归纳与整理第二课时教学设计

第4单元

自然资源的开发利用期末复习

金属矿物的开发利用（知识）

知识网络

存在形态：游离态、化合态

回收废旧金属：

(1)回收金属的意义：

金属的冶炼：

(1)热分解法

2HgO=====2Hg＋O2↑

2Ag2O=====4Ag＋O2↑

(2)电解法：

2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑

冰晶石2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑

(3)热还原法

Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2

WO3＋3H2=====W＋3H2O 2PbO＋C=====2Pb＋CO2↑

Cr2O3＋2Al=====2Cr＋Al2O3 高温高温高温高温电解电解△△

金属矿物的

开发利用

节约矿物资源、节约能源、减少环境污染。

(2)回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。

铝热反应：

铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物叫铝热剂，在高温下发生铝热反应，可用来冶炼难熔的相对较不活泼的金属(如V、Cr、Mn等)、焊接钢轨等。

(4)其他方法

a．火法炼铜：

高温Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2

b．湿法炼铜：

Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

重难突破

一、金属的冶炼方法

金属的活泼性与冶炼方法的关系：

(1)热分解法：适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活泼的金属；像汞、银等不活泼金属，它们在金属活动性顺序表中位于氢的后面，其阳离子得到电子的能力很强，所以其还原条件也较容易达到。它们的氧化物受热就能分解得到单质。请你写出冶炼汞、银反应的化学方程式：

△△2HgO=====2Hg＋O2↑、2Ag2O=====4Ag＋O2↑。

(2)电解法：位于金属活动性顺序表中氢前面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属单质都很容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，因此用一般的方法和一般的还原剂很难使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。请你写出冶炼铝、钠反应的化学方程式：电解电解2Al2O3(熔融)冰晶石=====4Al＋3O2↑、2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。

(3)热还原法

适用于冶炼位于金属活动性顺序表中部的金属；常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属(如铝)等，多数金属的冶炼过程属于热还原法。请你写出冶炼铁、钨、铅、铬反应的化学方程式：

高温高温Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2、

WO3＋3H2=====W＋3H2O、

高温高温2PbO＋C=====2Pb＋CO2↑、

Cr2O3＋2Al=====2Cr＋Al2O3。

典例1下列说法中正确的是(

) A．金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来

B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化

C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属可能被还原

D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原

典例2下列化工原理生产中错误的是(

) 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，原料是氯化铝

④工业上用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁

A．②③

C．①②③

【易错易混】常见几种金属的冶炼误区

1工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。

2工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。

3Au、Pt一般用物理法提取。

4Al不能用于冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等。

二、铝热反应

概念

原理

铝热剂

引发操作

反应特点

应用

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，金属氧化物作氧化剂，用铝将金属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

在铝热剂上放KClO3，插入镁条并将镁条点燃

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

B．①③

D．②③④

实验装置

(1)镁条剧烈燃烧

实验现象

(2)氧化铁粉末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，有熔融物落入沙中

实验结论

化学方程式

典例3如图是铝热反应的实验装置，有关该反应的下列说法中一定正A．a为镁条

B．b为氧化铁与铝粉的混合物

C．2 mol氧化剂参与反应则转移6NA个电子

D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 典例4如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：

确的是(

) 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热

高温2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe

(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______________________________________________________________。

专题11 金属矿物的开发利用（习题）

1、下列说法不正确的是(

) A．自然界中不存在游离态的金属单质

B．金属活动性不同，冶炼方法也有所不同

C．地球上金属矿物资源是有限的，因此，应提高金属矿物的利用率

D．废旧金属的回收利用，有利于环境保护

2、目前工业上冶炼镁通常采用的方法是(

) A．CO或H2还原法

B．铝热反应法

C．电解法

3、下列说法中正确的是(

)

D．热分解法

A．金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来

B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化

C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属可能被还原

D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原

4、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3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属的应用之所以有先后，主要取决于(

)

A．金属的导电性强弱

B．金属在地壳中的含量多少

C．金属的化合价高低

D．金属的活动性强弱

5、下列金属冶炼的反应原理，不正确的是(

) 电解△A．2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑

B．MgO＋H=====22

Mg＋H2O 高温△C．Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO

D．2AgO=====22

4Ag＋O2↑

6、金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是(

) A．电解法

C．热分解法

B．热还原法

D．铝热法

7、下列各组物质中，均能使Fe2O3还原成单质铁的是(

) A．CO、O2、H2

C．CO2、H2O、O2

B．CO、CO2、C

D．Al、C、H2

高温8、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

9、下列关于钙、钾、铁的冶炼方法正确的是(

) A．电解法、热分解法、热还原法

B．电解法、电解法、热还原法

C．热还原法、热分解法、热还原法

D．电解法、电解法、热分解法

10、在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是(

) A．Na，Mg，Al

C．Zn，Fe，Cu，Ag 11、下列化工生产原理错误的是(

) ①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；④高炉炼铁的反应是放热的，故无需加热

B．Na，K，Zn，Fe

D．Mg，Al，Zn，Fe

A．②③

B．①③

C．①②③

D．②③④

12、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

13、在熔融状态下，Na与KCl存在可逆反应：Na＋物质

熔点/℃

沸点/℃

根据上表的熔点和沸点，确定由Na与KCl反应制取K的合适温度为(

) A．770 ℃

B．801 ℃

C．850 ℃

D．770～801 ℃

14、如图是铝热反应的实验装置，有关该反应的下列说法中一定正确的是(

) K 63.6 774 Na 97.8 883 ＋K，通过调整温度，可利用金属Na来制取K。

KCl 770 1 500 NaCl 801 1 413

A．a为镁条

B．b为氧化铁与铝粉的混合物

C．2 mol氧化剂参与反应则转移6NA个电子

D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 15、用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是(

) A．MnO2

B．WO3

C．Cr2O3

D．Co3O4

16、有0.4 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中，得到0.75 g沉淀。这种铁的氧化物的化学式是(

) A．FeO

B．Fe2O3

C．Fe3O4

D．FeO和Fe2O3

17、冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂

②以活泼金属Na、Mg等还原

③利用铝热反应原理还原

④电解法

⑤热分解法。

下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。

(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。

(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。

(3)Hg、Ag等不活泼金属________。

(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。

(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是________。

18、在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，并用所制得的铜进行一系列的探究性实验。

甲、乙两位同学分别设计了如下两个制取铜的实验方案。

甲：①CuO溶于适量稀硫酸中；

②在①的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。

乙：①铁与稀硫酸反应得氢气；

②用氢气还原氧化铜，充分反应后即得纯净的铜。

(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系(填【答案】项的标号)__________________________________________________________。

A．相同

B．甲多

C．乙多

D．以上三种情况均有可能

(2)丙同学认为上述两种方案都难以保证所制得铜的纯度，应对上述两种方案加以完善。甲同学的方案不完善的原因是____________________，完善乙同学的方案的一种方法是将所得的铜粉放入烧杯中，加入________，不断搅拌，然后________即得到纯净的铜。

19、某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧，火星四射等缺点，将实验改成以下装置，取磁性氧化铁在如图A装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。

(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，其原因是______________________________。

(2)该铝热反应的化学方程式为_____________________________________________。

(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图B装置，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量。

试回答下列问题：

①量气管在读数时必须进行的步骤是______________________________________。

②取1 g样品进行上述实验，共收集到44.8 mL气体(换算成标准状况下)，则铝的百分含量为______________。

③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会________(填“偏大”或“偏小”)。

20、Ⅰ.工业上可用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3，其中Ti化合价为＋4价)制取TiO2，其主要流程如下：

Fe2O3与硫酸反应的离子方程式是________________；向甲溶液中加入铁的目的是________________。

Ⅱ.还原法是工业上冶炼钛常用方法之一，该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2为原料来制取，其主要工艺流程如下：

试回答下列问题：

(1)已知反应①通常在800～900 ℃的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，其中当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂的物质的量为________ mol。

(2)反应②通常在800 ℃的条件下进行，通入氩气的目的是___________________；

分离反应②的产物所得到的海绵钛中常混有少量杂质，应如何除去杂质？

___________________________________________________(简述操作过程)。

(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是____________________。

专题12 海水资源的开发利用（知识）

知识网络

重难突破

一、海水淡化

1、海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。

2、海水的蒸馏原理

(1)主要仪器：A：圆底烧瓶；B：冷凝管；C：锥形瓶。

(2)冷凝水的流向：a口进，b口出。

(3)A中加入碎瓷片的目的是防止海水暴沸。

(4)原理

将海水加热，海水中的水分受热变成气态(其余成分因沸点较高，不易汽化，留在烧瓶中)，经过冷凝管后又冷凝成液态水。经过蒸馏冷凝得到的液态水即为淡水。

典例1下列是四位同学对于海水淡化供居民用水所提供的方法，其中原理上完全不可行的是(

)

典例2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

C．烧碱、氢气

【总结提升】

海水淡化的方法和原理

方法

蒸馏法

电渗析法

离子交换法

二、海水中提取Mg 海水提镁的生产流程可表示为

原理

将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水

在外加直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的

用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子，得到去离子水

B．钠、镁、铝

D．食盐、淡水

海水提取镁的最基本方法是往海水中加碱，得到_氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过结晶、过滤、干燥、电解，就可得到金属镁。

典例3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＋、SO24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________(填字母)。

(2)写出用海滩上的贝壳制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__________________________________。

三、海水中制取溴、碘

1、海水提溴

主要方法：空气吹出法。

海水提溴四个过程

2、海带中提碘

(1)海带中含有碘元素的检测

(2)海带中提碘

①流程

海带―→晒干、灼烧―→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。

典例4工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示：

＋－

(1)该工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？______(填“能”或“不能”)，原因是_______________________________________。

(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多，四氯化碳与水不互溶。但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_____________________________________________________。

(3)写出②③④反应的离子方程式。

典例5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______________________________________________，

步骤③反应的化学方程式是__________________________________________________。

(2)从理论上考虑，下列物质也能吸收Br2的是___________________________。

A.NaOH

B.FeCl2

C.Na2SO3

D.H2O (3)步骤③中氧化剂是____________，若反应中生成2 mol HBr，则消耗________mol SO2。

(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_________________。

专题12 海水资源的开发利用（习题）

1、从海水中可以提取溴，主要反应为2Br＋Cl2===2Cl＋Br2。下列说法正确的是(

) A．溴离子具有氧化性

B．氯气是还原剂

C．该反应属于复分解反应

D．氯气的氧化性比溴单质强

2、从化学原理和经济利益角度分析，下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是(

) A．海水――→Mg(OH)2――→Mg

B．海水――→MgCl2――→Mg

C．海水――→Mg(OH)2――→Mg

D．海水――→Mg(OH)2――→MgCl2――→Mg

3、海水总量极大，金、铀等微量元素在海水中的总量自然也大，但从海水中获取这些微量元素的成本很高。其中成本最高的步骤在于(

) A．从海水中富集含微量元素的化合物

B．使含微量元素的离子沉淀

C．对含微量元素的混合物进行提纯

D．从化合物中冶炼这些单质

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(

) 石灰乳电解石灰乳盐酸电解NaOH电解蒸发电解－－

15、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3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

6、用空气吹出法从海水中提取溴所涉及的化学反应可能有(

)

①Cl2＋2Br===2Cl＋Br2

②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4

③Br2＋2I===I2＋2Br

④2I＋H2O2＋2H===I2＋2H2O A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

－－－－－＋7、下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是(

) A．Mg2＋2OH===Mg(OH)2↓

B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O ＋－C．Mg(OH)2MgO＋H2O

D．MgCl2Mg＋Cl2↑

8、某课外小组将灼烧海带灰浸泡后过滤，得到澄清的滤液，他们设计了如下几个方案，你认为能证明灼烧海带灰中含有碘元素的是(

) A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成

B．取适量滤液，加入苯，振荡、静置，苯层无色，证明不含碘元素

C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素

D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素

9、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

10、海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。

下列判断正确的是(

) A．步骤①③的操作分别是过滤、萃取

B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C．步骤③中加入的有机溶剂是四氯化碳或乙醇

D．步骤④的操作是过滤

11、(1)如图所示的蒸馏装置中，如果有错误请指出并加以改正：

①___________________________________________________________________；

②___________________________________________________________________；

③__________________________________________________________________；

④___________________________________________________________________。

(2)一化学兴趣小组的同学通过如下实验提取海带中的碘：

a．粉碎海带，加一定量的氢氧化钠溶液后高温灰化；

b．用水浸泡海带灰，过滤；

c．用盐酸酸化滤液，加入碘酸钾(KIO3)氧化溶液中的碘离子(I)，生成碘单质；

d．用四氯化碳溶液萃取水溶液中的碘。

请回答下列问题：

①实验步骤c中相关反应的离子方程式为______________________________。

②实验步骤c中也可用H2O2代替KIO3，相关反应的离子方程式为_________________。

③检验用四氯化碳萃取碘后的水溶液中是否还含有碘单质的实验方法是：________________________。

12、目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下：

－

提示：①MgCl2晶体的化学式为MgCl2·6H2O；

②MgO的熔点为2 852 ℃，无水MgCl2的熔点为714 ℃。

(1)操作①的名称是________，操作②的名称________、________、过滤。

(2)试剂a的名称是________________。

(3)用电解氯化镁生产金属镁的化学方程式为______________________。

(4)工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁，再电解氯化镁来制取镁单质；而不采用加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是________________________________。

13、海带中含有丰富的碘。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：

→海带灰――→海带灰悬浊液――→

海带――

含碘离子溶液④MnO2＋H2SO4(稀)①灼烧②浸泡③――→

→

含碘溶液――

⑤提取碘含碘苯溶液――→单质碘

请填写下列空白：

(1)步骤⑤所用的主要仪器是____________________________________________。

(2)步骤③的实验操作名称是______________________________________________；

步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，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____________________________________。

(4)①～⑥操作中，使用玻璃棒的是________(填序号)。

(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法：___________________。

14、从海水中可提取多种化工原料，下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图。试回答下列问题：

⑥

(1)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式：

________________________________________________________________________；

________________________________________________________________________。

(2)以上海水的综合利用过程中，哪一种操作肯定会引起氧化还原反应的发生？________。

(3)电解无水MgCl2可制取镁和氯气，其中副产品氯气和粉末状熟石灰可制得漂白粉，制漂白粉的化学方程式为________________________________________________________________________。

(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到________问题。

(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在________。

专题13 煤、石油和天然气的综合利用（知识）

煤的综合利用：

知识网络

石油综合利用：

方法

分馏

裂化

过程

把原油中各组分分离成不同范围的蒸馏产物

把相对分子质量大，沸点高的烃断裂成断裂成相对分子质量小、沸点低的烃

目的

汽油、炼油、柴油、重油

提高汽油的质量和产量

裂解

把石油产品中具有长链分子的烃断裂成为中种短链的气态烃或液态烃，深度裂化，产物呈气态

乙烯。丙烯、1、3-丁二烯

重难突破

一、煤的综合利用

1、煤的组成

物质组成：有机物和少量无机物煤

元素组成：主要含碳元素、还含少量氢、氧、氮、硫等元素

2、综合利用

概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程①干馏

主要产品：焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气

概念：将煤转化为可燃性气体的过程②气化高温＋H2――→主要反应：直接液化：煤＋H2―→液体燃料③液化

气化催化剂间接液化：煤――→CO＋H2――→甲醇＋H2

典例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.①②③④

典例2下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是(

)

A.图示实验中发生了化学变化

B.实验后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上层X是粗苯等

C.气体Z易燃，可以还原氧化铜

D.液体Y是一种纯净物

二、石油的综合利用

1、石油的组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，没有固定的沸点。

2、石油的精炼

概念：利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程①分馏

成分：分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油，此时得到的汽油叫直馏汽油。

目的：为了获得轻质油，特别是汽油的产量，此时得到的汽油叫裂化汽油。②裂化

催化剂原理：CH―――――→CH＋CH1226加热、加压614612

原理：CH―催化剂―――→CH＋CH加热、加压③裂解催化剂

CH――――→CH＋CH加热、加压410434102426目的：为了获得乙烯、丙烯、甲烷等化工基本原料6

④重新调整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。

典例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

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

典例4含有6个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有(

) A.3种

B.4种

C.5种

D.6种

三、以煤、石油和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。

2、加聚反应：由相对分子质量小的化合物生成相对分子质量很大的化合物(高分子化合物)的反应叫聚合反应。由不饱和的小分子相互加成的聚合反应，叫加成聚合反应，简称加聚反应。例如，乙烯可发生加聚反应生成聚乙烯。

聚合反应中的单体、链节和聚合度：

3、缩聚反应：相对分子质量小的化合物在生成高分子化合物的同时有小分子化合物生成的反应，如聚酯纤维的合成：

(2n－1)H2O 典例5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

典例6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

四、环境保护和绿色化学

1、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。

(2)环境保护的科学理念：从源头上减少和消除污染。

2、绿色化学

(1)“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。

(2)绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物(即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物)，这时原子利用率为100%。

典例7下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是(

) ①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程

②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程

③“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程

④“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现

⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴

⑥合理施用农药属于“绿色化学”

⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程

⑧开发利用氢能源属于“绿色化学”

⑨富含叶绿素的食品属于“绿色食品”

⑩新鲜的蔬菜属于“绿色食品”

⑪无污染的安全、优质、营养类食品属于“绿色食品”

⑫贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”

A.③⑧⑪

B.①②③⑤⑥⑧⑩

C.②⑥⑦⑨

D.④

典例8在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是(

) ①置换反应

②化合反应

③分解反应

④取代反应

⑤加成反应

⑥加聚反应

⑦酯化反应

A.②⑤⑥

B.②④⑤ C.只有⑥

D.只有⑥⑦

专题13 煤、石油和天然气的综合利用（习题）

1、下列变化不属于化学变化的是(

) A．煤的干馏

C．由乙烯制聚乙烯

B．石油分馏

D．重油裂化

2、下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

) A．石油裂解得到的汽油是纯净物

B．石油产品都可用于聚合反应

C．天然气是一种清洁的化石燃料

D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料

3、以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(

) 【答案】项

A B C D 氧化物

CO2

SO2

NO2

CO 环境问题

酸雨

光化学烟雾

温室效应

CO中毒

主要来源

化石燃料的燃烧

汽车尾气的排放

工厂废气的排放

燃料的不完全燃烧

4、石油裂化的主要目的是为了(

) A．提高轻质液体燃料的产量

B．便于分馏

C．获得短链不饱和气态烃

D．提高汽油的质量

5、下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是(

) A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物

B．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

C．绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理

D．水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的

6、有关煤的说法正确的是(

) A．煤中含有碳的单质、苯、二甲苯、焦炉气

B．煤的干馏是物理变化

C．煤由复杂的有机物和无机物组成，煤的干馏是化学变化

D．煤主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素

7、“绿色化学”提倡化工生产应尽可能将反应物的原子全部利用，从根本上解决环境污染问题。在下列制备环氧乙烷的反应中，最符合“绿色化学”思想的是(

)

8、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、乙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，可以获得碳原子数较少的轻质油

9、化学与工农业生产、日常生活密切相关。下列做法不符合低碳与环保要求的是(

) A．加快煤、石油、天然气的开采与使用，提高人们的生活质量

B．农业生产中使用易降解的生物农药

C．居民楼及民房外墙采用保温材料

D．工业生产中使用新技术，提高燃料的利用率

10、石油催化裂化和裂解的目的是(

) A．使长链烃分子断裂为短链烃分子

B．使直链烃转化为芳香烃

C．除去石油中的杂质

D．前者是提高汽油的产量和质量，后者是得到短链的不饱和气态烃，提供有机化工原料

11、如下图所示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

12、下列符合化学实验“绿色化学”的有(

) ①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水

②在铜和浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝

③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放

A．①②

C．②③

13、关于石油炼制的说法正确的是(

) A．石油的炼制过程是将相对分子质量较大分子变成相对分子质量较小分子的过程

B．石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先汽化，经冷凝而分离出来

C．石油经过分馏、裂化等工序后得到大量乙烯、苯等不饱和烃

D．石油经分馏得到的各馏分仍然是多种烃的混合物

14、天然气的主要成分——CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是(

) ①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。

A．①②③

C．③④

B．①②④

D．②③

B．①③

D．①②③

15、如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。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成气态煤，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

16、“保护我们生存的环境，因为地球只有一个”，这已成为各国的共识。全球环境面临的三大热点问题是酸雨、臭氧层的破坏、温室效应。

(1)酸雨形成的主要原因是人们向空气中排放了大量的________。

A．二氧化硫

B．二氧化碳

C．一氧化碳

D．硫化氢

(2)臭氧层易被破坏的原因是________。

A．臭氧氧化性强，不稳定

B．臭氧还原性强，不稳定

C．臭氧被紫外线破坏

D．臭氧与氢气合成雨水

(3)目前地球气温普遍上升是由温室效应而引起的，引起温室效应的主要原因是________。

A．CO2能放出能量，使大气层中空气的温度升高

B．植物的光合作用需要CO2，可促进光合作用

C．CO2可产生温室效应，使地球温度升高

D．CO2能阻挡太阳光由地面反射回高空的红外辐射

17、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

C．减少有毒物

B．治理污染点

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______________________________________。

18、酸雨形成的原理之一可简示如下：

O2O2H2O含硫燃料反应①――→A反应②――→B反应③――→硫酸

请回答下列问题：

(1)A物质的化学式为____________，B物质的化学式为____________。

(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是________(填序号)。

(3)SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的________(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到减少污染的目的。

(4)雨水的pH<5.6时，就判断为酸雨。已知pH＝－lgc(H)，经测定某次雨水只含硫酸，且其浓度为5×105mol·L1，＋－－则这次降雨________(填“是”或“不是”)酸雨。

(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害的SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度。在20世纪60年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。

①你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_______________________。

A．少用煤作燃料

B．把工厂的烟囱造高C．燃料脱硫

D．把工厂迁移到农村

E．开发新能源

②请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？________，理由是_______________。