归纳与整理教学设计一等奖

《化学与自然资源的开发利用》全章复习与巩固

【学习目标】

1、了解金属矿物、海水等自然资源的综合利用；

2、认识化石燃料综合利用的意义；

3、体会化学对环境保护的意义。

【知识网络】

【要点梳理】

要点一、金属的冶炼方法

1、金属的冶炼

复习金属活动性顺序，大多数金属的化学性质活泼，在自然界中主要以化合态形式存在（金、铂等少数金属例外），使用的金属大多数是人工制得的。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。金属冶炼的方法主要有：

（1）热分解法

对于不活泼金属，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，例如：

2HgO2Hg+O2↑

2Ag2O4Ag+O2↑

（2）热还原法

在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

WO3+3H2W+3H2O

（3）电解法

活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：

2NaCl（熔融） 2Na+Cl2↑

K Ca Na Mg Al

Zn Fe Sn Pb（H）Cu

强 → 弱

弱 → 强

电解法

热还原法

热分解法

Hg Ag

金属的活动顺序：

金属原子失电子能力

金属离子得电子能力

主要冶炼方法

金属活动性与冶炼方法的关系

【典例1】

金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是(

) A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同

B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的

C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子

D.越活泼的金属越难冶炼

2、铝热反应

要点诠释：

（1）原理：Al是还原剂，另一种氧化物是氧化剂。

（2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质。

（3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。

（4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物。

（5）应用：冶炼难熔金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。

【典例2】金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，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

要点二、海水资源的开发利用

1、从海水中提取淡水——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。

2、从海水中提取溴的主要工艺流程

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）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。

3、进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题

①反应原理：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作氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

②实验注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带更易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。

【典例3】

海带含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

请填写下列空白：

(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的仪器是________(从下列仪器中选择所需的仪器，将标号字母填写在空白处)。

A.烧杯

B.坩埚

C.表面皿

D.泥三角

E.酒精灯 F.干燥器

(2)步骤③的实验操作名称是________；步骤⑥的目的是从含碘的苯溶液中分离出碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是________。

(3)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是___________________ 要点三、煤、石油的综合利用

1．煤的综合利用

要点诠释：煤的干馏、气化、液化都是化学变化。

名称

定义

适用范围

被蒸馏混合物中至少有一种组分

把液体加热到沸腾变为蒸气，再蒸馏

为液体，各组分沸点差别越大，

使蒸气冷却凝结成液体的操作

挥发出的物质(馏分)越纯

对多组分混合物在控温下先后、多组分沸点不同的混合物在一个

分馏

连续进行的两次或多次蒸馏

完整操作中分离出多种馏分

把固态混合物(如煤、木材)隔绝空

干馏

气加强热使它分解的过程

变化类型

物理变化

物理变化

化学变化

化学“三馏”

【典例4】

煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是(

) ①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化

②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化

③该技术实现了煤的清洁利用

④该技术实现了煤的高效利用

A.①②③

B.①②④

C.①③④

D.②③④

2．石油的综合利用

要点诠释：

（1）石油的分馏为物理变化，裂化、裂解为化学变化，得到的产物均为混合物。

（2）烷烃裂化（裂解）后得到烷烃和烯烃。

（3）烷烃不论以哪种形式裂化（裂解），都遵循质量守恒定律。

石油的

炼制方法

石油的分馏

石油的裂化

在催化剂存在的条件下，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

重油

汽油、甲烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等

化学变化

石油的裂解

在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃

石油分馏产品(包括石油气) 乙烯、丙烯等

化学变化

原理

用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物

主要

原料

主要

产品

主要变

化类型

原油

汽油、煤油、柴油、重油

物理变化

石油炼制方法的比较

【典例5】

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__________。

(2)丙烯醛(CH2===CHCHO)中含有的官能团________________(填名称)。

(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__________________________。

(4)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是____________________________________________。

要点四、六大环境问题及其危害

要点诠释：1. 环境问题

温室效应

酸雨

臭氧层

破坏

光化学

烟雾

主要污染物

CO2 SO2、NOx

氟氯代烷、NOx

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小

土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等

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

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病碳氢化合物、NOx

甚至死亡

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

白色污染

废弃塑料制品

赤潮和

水华

废水中含N、P等使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中营养物质

溶解的氧，使水体变成绿色，浑浊，水质恶化

2.防治措施

(1)减少污染物的排放，在排放之前进行处理。

(2)对资源进行回收再利用。

(3)开发新的替代品。

(4)实施清洁生产，从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

特别提示

居室污染——来自建筑、装饰和家具材料散发出的甲醛、苯、氨气等污染起居空间的现象。甲醛对眼、鼻、喉有明显的刺激性，严重时甚至致癌。苯则会损坏人体造血功能，长期在这种环境下人们会有头疼、失眠的症状，严重者则导致某些血液疾病。所以在家庭装修过程中一定要使用环保材料。

【典例6】

目前地球环境污染问题越来越严重。请回答下列问题：

(1)臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量的增加，从而使全球皮肤癌的发病人数明显增多。造成这一现象的主要原因是________(填字母，下同)。

A.人们大量使用了氟氯代烷

B.人们在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气

C.石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气

D.硝酸、硫酸工厂排放了大量的二氧化硫和一氧化氮

(2)1997年夏季，拥有80万辆汽车的智利首都圣地亚哥发生了光化学烟雾事件。光化学烟雾产生的主要原因是___________。

A.汽油的不完全燃烧

B.大量使用农药、化肥

C.白色塑料垃圾的漂浮

D.金属矿物的冶炼