归纳与整理教案1

第四章

化学与自然资源的开发利用章节归纳整理

[核心素养] 1.科学探究与创新意识

化学是一门以实验为基础的科学，科学探究是认识物质及其变化的重要活动。科学探究与创新意识核心素养的具体表现有：能发现和提出有探究价值的问题。能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行探究实验。能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。能提出进一步探究或改进实验的设想。

2.科学精神与社会责任

认识环境保护和资源合理开发的重要性，深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系；赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题进行正确的价值判断。

[方法与过程] 1.运用举一反三，由此及彼的对比联系方法归纳拓展相关知识。

2.掌握这类知识所涉及的实验题的解题思路。

[教学重难点] 1.掌握课本以外所补充的知识点。

2.前沿信息知识在习题中的分析应用。

[教学过程] 一、金属的冶炼方法

1．金属冶炼方法与金属活动性的关系

金属的活动性顺序

金属原子失电子能力

金属离子得电子能力

自然界中的存在形态

化合态

K Ca Na Mg Al 强→弱

Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 弱→强

多数是化合态、极少数是游离态

游离态

主要冶炼方法

电解法

热还原法

热分解法

物理方法

由于金属的活动性不同，金属离子得到电子还原成金属单质的能力不同，因而不同的金属就有不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中，金属位置越靠后，越易被还原，用一般还原方法就能使金属还原。金属位置越靠前，越难被还原，最活泼的金属只能用最强的还原手段来还原。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来。金属应用的早晚就是由金属的活动性决定的，金属越活泼，冶炼越难，其使用时间就越晚。铝的应用比铁晚，就是因为铝难冶炼，只有发现用电解法冶炼后，才能大量冶炼铝。

2．几种常用金属冶炼方法的比较

方法名称

举例

主要特点

2Ag2O=====4Ag＋O2↑

热分解法

2HgO=====2Hg＋O2↑

热还原法

CO作还原剂

H2作还原剂

Na、Mg、热还原法

C作还原剂

Al作还原剂

△适合冶炼活动性较差的金属

△高温Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2

高温WO3＋3H2=====

W＋3H2O 高温Cr2O3＋2Al=====2Cr＋Al2O3 高温4Na＋TiCl4=====4NaCl＋Ti 高温2ZnO＋C=====2Zn＋CO2↑

高温2CuO＋C=====CO2↑＋2Cu 电解2Al2O3(熔融)冰晶石=====

4Al＋3O2↑

冶炼的金属为合金(含碳)，生产成本较低

冶炼金属纯度较高，成本较高

冶炼难熔金属，纯度较高，成本较高

冶炼金属成本较低，易形成合金(含碳) 金属纯度高，耗电量大，生产成本高

电解法

(2)海水提镁

反应流程：

有关反应的化学方程式：

高温①CaCO3=====CaO＋CO2↑

②CaO＋H2O===Ca(OH)2

③MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2

④Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O HCl⑤MgCl2·6H2O=====△MgCl2＋6H2O 电解⑥MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑

(3)海水提溴

①浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩；

②氧化：向浓缩的海水中通入适量的Cl2，将Br－氧化为Br2，反应的离子方程式为

Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－；

③富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；

④提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。

(4)海带中提碘

①流程

灼烧海带――→海带灰→浸泡→过滤→氧化→提纯→碘单质；

②主要的化学原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O或Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

三、两大化石燃料的综合利用

1．煤的综合利用

将煤作为燃料，主要是利用其燃烧放出的热量，但是，将煤直接燃烧不但利用率较低，而且还会造成严重的环境污染。将煤进行加工后综合利用是合理用煤的重要发展方向，当前，煤的综合利用方法主要是煤的干馏、煤的气化和液化。

(1)煤的干馏

①概念：煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，工业上也叫煤的焦化。

理解这一概念，要注意以下两个方面：

隔绝空气：这是煤的干馏的先决条件，否则，强热条件下煤会燃烧生成CO2和H2O等物质。

煤的干馏是化学变化，煤在干馏过程中生成了许多新的物质，如苯、萘等，发生的是分解反应，属于化学变化。

②煤干馏的主要产品及其用途

干馏产品

出炉煤气

主要成分

主要用途

气体燃料、化工原料

化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料

染料、医药、农药、合成材料

筑路材料、制碳素电极

冶金、合成氨造气、燃料、电石

焦炉气

氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳

粗氨水

粗苯

氨气、铵盐

苯、甲苯、二甲苯

苯、甲苯、二甲苯

煤焦油

酚类、萘

沥青

焦炭

碳

③煤中不含苯、萘、蒽等物质：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物。

(2)煤的气化

将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为

高温C(s)＋H2O(g)――→CO(g)＋H2(g)。

(3)煤的液化

煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。

2．石油的综合利用

石油直接应用的效益非常低，一般不直接使用，而是要加工成石油产品使用。石油加工的主要方法有石油的分馏、石油的裂化和裂解、石油的催化重整等。

石油加工(炼制)方法比较

石油炼制

的方法

常压

分馏

减压

催化裂化

在催化剂存在的用蒸发冷凝的方法把石原理

油分成不同沸点范围的蒸馏产物

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

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

含直链烷烃的石主要原料

原油

重油

重油

油分馏产品(含石油气) 溶剂油、主要产品

汽油、煤油、柴油、重油

将原油分目的

离成轻质油等各种产物

主要变化类型

润滑油、凡士林、石蜡、沥青、煤焦油

抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁二丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等

烯等

将重油充分分离并防止炭化

提高汽油的产量和质量

获得短链气态不饱和烃

物理变化

化学变化

四、六大环境问题及防治措施

1．六大环境问题及其危害

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，使人生病甚至死亡

①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，碳氢化合物、NOx

白色污染

废弃塑料制品

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

2.防治措施

废水中含N、P等营养物质

使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成绿色，浑浊，水质恶化

(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。

五．习题练习

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.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 3.化学与生活息息相关。根据你的认知和体验，下列说法或做法不正确的是

①绿色食品就是不使用化肥农药，不含任何化学物质的食品

②为使蔬菜保鲜，常在其表面洒少许福尔马林溶液

③为了防止某些富脂食物因被氧化而变质，常在包装袋里放生石灰

④酸雨是pH＜7的雨水，主要是由大气中的SO2、NO2等造成的

⑤75%酒精比无水乙醇用作医用消毒剂效果好

⑥为了延长食品的保质期，向其中添加大量苯甲酸钠等防腐剂

A.②④⑤

B.①②③⑤⑥

C.①②③④⑥

D.②③④⑤⑥

4.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④反应的离子方程式是___________________________________ (4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是________________ (5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：

5.二氧化硫是一种危害严重的大气污染物，烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。

利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图所示：

(1)根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，下列措施正确的是________(填字母)。

A.降低通入含硫烟气的温度

B.减小通入含硫烟气的流速

C.减少天然海水的进入量

D.在天然海水中加入生石灰

(2)天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式___________________________。

(3)该小组采用如图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数(假设烟气中其余组分不能与水反应且不溶于水，实验在标准状况下进行)：

①上述装置连接的正确顺序是：原料气→_____→____→____→_____→

___。(填a、b、c、d、e) ②下列试剂中(浓度、体积一定)，可以用来代替试管中的I2-淀粉溶液的是________(填字母)。

A.酸性KMnO4溶液

B.NaOH溶液

C.溴水

D.氨水