第三单元 人工合成有机化合物教学设计第二课时

必修2

专题4

化学科学与人类文明

第一单元化学是认识和创造物质的科学

(教师用书独具)

●课标要求

1．以金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。

2．认识化学在自然资源综合利用方面的主要价值。

●课标解读

1．了解金属的性质和冶炼方法及其原理。

2．了解电解技术在新物质创造中的应用。

●教学地位

金属的冶炼是金属材料的主要来源，电解法获取Cl2、烧碱和H2是重要的氯碱工业，化学是创造物质的科学，也是高考命题的热点。

(教师用书独具)

●新课导入建议

18世纪后期，英国的工业革命带动了自然科学的发展，其中有机化学的发展为药理

学提供了物质基础，从植物药中不断提纯其活性成分，得到纯度较高的药物，如依米丁、奎宁、士的宁、可卡因等。并在以后开始了人工合成新药，为人类带来了福音。不仅在医学方面，在生产生活中的方方面面，纵观化学发展的历史，我们都会发现，化学对社会的发展和人类的进步产生了巨大的作用。著名化学家西博格博士于1979年在美国化学会成立100周年大会上曾感慨道：“化学——人类进步的关键”！本单元就让我们来体会一下这句话的深刻含义吧！

●教学流程设计

课前预习：安排学生课前阅读相关教材内容，完成“课前自主导学”并讨论。⇒步骤1：导入新课，分析本课教学地位。⇒步骤2：通过“思考交流1”让学生从酸碱质子理论理解物质；通过“思考交流2”让学生知道合成氨、植物光合作用的原理。⇒错误!

⇓

步骤6：5至6分钟完成【当堂双基达标】，教师明确答案并给予适当点评或纠错。步骤5：回顾本课堂所讲，师生共同归纳总结出【课堂小结】。错误!

⇐⇐

课

标

解

读

1.了解化学科学在人类认识物质世界方面的重要作用。

2.了解化学在合成新物质、提高人类生活质量方面的重要作用。

3.了解金属活动性与金属冶炼方法的联系，知道金属冶炼的本质。

2.酸、碱的认识及其发展。(重点) 3.通过化学反应创造新物质。(难点) 重

点

难

点

1.常见的金属的冶炼方法和原理。(重点)

1.金属使用的发展历程

化学是打开物质世界的钥匙

2．写出金属Fe、Cu、Al、Na的冶炼所涉及的化学方程式

△(1)Fe：Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2，

高温Fe2O3＋2Al――→2Fe＋Al2O3

(2)Cu：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4

电解(3)Al：2Al2O3=====4Al＋3O2↑

熔融电解(4)Na：2NaCl=====2Na＋Cl2↑

熔融3．化学科学理论的建立与发展

(1)19世纪，化学科学建立了以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论，发现了元素周期律，提出了质量作用定律，奠定了化学反应的动力学基础；人工合成尿素，彻底动摇了“生命力论”，使有机化学得到迅猛发展。

(2)20世纪，化学科学帮助人们发现了许多物质结构和性质的关系的初步规律，为预测化学反应的可能性、判断化学反应的方向提供了理论指导，为合成化学的发展指明了方向，为功能材料的设计提供了依据。例如：化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为DNA分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。

(3)在人类研究物质微观结构的过程中，光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜三种不同层次的观测仪器先后得到使用。人们借助扫描隧道显微镜，应用STM技术，实现了对原子或分子的操纵。

4．人类对酸碱认识的发展

(1)阿伦尼乌斯电离学说

①酸：电解质电离产生的阳离子全部是氢离子的化合物，如HCl、H2SO4等。

②碱：电解质电离产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物，如NaOH等。

(2)酸碱质子理论

酸

的物质

碱

的物质

酸碱两

性物质

又能接受质子(H) 的物质

1．写出酸、碱质子理论认为HCO3为两性物质的离子方程式。

【提示】

HCO3＋H===CO2↑＋H2O HCO3＋OH===CO23＋H2O －－－－＋－＋定义

能给出质子(H) HCl、CH3COOH 能接受质子(H) OH、CH3COO

既能给出质子(H)、

H2O、HCO3

－＋－－＋＋实例

化学是人类创造新物质的工具

1.惰性电极电解熔融NaCl与电解NaCl水溶液的比较

存在

离子

OH、H

－＋＋电解熔融NaCl

Na、Cl

－电解NaCl水溶液

Na、Cl、

＋－

电极反

应式

Cl2↑

阴极：2Na＋2e=== 2Na Cl2↑

阴极：2H＋2e=== H2↑

电解

产物

电解

方程式

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

2.20世纪以来化学合成的发展

＋－＋－

阳极：2Cl－2e===

阳极：2Cl－2e===

Na、Cl2

电解2NaCl=====2Na＋Cl2↑

－－－－

H2、Cl2、NaOH

电解2NaCl＋2H2O=====

20世纪以来，合成氨、合成尿素、合成抗生素等技术的相继发明，高分子的化学合成、新材料的层出不穷、分离技术的不断改进，使人类正在走向丰衣足食、健康长寿、环境美好的新境界。计算机技术的发展，使化学研究进入了分子水平，分子设计的思想为合成人类需要的新物质开辟了更广阔的道路。

2．合成氨、植物光合作用的化学方程式分别为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________。

高温、高压【提示】

N2＋3H22NH3

催化剂

6CO26O2＋6H2O叶绿体――→光C6H12O6＋

【问题导思】

金属的冶炼方法有哪些？与活泼性强弱有什么关系。

【提示】

很活泼金属一般用电解法，一般活泼性金属用还原剂(H2、CO、Al)还原法，不活泼金属用加热分解法。

1．不同的金属元素，将其由化合态还原为游离态的难易程度是不相同的，有的还差别很大。

金属元素的原子失去电子越容易，该金属元素的阳离子(或正价态原子)得电子就越难；相反，金属元素的原子失去电子越难，该金属元素的阳离子(或正价态原子)得电子就越容易。

2．金属冶炼的方法与金属的活动性有关，很不活泼的金属用热分解法，因为其阳离子的氧化性比较强；活泼金属的还原性比较强，很难找到还原剂，通常用电解法；其他金属常用热还原法。参照下表：

金属的活

动性顺序

Mg

Al Pb(H)Cu Pt

Au 金属原子失

电子能力

金属离子

得电子能力

主要冶

炼方法

实例

K

Ca

Na Zn

Fe

Sn Hg

Ag

强→弱

弱→强

电解法

通电2NaCl=====

高温Fe2O3＋3CO=====

热还原法

热分解法

金属的性质和冶炼

2Na＋Cl2↑

2Fe＋3CO2

2Hg＋O2↑

△2HgO=====

①热还原法中常用的还原剂有C、CO、H2、Al。

②MgCl2、MgO都是离子化合物，在熔融时都可电离，通电时都可电解生成Mg，但MgCl2的熔点比MgO的低，故冶炼镁时用MgCl2。

③AlCl3为共价化合物，熔融时不电离，冶炼Al时用电解熔融Al2O3。

下列说法正确的是(

) A．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子变成金属原子

B．可用电解氯化钠溶液的方法来冶炼金属钠

C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D．越活泼的金属越容易冶炼

【解析】

金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，A项正确，D项错误；电解氯化钠溶液得到Cl2、H2、NaOH溶液，不能得到金属钠，金属钠应采用电解熔融氯化钠的方法制取，B项错误；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应采用电解熔融氧化铝的方法制取，C项错误。

【答案】

A

不同金属的冶炼方法不同，主要是因为金属的活动性不同，可从以下几方面判断金属的活动性：

(1)金属与水或酸反应越剧烈，该金属越活泼。

(2)金属最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，该金属越活泼。

(3)一种金属能够把另一种金属从它的盐溶液中置换出来，则该金属的活泼性一定比另一种金属强。

1．(2013·徐州高一检测)下列物质在金属的冶炼过程中，需要加入还原剂的是(

) A．MgCl2

B．Al2O3

C．HgO

D．Fe3O4

通电通电△【解析】

MgCl2=====Mg＋Cl2↑，2Al2O3=====4Al＋3O2↑，2HgO=====Hg＋O2↑，△Fe3O4＋4CO=====3Fe＋4CO2。

【答案】

D

【问题导思】

①写出电解NaCl溶液的电极反应和总反应方程式。

【提示】

阴极：2H＋2e===H2↑，阳极：2Cl－2e===Cl2↑

通电总反应：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

②写出电解法冶炼铝的电极反应式。

【提示】

阴极：4Al3＋12e===4Al ＋－＋－－－电解技术在新物质创造中的应用

阳极：6O2－12e===3O2↑。

－－电解技术在化学中的几个重要应用

1．电解熔融NaCl制备Na和Cl2

电解2NaCl=====2Na＋Cl2↑

熔融2．氯碱工业制烧碱、Cl2和H2

电解2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

3．电解法镀金属

4．电解法冶炼活泼金属

5．电解法精炼铜：粗铜作阳极，纯铜作阴极，铜盐溶液作电解液。

如图是工业用离子交换膜法电解饱和食盐水的模型。X电极材料是表面有氧化物涂层的金属钛网，Y电极材料是网状的碳钢。图中的交换膜是阳离子交换膜，这种交换膜的特点是

只允许阳离子通过，而阴离子和气体则不能通过。下列说法正确的是(

) A．b处有能使淀粉KI溶液变蓝的气体逸出

B．Y电极是阳极

C．阴极的电极反应式为2H＋2e===H2↑

D．左侧的阳离子通过交换膜进入右侧，右侧的阴离子通过交换膜进入左侧

【解析】

电解NaCl溶液的反应中，阳极产物是氯气(a处)，氯气能够与碘化钾反应产生碘单质，碘单质可以使淀粉变蓝，A错；阳极发生氧化反应，所以产生氯气的电极就是阳极，即X电极是阳极，B错；阴极发生还原反应，还原产物为氢气，C对；阴离子不能通过阳离子交换膜，D错。

【答案】

C

2．早在1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：

熔融4NaOH=====4Na＋O2↑＋2H2O；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠，反通电应原理为

熔融3Fe＋4NaOHFe3O4＋2H2↑＋4Na↑

下列有关说法正确的是(

) A．电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电极反应为2OH－2e===H2↑＋O2↑

B. －－＋－

戴维用电解熔融氢氧化钠法制钠(如图)，电解槽中可以用石墨为阳极，铁为阴极

C．盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强

D．若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数也相同

【解析】

电解熔融氢氧化钠的阳极反应为4OH－4e===2H2O＋O2↑，选项A错；活泼金属铁作电解池阳极，易被氧化，故选用石墨作阳极，故B正确；铁的还原性比钠弱是事实，而盖·吕萨克法制钠原理是一个可逆反应，产物钠、氢气作为气体脱离反应体系，使反应得以向生成钠的方向移动，C错；盖·吕萨克法制钠原理中除钠为还原产物外，氢气也是还原产物，D错。

【答案】

B －－

【教师备课资源】

氯碱工业是高耗能产业，是一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所使用的离子膜都只允许阳离子通过。

(1)X、Y分别是________、________(填化学式)。

(2)分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应：正极________________________________________________________________________；

负________________________________________________________________________。

(3)这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)________、________。

【解析】

本题突破口在于B(燃料电池)，通空气一边为正极(还原反应)，那么左边必然通H2，即Y为H2；依据电解饱和食盐水的化学方程式可知，X必然为Cl2；A电解池中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2＋4e＋2H2O===4OH可知，NaOH浓度增大。

【答案】

(1)Cl2

H2

(2)O2＋4e＋2H2O===4OH

H2－2e＋2OH===2H2O (3)燃料电池可以补充电解池消耗的电能

提高产出碱液的浓度，降低能耗(其他合理答案也给分) －－－－－－极

金属的性质金属冶炼化学科学打开物质世界化学理论的发现酸碱的认识

电解法创造新物质创造新物质合成氨新材料、新医药的合成

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不正确的是(

) A．合金的性质与其组成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

【解析】

合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A项正确；因为AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解Al2O3(熔融)的方法，B项错误；金属冶炼的本质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D项正确。

【答案】

B 2．下列化工生产的原理错误的是(

) ①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；②可以将钠加入饱和氯化镁溶液中制取镁；③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；④炼铁时，高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热。

A．②③

B．①③

C．①②③

D．②③④

【解析】

钠特别活泼，加入氯化镁溶液时，钠先与水反应生成NaOH和H2，Mg2与＋OH反应生成Mg(OH)2沉淀，②错；电解法冶炼铝使用的是Al2O3，③错；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但仍需要高温，④错。

【答案】

D 3．根据酸碱质子理论判断，下列说法不正确的是(

) A．所有的弱酸根都是碱

B．酸式弱酸根既是酸又是碱

C．不可能一种物质既是酸又是碱

D．氢氧根是碱

【解析】

弱酸根和酸式弱酸根都是弱酸部分电离的产物，由于弱酸的电离是可逆的，其逆反应就是弱酸根或酸式弱酸根与氢离子结合成弱酸的反应，即弱酸根和酸式弱酸根都能－

结合氢离子，所以它们都是碱，A正确；而酸式弱酸根还能电离出氢离子，所以它又是酸，所以B正确，C错误；氢氧根能结合氢离子生成水，所以氢氧根是碱，D正确。

【答案】

C 4．用惰性电极电解熔融NaCl和NaCl溶液的比较中不正确的是(

) A．阳极均生成Cl2

B．阴极均生成Na C．Na均向阴极移动

D．阴极反应均发生还原反应

【解析】

电解熔融NaCl，阴极反应是Na＋e===Na，而电解NaCl溶液，阴极反应是2H＋2e===H2↑。

【答案】

B 5．(2013·杭州高一检测)已知Al、Cu、Hg三种金属分别用如下方法冶炼：

通电△2Al2O3=====4Al＋3O2↑

H2＋CuO=====Cu＋H2O △

2HgO=====2Hg＋O2↑

(1)分析以上信息，可总结出金属的冶炼方法与其金属性强弱之间的关系是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)利用(1)中的结论，并结合题目信息，写出工业上用CaCl2冶炼金属钙的化学方程式________________________________________________________________________。

(3)在某些特殊环境下，往往用铝热反应来冶炼一些难熔金属，请写出据此法用MnO2冶炼金属锰的化学方程式____________________________。

【答案】

(1)非常活泼的金属采用电解法冶炼，中等活泼的金属采用热还原法冶炼，不活泼金属采用热分解法冶炼

通电(2)CaCl2(熔融)=====Ca＋Cl2↑

高温=====＋－＋－＋(3)4Al2Al2O3＋3MnO23Mn＋

1．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。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，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．金属的活动性大小

【解析】

金属的活动性越差，冶炼方法越简单，越易被人类开发利用。

【答案】

D 2．依据阿伦尼乌斯酸碱理论，下列物质属于酸的是(

) A．CH3CHO

B．NaHCO3

C．KHSO4

D．CH3COOH 【解析】

阿伦尼乌斯酸碱理论：电离出阳离子全部为H的化合物是酸。CH3CHO为乙醛，在水溶液中不电离；NaHCO3、KHSO4为盐。

【答案】

D 3．(双选)根据酸碱质子理论，下列物质可以认为是酸的是(

) A．H2SO4

B．NaHSO4

C．NaOH

D．CH3COONa 【解析】

能电离生成H的物质属于酸。

【答案】

AB 4．下列说法中不正确的是(

) A．塑料、纤维、橡胶、蛋白质等高分子物质都可人工合成

B．造纸、制陶、冶金及酿酒等过程，肯定发生了化学变化

C．俄国化学家门捷列夫提出了原子学说，为近代化学的发展奠定了基础

D．化学家们可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料和分子机器等

【解析】

原子学说是英国科学家道尔顿提出。

【答案】

C 5．下列叙述中不正确的是(

) A．电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应

B．电解饱和食盐水时，阴极得到NaOH溶液和H2

C．电解饱和食盐水时，向两个电极附近滴加酚酞溶液，阳极附近溶液先变为红色

D．电解饱和食盐水时，Cl移向阳极

【解析】

电解池阳极上阴离子失电子发生氧化反应，阴极上阳离子得电子发生还原反应，A项正确；电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H＋2e===H2↑，H放电，破坏了水的电离平衡，使阴极区OH浓度增大，溶液显碱性，故B项正确，C项错误；阳极反应式－＋－＋－＋＋

为2Cl－2e===Cl2↑，故溶液中Cl向阳极移动，D项正确。

【答案】

C 6．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H2、CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。这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中不正确的是(

) A．(Ⅰ)，①

B．(Ⅱ)，②

C．(Ⅲ)，③

D．(Ⅳ)，④

【解析】

掌握各种冶炼金属方法的原理是解答本题的关键。

(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是：

△(Ⅰ)Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋CO2↑＋H2O；

高温C＋2CuO=====2Cu＋CO2↑，符合①；

(Ⅱ)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，符合③；

高温(Ⅲ)2Al＋Cr2O3=====Al2O3＋2Cr；符合③；

电解(Ⅳ)先从光卤石中提取MgCl2，再电解MgCl2，MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑，符合④。

【答案】

B 7．(2013·华东师大附中高一检测)下列关于金属的冶炼方法不正确的是(

) A．热分解法适用于制备不活泼金属

B．热还原法常用的还原剂是C、H2、CO、Al等

C．熔融电解法适用于制备不活泼金属

D．水溶液中置换法适用于活泼金属制不活泼金属

【解析】

熔融电解法适用于制备活泼性强的金属，如Na、Mg、Al。

【答案】

C 8．(2013·南京高一质检)氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是(

) A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化

B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应

C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原为Fe，转移9 mol 电子

D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化

通电【解析】

电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑，A正确；湿法炼铜和火法

－－－

高温炼铜都是把化合态的铜转变为游离态的铜，铜发生还原反应，B正确；Fe3O4＋4CO=====3Fe

＋4CO2，反应中1 mol Fe3O4被CO还原为Fe，转移8 mol电子，C错误；铝热反应放出大量热，使单质铁熔化，D正确。

【答案】

C 9．(2013·广东深圳高一检测)下列叙述中不正确的是(

) A．计算机技术的发展，使化学研究进入了分子水平

B．植树造林、增加植被，可以减少大气中CO2的含量

C．植物的光合作用是把生物质能转变成化学能

D．DDT残留毒性，对环境危害大，被禁止使用

【解析】

光合作用是在生物内把光能转变成化学能。

【答案】

C 10．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某校化学兴趣小组的同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下：

回答下列问题：

(1)在粉碎后的孔雀石中加入稀硫酸，观察到的现象是______________。反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)操作a中用到的玻璃仪器是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)A的化学式为________，在悬浊液中加入A的目的是______________。

(4)操作b包括洗涤和低温烘干，作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(5)有同学认为，利用铁屑和稀硫酸，不通过上述实验方案，也能从孔雀石中冶炼铜。请你用简洁的文字说明不同方案的实验原理________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

【解析】

Cu2(OH)2CO3和稀硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水；从所得的混合物中分离出溶液的方法是过滤，所用的仪器是烧杯、玻璃棒、漏斗等，所得到的溶液为硫酸铜溶液。向硫酸铜溶液中加入过量的铁屑置换出铜，再加入稀硫酸除去过量的铁屑，然后过滤、

洗涤、干燥即得到纯净的铜。用孔雀石、铁屑和稀硫酸制取单质铜的另一种方案如下：稀H2SO4△H2Fe――→H2，Cu2(OH)2CO3――→CuO――→Cu。

【答案】

(1)固体溶解，生成蓝色溶液和无色气体

Cu2(OH)2CO3＋4H===2Cu2＋CO2↑＋3H2O ＋＋(2)玻璃棒、漏斗、烧杯

(3)H2SO4

除去未反应的Fe (4)洗涤、干燥得到纯净的铜

(5) 先将孔雀石加热分解生成CuO，再用铁屑和稀硫酸反应产生的氢气在加热条件下还原CuO 11．(2013·全国大纲卷)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。

①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：

煅烧NaOH反应1气体ACaO铝土矿――→滤渣滤液Ⅰ滤液Ⅱ滤液ⅢB――→Al2O3沉淀

溶液△

反应2②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

Na2CO3，AlOH3CCaF2E气体D――→Na3AlF6

△

回答下列问题：

(1)写出反应1的化学方程式________________________________________________________________________。

(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为________________________________________________________________________。

(3)E可作为建筑材料，化合物C是________，写出由D制备冰晶石的化学方程式________________________________________________________________________。

(4)电解制铝的化学方程式是________，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是________。

【解析】

(1)在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO22和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO2滤液Ⅱ中主要含有AlO2，3与Ca结合生成难溶物CaSiO3；－＋－通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者没有发生氧化还原反应，根据质量守恒定律可写出化学方程式。(4)电解Al2O3制取金属铝，加入的冰晶石为助熔剂；阳极产生的O2能与石墨电极反应生成CO2(可能含有CO)。

【答案】

(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O

(2)CaSiO3

2AlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO23

－－(3)浓H2SO4

12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O 高温(4)2Al2O3=====4Al＋3O2↑

通电，Na3AlF6O2、CO2(CO) 12．“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分是FeS2)氧化为Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增强，其过程如图：

氧化黄铁矿――→Fe2(SO4)3

(1)该过程的化学反应方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(不必配平)。

(2)人们可利用Fe2(SO4)3作强氧化剂溶解铜矿石(Cu2S)，然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式：

细菌①Cu2S＋10Fe＋4H2O=====

3＋2Cu2＋10Fe2＋8H＋SO24

＋＋＋－②________________________________________________________________________。

由反应①的氧化生成的离子是________(填离子符号)。

(3)请评价细菌冶金的优点________________________________________________________________________。

(说一点即可) 【解析】

(1)FeS2被空气中O2氧化成Fe2(SO4)3，因为反应后溶液酸性增强，所以有H2SO4生成，根据氢元素守恒，可以判断反应物中有水，由此可以写出其反应的化学方程式。2(2)Cu2S中铜显＋1价，被氧化成Cu2，硫显－2价，被氧化成SO24。铁屑和Cu发生置换＋－＋反应生成Cu。(3)细菌冶金适于处理贫矿、废矿、尾矿、小而分散的富矿以及炉渣等，以回收某些贵重有色金属和稀有金属，达到防止矿产资源流失的目的，最大限度地利用矿藏。细菌冶金可以在常温、常压下，将采、选、冶合一，因此设备简单、操作方便、耗能低，工艺条件易控制、投资少、成本低。细菌冶金对地表的破坏程度最低，无需熔炼硫化矿，减少了公害。

细菌【答案】

(1)4FeS2＋15O2＋2H2O=====2Fe2(SO4)3＋2H2SO4

(2)Fe＋Cu2===Fe2＋Cu ＋＋

Cu2和SO24

＋－(3)对贫矿、尾矿的开采更有价值；能大大降低能源消耗，利于减少污染(写出其中一点即可) 13．近来，科学家通过乙二醇的桥梁作用将阿司匹林连接到某些高聚物上，制成了一种可用于关节炎和冠心病辅助治疗的新型高分子药物——缓释长效阿司匹林，其结构简式为

CCH2CH3COOCH2CH2OOCOOCCH3

请回答下列问题：

(1)阿司匹林的结构简式为________________________________________________________________________。

(2)科学家通过乙二醇的桥梁作用将阿司匹林连接在某高聚物上的有机反应类型是________，合成该高聚物的单体是________。

(3)缓释长效阿司匹林分子中含酯基的数目是________，1 mol缓释长效阿司匹林与足量NaOH(aq)反应，消耗NaOH的物质的量为________mol。

【解析】

由缓释长效阿司匹林的结构简式可知高聚物。阿司匹林与乙二醇发生酯化反应得到缓释长效阿司匹林。

【答案】

(1)COOHOOCCH3

(2)酯化反应(或取代反应，或脱水反应) OOCCH3COOCH2CH2OOCCCH2CH3

(3)3n

4n