝卜素是着色剂,但苯甲酸钠是防腐剂,故A错误;B项,味精是增味剂,但亚硝酸钠是防腐剂,故B错误;C项,氯化钠、山梨酸钾、糖可以作防腐剂,故C正确;D项,亚硝酸钠为防腐剂,不是营养强化剂,故D错误。
学以致用
有关食品添加剂的说法错误的是( )。
A.食品中加着色剂或发色剂,使其呈现良好的色泽
B.着色剂分食用天然色素和食用合成色素
C.食品添加剂大多数没有营养价值
D.着色剂毒性较强,不能使用
答案:D
解析:着色剂和发色剂是指以给食品着色和改善食品色泽为目的的食品添加剂,着色剂按其来源和性质分为食用天然色素和食用合成色素。食品中的添加剂使用量很少,且不属于营养物质,着色剂毒性较小,在最大使用量范围之内,可以安全使用,故选D项。
1.下列化学肥料中,属于复合肥的是( )。
A.NH4NO3
B.CO(NH2)2
C.KNO3
D.K2SO4和NH4Cl的混合物
答案:C
解析:含N、P、K元素中的两种或两种以上的化合物属于复合肥料,A、B都只含N元素,D是混合物。
2.市场上出售的紫葡萄,表皮上常附着一些浅蓝色的斑点,它是为防治霉菌而喷洒的农药波尔多液。波尔多液中含有一种有毒的盐,因此在吃葡萄之前,应将葡萄浸泡在水中一段时间。这种有毒的盐是( )。
A.氯化钡
B.硫酸铜
C.硝酸银
D.碳酸钠
答案:B
解析:波尔多液是用硫酸铜、生石灰、水按一定的比例配制而成的,因此波尔多液中含有的有毒的盐是硫酸铜。
3.下列关于食品添加剂的叙述不正确的是( )。
A.发酵粉中的碳酸氢钠属于食品添加剂中的膨松剂
B.味精可作增味剂
C.甲醛是一种很好的食品防腐剂
D.苯甲酸钠可用作食品添加剂
答案:C
解析:A项,加工面食时,常用小苏打即碳酸氢钠作膨松剂,A项正确;B项,味精可作增味剂,B项正确;C项,甲醛有毒,不能作食品防腐剂,C项错误;D项,苯甲酸钠可用作食品添加剂,D项正确。
4.(双选)下列食品添加剂中,属于营养强化剂的是( )。
A.NaHCO3
B.维生素
C.ZnSO4
D.胡萝卜素
答案:BC
解析:NaHCO3属于膨松剂,维生素、ZnSO4是营养强化剂,胡萝卜素是着色剂。
5.化学与生活密切相关。下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )。
A.增味剂
B.防腐剂
C.增稠剂
D.着色剂
答案:B
解析:A项,增味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,故A错误;B项,防腐剂可减小氧化的反应速率,与速率有关,故B正确;
C项,增稠剂是改变物质的浓度,与速率无关,故C错误;D项,着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故D错误。
6.人们为保证身体健康,生病时需要服药,但药品通常既有治疗作用,又有副作用。据此回答:
(1)工业上制备阿司匹林的化学方程式为?
,?
长期大量服用会
。?
(2)抗酸药是治疗胃酸过多的一类药品。请写出以下几种抗酸药中和胃酸反应的离子方程式。
①Al(OH)3:
。?
②NaHCO3:
。?
解析:(1)工业上用水杨酸和乙酸酐为原料合成阿司匹林。长期服用会有胃肠道反应和水杨酸反应,导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。
(2)胃酸中含有盐酸,与Al(OH)3和NaHCO3反应。(共28张PPT)
第3课时
煤、石油和天然气的综合利用
煤、石油和天然气的综合利用
1.从煤、石油和天然气中获得基本化工原料。
(1)煤的组成和加工。
①煤的组成。
②煤的加工方法及产品。
(2)天然气的组成和利用。
(3)石油的组成和加工。
若从煤焦油中分离出芳香烃,应采用什么方法?
提示:煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同,利用蒸馏法进行分离。
石油的裂化和裂解有何区别和联系?
提示:裂化和裂解的原理相同,只是裂解选用的温度比裂化温度更高,因此裂解又称之为深度裂化。
2.以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。
(1)三大合成材料: 塑料 、 合成橡胶 、 合成纤维
,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)合成高分子化合物的常见反应类型。
加聚反应:由相对分子质量小的化合物通过 加成反应 相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。如?
注意a.单体:聚合成高分子化合物的小分子化合物,如CH2=CH2。
b.链节:高分子化合物中的最小重复单元,如
—CH2—CH2—。
c.聚合度:高分子化合物中的链节数,如聚乙烯中的n。
煤、石油、天然气的综合利用
重难归纳
1.“三馏”比较。
2.化学中“两裂”的比较。
3.化学“六气”的主要成分。
(1)煤的加工方法有哪些?
提示:干馏、气化、液化。
(2)蒸馏与分馏的主要区别是什么?
提示:它们的原理相同,主要区别是蒸馏得到的是单一产品,分馏得到的是沸点不同的多种产品。
典例剖析
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
答案:C
解析:煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用,而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率,不属于综合利用;石油裂解属于石油的综合利用。
学以致用
下列说法中错误的是( )。
A.石油是混合物,石油分馏得到的汽油也是混合物
B.含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C.焦炭是煤干馏的一种重要产品
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
答案:D
解析:石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料,但产量不高。通常采用裂化的方法,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,提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素,并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物,可以生产芳香族化合物苯和甲苯。
1.下列说法中正确的是( )。
A.煤不可以直接液化,只能间接液化
B.将煤在空气中加强热使之分解的过程,称为煤的干馏,也叫煤的焦化
C.将石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料
D.用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油
答案:D
解析:A项,煤既可以直接液化,也可以间接液化,错误。B项,煤在隔绝空气加强热的条件下分解的过程称为煤的干馏,而不是在空气中,错误。C项,石油分馏主要得到汽油、煤油等,乙烯、丙烯等可通过石油裂化、裂解获得,错误。D项,分馏获得的汽油主要成分是饱和烃,裂化获得的汽油中含有不饱和烃,两者可用溴的四氯化碳溶液鉴别,正确。
2.(双选)喷水溶液法是科学家近期研制出的一种使沙漠变绿洲的新技术。它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯(
)“水溶液”,“水溶液”中的高分子化合物与沙土粒子相结合,在地表下30~50
cm处形成一个厚0.5
cm的隔水层,既能阻止地下的盐分上升,又有拦截蓄积雨水的作用。下列关于聚丙烯酸酯的说法中,不正确的是( )。
A.合成它的小分子化合物是CH3—CH2—COOR
B.它可由CH2=CH—COOR经过加成聚合反应而得到
C.在一定条件下能发生水解反应
D.能发生加成反应
答案:AD
解析:聚丙烯酸酯为加聚反应的产物,其单体为CH2=CH—COOR,故A错误,B正确;聚丙烯酸酯中含—COOR,能发生水解反应,故C正确;聚丙烯酸酯中不含碳碳双键或三键等,不能发生加成反应,故D错误。
3.下列关于化石燃料加工的说法正确的是( )。
A.石油裂化主要得到乙烯
B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油
C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径
答案:C
解析:石油裂化主要得到更多的液态轻质油,A错误;石油的分馏是指在加热条件下将石油分成不同沸点范围的产物的过程,属于物理变化,B错误;煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程,其产物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气,C正确;由煤制取煤气的过程中,煤中的碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,两者的混合物被称为“水煤气”,这个过程发生的是化学变化,D错误。
4.有关煤的叙述中,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
B.煤是由多种有机化合物组成的混合物,内含煤焦油等成分
C.煤除了含有C、H元素外,还含有少量的N、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之一
答案:B
解析:A项,通过煤的干馏可以获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃,故A说法正确;B项,煤是由无机物和有机物组成的复杂的混合物,主要以碳元素为主,不含煤焦油,故B说法错误;C项,煤中主要以碳元素为主,还含有少量H、N、S等元素,故C说法正确;D项,煤是不可再生能源,节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键之一,故D说法正确。
5.下图是实验室干馏煤的装置图。
(1)指出图中仪器名称:
a. ,d. 。?
(2)仪器d的作用是
,c中液体有 和 ,其中无机物里溶有 ,可用 检验出来。有机物可以通过 的方法使其中的重要成分分离出来。?
(3)e处点燃的气体主要成分有 (填化学式),火焰的颜色是 。?
答案:(1)酒精喷灯 烧杯
(2)盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨 酚酞溶液(答案合理即可) 分馏
(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO 淡蓝色
解析:本题是关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH2,燃烧时呈淡蓝色火焰。(共48张PPT)
第2课时 海水资源的开发利用
一、海水水资源的开发利用
1.海水化学资源的特点。
2.海水水资源的利用。
(1)海水水资源。
(2)类型。
(3)海水的蒸馏。
?
①主要仪器:A 蒸馏烧瓶 ,B 直形冷凝管 ,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 。?
海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别?为什么?
提示:因为海水蒸馏得到的是淡水,水的沸点为100
℃(常压下)无须用温度计,因此可不用蒸馏烧瓶,而换为圆底烧瓶。
二、海水化学资源的开发利用
1.海水化学资源的开发利用。
2.新能源的开发。
(1)从海水中提取铀和重水,铀和重水是核能开发中的重要原料。
(2)潮汐能、波浪能是待开发的新型能源。
海水制盐属于物理变化还是化学变化?
提示:海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出,因此属于物理变化。
一
海水水资源的利用
重难归纳
1.海水蒸馏实验的操作步骤。
连接装置→检查装置气密性→向烧瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热→收集蒸馏水→停止对烧瓶加热→待冷却至室温后停止通入冷却水→整理仪器。
2.海水蒸馏实验的注意事项。
(1)烧瓶加热时,一定要垫石棉网,防止烧瓶炸裂。
(2)烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容积的。
(3)冷凝管内的冷却水要从下口入、上口出,这样冷却的效果最好。
(4)加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
(5)实验前认真检查装置的气密性。
(6)当烧瓶中有少量液体时,停止加热。
(7)实验结束时,应先停止加热,后停止通入冷却水。
(1)进行海水的蒸馏实验时,烧瓶中为什么要放入少量沸石?冷凝管中冷却水的流向如何?
提示:在烧瓶中放少量碎瓷片或沸石,目的是防止液体暴沸;冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。
(2)结合对本课时内容的预习,讨论海洋中哪些能源可转化为蒸馏海水时所需的能量。
提示:潮汐能、核能可转化为电能给蒸馏海水加热。
典例剖析
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
答案:C
解析:海水中的钾元素以化合态形式存在,要使化合态转化为游离态,一定发生氧化还原反应,A不正确;海水蒸发制海盐,是发生了物理变化,B不正确;电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2,C正确;潮汐发电是将机械能转化为电能,因此D也不正确。
学以致用
海水淡化可使用蒸馏法。如图所示为以自来水为原料制取蒸馏水的实验装置,请回答下列问题。
(1)图中的两处明显错误
① ;
② 。?
(2)仪器A的名称是 ,仪器B的名称是 。
(3)实验时A中除加入自来水外,为防止液体暴沸还需加入少量 。?
答案:(1)①温度计的水银球插入液体中
②冷却水进出口方向反了
(2)蒸馏烧瓶 冷凝管
(3)碎瓷片(或沸石)
解析:(1)蒸馏时,温度计测量的是水蒸气的温度,而不是溶液的温度,所以温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口处;根据题图,冷却水应“下进上出”。(2)观察题图可知,A是蒸馏烧瓶,B是冷凝管。(3)由于需要加热,所以A中还要加入碎瓷片(或沸石)以防止液体暴沸。
二
海水中提取溴和碘
重难归纳
1.海水提溴。
(1)工艺流程。
(2)基本操作。
2.海带中提取碘。
(1)海带中含有碘元素的检验。
①反应原理:2I-+2H++H2O2==I2+2H2O,淀粉遇I2变蓝色。
②流程:
(2)海带中提碘。
①工艺流程:
②主要化学原理:
Cl2+2I-==2Cl-+I2
最后单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
特别提醒
苯的密度比水的小,萃取I2的苯层在上层,从分液漏斗上口倒出。
(1)阅读下面文字,交流讨论后面的问题。
空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法:在预先经过酸化的浓缩海水中通入氯气使溴离子成为单质溴,继而通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸,以达到富集的目的。然后,再用氯气将其氧化得到溴,最后蒸馏得到液溴。
①通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,是利用了溴的什么性质?
②除通过蒸馏提取液溴外,还有什么方法可提取液溴?
提示:①溴的沸点低,易挥发。
②由于溴易溶于有机溶剂,还可用萃取的方法提取液溴。
(2)下面流程图为海带中碘元素检验的实验步骤,据此思考回答问题。
①海带灼烧前,为什么不用水冲洗海带表面的附着物,而是用刷子刷?
②写出加入稀硫酸酸化的H2O2时发生的离子方程式。
③根据什么现象证明海带中有碘元素?
提示:①为减少海带中I-的流失,不能用水冲洗。
②2I-+H2O2+2H+==I2+2H2O
③当加入淀粉溶液时,溶液变蓝,证明有I2生成,从而说明海带中含有碘元素。
典例剖析
海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
(1)步骤①反应的离子方程式是?
。?
(2)步骤③反应的化学方程式是?
。?
从理论上考虑,下列也能吸收Br2的是 。?
A.NaOH
B.FeCl2
C.Na2SO3
D.H2O
(3)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~90
℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因?
。?
(4)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏得到液溴????
。?
答案:(1)2Br-+Cl2==Br2+2Cl-
(2)SO2+Br2+2H2O==H2SO4+2HBr ABC
(3)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,所得气体中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低
(4)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高。而“溴水混合物Ⅱ”实际上将溴水浓缩了
解析:(1)(2)2Br-+Cl2==Br2+2Cl-,SO2+Br2+2H2O==2HBr+
H2SO4;只从理论上考虑,NaOH具有强碱性,能吸收Br2,Fe2+、
具有强还原性,也能吸收Br2,但Br2在水中的溶解度较小,用水不能将Br2充分吸收。(3)温度过高,大量水蒸气随溴排出,所得气体中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低。(4)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高。经过“空气吹出、SO2吸收、Cl2氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩了。
学以致用
某同学为了验证海带中含有碘,拟进行如下实验,请回答相关问题。
(1)第1步:灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有 (填字母,限填3项)。
A.试管
B.瓷坩埚
C.坩埚钳
D.铁三脚架
E.泥三角
F.酒精灯
G.烧杯
H.量筒
(2)第2步:I-溶液的获取。操作是??
。?
(3)第3步:氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用 (填字母)。?
A.浓硫酸
B.新制氯水
C.KMnO4溶液
D.H2O2
理由是?
。?
(4)第4步:碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则证明海带中含碘。
答案:(1)BEF
(2)将灰烬转移到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮沸,过滤
(3)D 过氧化氢是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染(不会进一步氧化单质碘)
解析:本题给出实验任务和步骤,考查学生对实验原理的理解,并考查学生根据实验目的选择正确的试剂操作完成规定“实验”的能力。灼烧固体通常在坩埚中进行,所以涉及的硅酸盐质仪器应有瓷坩埚、酒精灯、泥三角。灼烧所得灰烬含有可溶性I-的盐,欲得其溶液需溶解、过滤,滤液即为含I-的溶液。将I-氧化为I2,以用于第4步的检验,最好选用过氧化氢,因为过氧化氢做氧化剂,还原产物为H2O且无杂质生成,
2I-+H2O2+2H+==I2+2H2O,加少量稀酸会促进反应。
1.海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法错误的是( )。
A.海水中含有溴元素,需经过化学变化才可以得到溴单质
B.无论是海水波浪发电还是潮汐发电,都是将化学能转化为电能
C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属钠
答案:B
解析:海水中的溴元素以离子形式存在,需要通过化学反应来转化成溴单质,A项正确;在波浪发电和潮汐发电过程中机械能转化为电能,而不是化学能转化为电能,B项错误;从海水中可以得到NaCl固体,电解熔融NaCl可制备金属钠,C项正确;依据海水提取镁的原理分析,卤水中加入氢氧化钙以沉淀镁离子,生成氢氧化镁,过滤后加盐酸溶解、蒸发浓缩、冷却结晶析出晶体,然后得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到金属镁,该方法合理,D项正确。
2.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
答案:C
3.从海水中提取镁的工艺流程可表示如下:
?
下列说法不正确的是( )。
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤④加盐酸的离子方程式为OH-+H+==H2O
C.步骤②结晶、过滤可制得粗盐
D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
答案:B
解析:海水中含有大量的镁元素,从海水中提取镁的优点之一是原料来源丰富,A项正确;步骤④中加盐酸,与氢氧化镁反应生成氯化镁与水,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+==Mg2+
+2H2O,B项错误;步骤②是通过把海水引到盐滩上,利用日光和风力使水分蒸发,制得粗盐,C项正确;步骤①涉及CaCO3的分解反应得到CaO,CaO与H2O发生化合反应得到Ca(OH)2,步骤⑥是电解涉及分解反应,步骤③涉及MgCl2与Ca(OH)2发生的复分解反应得到Mg(OH)2和CaCl2,D项正确。
4.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( )。
答案:D
解析:灼烧海带应用坩埚,A选项错误;过滤时应用玻璃棒引流,
B选项错误;苯的密度比水的小,萃取I2的苯层在上层,应从分液漏斗上口倒出,C选项错误。
5.(双选)中提取溴的流程如图所示,下列有关说法错误的是( )。?
A.X为SO2气体,也可将SO2换成Na2SO4
B.设备Y为蒸馏塔
C.在提取溴的过程中一定有Br-被氧化
D.工业上每获得1
mol
Br2,需要消耗Cl2的体积最多为22.4
L
(标准状况下)
答案:AD
解析:硫酸钠不具有还原性,A错误;设备Y就是用来进行溴的蒸馏的,B正确;要想得到溴单质,一定要将溴离子氧化为溴单质,C正确;因为溴离子要经过二次氧化,因此工业上每获得1
mol
Br2,需要消耗Cl2的体积最少为44.8
L(标准状况下),D错误。
6.海水是可以综合利用的。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
?
(1)请写出一种海水淡化的方法: 。?
(2)步骤Ⅰ获取Br2的离子方程式为?
。?
(3)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Br2+SO2+2H2O==
H2SO4+2HBr,在该反应中,还原剂是 (填化学式)。若反应中生成4
mol
HBr,则消耗
mol
SO2。?
答案:(1)蒸馏法(或电渗析法,离子交换法等)
(2)Cl2+2Br-==Br2+2Cl-
(3)SO2 2
解析:海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。海水淡化后得到NaCl,电解其熔融态可生成Na和Cl2,利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br-得到Br2,离子方程式为Cl2+2Br-==Br2+2Cl-,然后通入空气,吹出Br2,再用SO2吸收Br2,发生反应的化学方程式为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4
mol
HBr,则消耗2
mol
SO2,最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2,蒸馏得到Br2。(共37张PPT)
第三节 环境保护与绿色化学
目
标
素
养
1.通过了解环境污染的主要因素、危害及防治,认识环境保护的意义。
2.通过了解绿色化学的有关知识,加强环保意识。
知
识
概
览
一、化学与环境保护
1.环境问题。
主要是指由于人类不合理地开发和利用 自然资源 而造成的 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。根治污染的最有效途径是控制
污染源
。
2.“三废”污染。
“三废”主要指 废气 、 废水 和 废渣 ,大气污染物主要来自 化石燃料的燃烧 和工业生产过程产生的 废气 及其携带的 颗粒物 ;工农业生产和生活中产生的污水往往含有复杂的成分,任意排放会导致土壤和水体的污染,必须经过多步处理才能达到排放标准;工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则,达到 减少环境污染 和 资源回收利用 这两个重要目的。?
二、绿色化学
绿色化学也称 环境友好化学 ,其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法,利用 化学原理 和
技术手段
,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从 源头 减少或消除环境污染。?
“原子经济性反应”就是反应物的原子 全部转化 为期望的最终产物,这时原子利用率(即期望产物的总质量与生成物的总质量之比)为 100% 。?
绿色化学的具体内容是什么?
提示:(1)开发原子经济性反应和高选择性反应,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)开发安全的生产工艺。
(4)开发和生产环境友好产品。
一
环境保护
重难归纳
六大环境问题。
(1)造成酸雨的主要原因是什么?有哪些措施可以减少或消除酸雨?
提示:二氧化硫和氮氧化合物的排放是造成酸雨的主要原因。
为减少或消除煤炭燃烧产生的二氧化硫,人们向煤炭中加入石灰石或生石灰作为固硫剂制成型煤。反应的化学方程式为
为减少汽车尾气的排放,人们在汽车排气管上安装“催化转化器”,使尾气中的一氧化碳和一氧化氮(NO)转化为氮气和二氧化碳,反应的化学方程式为
(2)NOx能引起哪些大气污染?
提示:NOx能引起酸雨、臭氧层破坏和光化学烟雾。
典例剖析
化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是( )。
A.向煤中加入适量生石灰,可减少SO2对大气的污染
B.用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料,减少“白色污染”
C.光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成都与氮氧化合物有关
D.人造纤维、合成纤维和光导纤维都属于有机高分子化合物
答案:D
解析:A项,CaSO3易被氧化为CaSO4,向煤中加入适量生石灰,在煤燃烧时SO2最终生成CaSO4,故A正确;B项,利用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料,将CO2转化为可降解塑料,实现了“碳”的循环利用,可以减少“白色污染”,故B正确;C项,光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成都与氮氧化合物有关,故C正确;D项,光导纤维的主要成分是SiO2,不属于有机高分子化合物,故D错误。
学以致用
保护环境已成为人类的共识,人类应以可持续发展的方式使用资源,以合理的方式对废弃物进行处理并循环使用。下列选项中的做法不利于环境保护的是( )。
A.发电厂的煤经脱硫处理
B.将煤转化为水煤气作燃料
C.回收并合理处理聚乙烯塑料废品
D.大量使用含磷洗衣粉
答案:D
解析:大量使用含磷洗衣粉后产生的污水易造成水体富营养化,形成赤潮或水华现象。
二
绿色化学
重难归纳
1.绿色化学的含义:绿色化学的目的在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物。
(1)从科学观点看,它是化学科学基础内容的更新。(2)从环境观点看,它强调从源头上消除污染。(3)从经济观点看,它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本。
2.绿色化学的核心:利用化学原理和技术手段减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头上减少或消除环境污染,即预防污染优于治理污染。
3.原子经济性反应:按照绿色化学的原则,最理想的原子经济性反应就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率(即期望产物的总质量与生成物的总质量之比)为100%。
4.绿色化学对化学反应的要求:
我们学过的四种基本反应类型中,最符合绿色化学理念的是哪种?在有机化学反应中有哪几种?
提示:最理想的“原子经济性反应”是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,即原子利用率(期望产物总质量与生成物总质量之比)为100%。4种基本反应类型中化合反应符合,有机化学反应中加成反应、加聚反应符合。
典例剖析
绿色化学又称环境友好化学。下列叙述符合绿色化学原则的是( )。
A.绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理
B.用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等,以减少木材使用
C.研制新型杀虫剂,使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害
D.现代石油化工采用银作催化剂,将乙烯直接氧化生产环氧乙烷符合“原子经济性反应”
答案:D
解析:绿色化学的核心是利用化学原理和技术手段减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染,A项错误;用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等会造成“白色污染”,B项错误;新型杀虫剂的使用仍然会造成食品、水等污染,C项错误;D项反应原子利用率为100%,符合绿色化学原则,正确。
学以致用
下列不符合绿色化学理念的是( )。
A.尽可能使用无毒无害的原材料
B.尽可能减少生产过程中的能量消耗
C.治理产生的污染优于防治污染的产生
D.尽可能采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线
答案:C
解析:根据绿色化学的含义,可以判断应该是防治污染的产生优于治理污染的产生。
1.化学与科学、技术、社会及生产生活密切相关。下列做法或说法不正确的是( )。
A.研发高效低毒的农药,降低作物的农药残留量
B.用可降解的无毒聚乳酸塑料代替聚乙烯作食品包装袋,以防止“白色污染”
C.驾驶家用汽车代替公交车出行,以便节能减排
D.对干旱地区,适时在云层播散化学物质,实施人工降雨,以缓解旱情
答案:C
2.(双选)下列有关环境问题的说法正确的是( )。
A.燃煤中加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
B.长期呼吸含有臭氧的空气有利于人体健康
C.pH小于5.6的降水通常称为酸雨
D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染
答案:AC
解析:石灰石在煤燃烧过程中分解为CaO,CaO和SO2结合为CaSO3,进一步转化为CaSO4,可减少SO2污染,A正确;B项,长期呼吸含有臭氧的空气对人体健康不利;C项,pH小于5.6的雨水称为酸雨;D项,含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化,形成水华或赤潮等现象。
3.下列有关环境问题的说法不正确的是( )。
A.将炼铁的高炉加高,以减少高炉气中CO的含量
B.在燃煤中加入生石灰可以减少废气中SO2的含量
C.废旧电池易引起重金属污染,应集中回收处理
D.氟利昂会破坏臭氧层,应减少并逐步停止生产和使用
答案:A
解析:本题主要考查化学与生活。将炼铁的高炉加高不能改变平衡移动,CO浓度不改变,A选项错误;SO2可与加入的CaO结合得到CaSO3,减少废气中SO2的含量,B选项正确;废旧电池中的重金属离子易溶于水体,对环境造成污染,C选项正确;氟利昂会加快臭氧向氧气的转化而破坏臭氧层,D选项正确。
4.下列说法正确的是( )。
A.利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气,是氢能开发的研究方向
B.光合作用是将光能转化为化学能的有效途径
C.石油、煤、天然气属于可再生能源
D.绿色化学最显著的特征是在生产化工产品过程中必须以绿色植物为原料
答案:B
解析:利用化石燃料燃烧法使水分解制氢气需要消耗大量的能源,A错误;光合作用是将光能转化为化学能的有效途径,B正确;石油、煤、天然气属于不可再生能源,C错误;绿色化学的核心是利用化学原理和技术手段减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染,反应物的原子全部转化为期望的最终产物,D错误。
5.下列实验或叙述不符合绿色化学理念的是( )。
A.用乙醇汽油代替汽油作汽车燃料
B.采用银作催化剂,乙烯与氧气制取环氧乙烷(
)
C.在萃取操作的演示实验中,将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水
D.用铜与稀硝酸反应制取Cu(NO3)2
答案:D
解析:本题考查绿色化学。用乙醇代替汽油作汽车燃料,可减少化石燃料的使用,减少CO2气体的排放,A选项正确;在银催化条件下,乙烯与氧气生成环氧乙烷的反应原子利用率为100%,减少浪费,B选项正确;溴易挥发,改用碘水可防止对环境造成污染,C选项正确;用铜与稀硝酸反应制取Cu(NO3)2,会释放出NO气体,污染环境,D选项错误。
6.我国城市为了减少燃煤造成的大气污染,对作民用燃料的煤进行了多方面的改进。
(1)为了除去煤中的含硫化合物,采用FeCl3脱硫,即用FeCl3溶液浸洗煤粉,发生如下反应:
FeS2+14FeCl3+8H2O==2FeSO4+13FeCl2+16HCl。
①该反应中的氧化剂是 ,若有1
mol
FeS2被除去,则发生转移的电子的物质的量是 。?
②为了充分利用Fe2+并减少酸(HCl)污染,本方法中可利用工业废铁屑和氯气让废液重新利用生成FeCl3。请写出这一过程中有关的离子方程式:?
。?
(2)另一种方法是采用“固硫法”,即在燃料中加入生石灰,使含硫煤在燃烧时生成的SO2不能逸出而进入炉渣中,试用化学方程式表示这一“固硫”过程:
、
。?
(3)某城市采用了以油制气代替煤作民用燃料的做法。油制气的主要成分是丙烷,请写出其燃烧的化学方程式:?
。?
(4)绿色能源是人类的理想能源,不会造成环境污染,下列能源属于绿色能源的是 。?
A.氢能源
B.太阳能
C.风能
D.石油
解析:(1)反应中FeS2中S由-1价升高至+6价,每1
mol
FeS2被氧化,转移14
mol电子,FeCl3中Fe由+3价降至+2价,FeCl3做氧化剂。加入废铁屑是消耗H+,减少污染,而通入Cl2是氧化Fe2+。
(2)“固硫法”是利用生石灰将SO2转化为CaSO3在高温时被氧化为CaSO4。
(3)C3H8燃烧的化学方程式为C3H8+5O2
3CO2+4H2O。
(4)氢能源、太阳能、风能属于绿色能源。(共41张PPT)
第一节 自然资源的开发利用
目
标
素
养
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,认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
5.了解海水资源及其利用。
6.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。
7.了解海水综合利用的重要方向。
8.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。
9.通过简单实例,了解常见高分子材料的合成,能举例说明高分子材料在生产、生活、科技等领域中的应用及发展。
知
识
概
览
第1课时 金属矿物的开发利用
一、金属的冶炼
1.金属在自然界中存在的形态。
除了 金 、 铂 等极少数金属,绝大多数金属元素以 化合物 的形式存在于自然界。在这些金属化合物中,金属元素都显 正 化合价。?
2.金属冶炼的原理。
金属冶炼的实质是根据 氧化还原反应 ,使金属矿物中的金属阳离子 得到电子 生成金属单质的过程,即Mn+
+ne-==M。?
3.冶炼方法。
工业上利用电解熔融MgCl2来制取Mg,而MgO比MgCl2更易获得,为什么不电解熔融MgO制取镁呢?(MgO的熔点:2
852
℃,MgCl2的熔点:714
℃)
提示:由于MgO的熔点远远高于MgCl2的熔点,将MgO熔融需要的能量较多,所以采用电解熔融MgCl2的方法制取Mg,冶炼金属也要考虑节能减排。
二、金属矿物的开发利用
1.合理开发利用金属资源。
金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源,还会造成环境污染,地球上的金属资源是有限的,是不可再生的,因此金属资源应 合理地开发利用 。?
2.有效利用金属资源的途径。
(1)提高金属矿物的利用率。
(2)加强废旧金属的回收和再利用。
(3)使用其他材料代替金属材料。
(4)开发环保高效的金属冶炼方法,防止金属的腐蚀。
一
金属的活动性与冶炼方法
重难归纳
1.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系。
2.常用的热还原法。
(1)人类使用金属的年代先后顺序与金属的活动性有什么关系?
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动性。金属越活泼,冶炼时所需条件要求越高,在人类历史上出现得相对晚一些。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)从自然界中获得金属单质,是否都必须发生氧化还原反应?
提示:否。有些金属单质化学性质稳定,如金、铂等,在自然界中主要以游离态形式存在,获得这些金属不需要发生氧化还原反应,可以用富集的方法,如“淘金”。
典例剖析
金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的是( )。
A.越活泼的金属越难冶炼
B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
答案:D
解析:金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子,因此金属越活泼,对应金属阳离子氧化性越弱,则金属越难冶炼,A、C正确;合金要比各成分金属的熔、沸点低,硬度大,B正确;因AlCl3在熔融态不导电,因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝,而通常用Al2O3,D错误。
学以致用
冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法,②水煤气(或氢气,或一氧化碳)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
答案:B
解析:选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然界中存在的状态及金属的活动性。
(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是
二
铝热反应
重难归纳
1.铝热反应原理。
2.铝热反应的实验操作。
(1)铝热反应实验中镁条与氯酸钾的作用是什么?
提示:镁条的作用是燃烧放出大量的热引发KClO3分解,氯酸钾的作用是助燃剂。
(2)为什么要在承接反应物的蒸发皿中垫有细沙?
提示:因为铝热反应是一个典型的放热反应,反应中放出的大量热能够使铁熔化,为了防止蒸发皿炸裂及熔融的金属溅出而造成危险,所以要垫细沙。
典例剖析
下列金属:①铁、②镁、③锰、④钒、⑤铬,可用铝热法制备的有( )。
A.①②④
B.②③⑤
C.①③④⑤
D.①②③④⑤
答案:C
解析:铝热法冶炼金属是利用了Al的还原性及反应过程中放出大量的热,可用于金属活动性比Al弱的金属的冶炼,题给五种金属中只有Mg的活动性比Al强,不能用铝热法制备。
学以致用
如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:
(1)该实验装置中还缺 。
引发铝热反应的操作为 。?
(2)若将氧化铁换成氧化镁,该反应 (填“能”或“不能”)发生,理由是 。?
(3)铝热反应的用途有哪些?
。?
答案:(1)镁条和氯酸钾 在混合物中间插一根镁条,将氯酸钾放在混合物上镁条的周围,点燃镁条
(2)不能 镁比铝活泼,铝不能置换镁
(3)用于焊接钢轨;冶炼某些熔点高的金属(答案合理即可)
解析:(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应,同时促使KClO3分解产生O2,使镁条快速燃烧。
(2)Mg比Al活泼,Al不能从MgO中置换出Mg。
1.工业上获得金属镁采用的冶炼方法是( )。
A.加热分解镁氧化物
B.电解熔融氯化镁
C.高温下发生铝热反应
D.高温下用氢气还原
答案:B
解析:由于金属镁的活动性较强,因此工业上一般采用电解熔融氯化镁制备金属镁。
2.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:
该炼铁工艺中,对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,其主要原因是( )。
A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够
D.CO与Fe2O3的反应有一定限度
答案:D
解析:高炉炼铁的反应Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2为可逆反应,所以对焦炭的实际使用量要远高于按化学方程式计算所需,这样可以提高CO的浓度,促进该反应正向移动。
3.在冶金工业上,均能用热还原法制得的一组金属是( )。
A.Na、Mg、Al
B.Na、Zn、Fe
C.Zn、Fe、Cu
D.Mg、Al、Zn、Fe
答案:C
解析:Na、Mg、Al的冶炼方法为电解法;Zn、Fe、Cu的冶炼方法为热还原法。
4.下列反应原理不符合工业实际的是( )。
答案:C
解析:根据金属的活动性和特点,这四种金属选用的冶炼方法看似都正确,但是工业上冶炼镁时,并不是电解熔融的氧化镁,而是电解熔融的氯化镁。因为氧化镁的熔点很高,与电解熔融的氯化镁相比会消耗更多的能量。
5.研究发现用铝热法可从下列氧化物中冶炼出有关金属,若要制得等物质的量的有关金属单质,需要消耗单质铝最多的是
( )。
A.MnO2
B.V2O5
C.Cr2O3
D.WO3
答案:D
解析:设得到的金属单质的物质的量为n
mol,A项MnO2→Mn,化合价由+4价变为0价,化合价降低4价,生成n
mol金属锰需要得到4n
mol电子;B项V2O5→V,化合价从+5价变为0价,化合价降低5价,生成n
mol
V需要得到5n
mol电子;C项Cr2O3→Cr,化合价由+3价变为0价,化合价降低3价,生成n
mol
Cr需要得到3n
mol电子;D项WO3→W,化合价从+6价变为0价,化合价降低6价,生成n
mol
W需要得到6n
mol电子;每消耗1
mol铝能够提供3
mol电子,根据电子守恒,得到以上n
mol各金属单质,消耗单质铝最多的为WO3。
6.(1)Al与Fe3O4发生铝热反应的化学方程式为? ,该反应中氧化剂是 ,还原剂是 。?
(2)工业上电解冶炼铝的化学方程式为? 。?
若电路中通过1
mol电子,可以得到Al
g。?
