归纳与整理国家优质课一等奖

章末核心素养整合

◇专题1

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。

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作氧化剂，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。

【典题例证1】

海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、食盐和溴的过程如下：

(1)步骤Ⅰ获得Br2的化学反应的离子方程式为__________________________。

(2)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______________________________________________ ______________________________________________________________。

在该反应中，氧化剂是________(填化学式)；若反应中生成2 mol HBr，则消耗________ mol SO2。

(3)根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是____________________________________________________________。

解析

海水淡化可得到NaCl，电解熔融的NaCl可得到Na和Cl2，利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br－得到Br2，发生的离子反应为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，然后通入空气吹出Br2，再用SO2水溶液吸收Br2，发生反应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2 mol HBr，则消耗1 mol SO2，最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏即可得到Br2。通过上述过程中的反应可判断出三种物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞SO2。

答案

(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2

(2)Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr

Br2

1 (3)Cl2＞Br2＞SO2

【典题例证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、双氧水等

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

解析

A项，工业上提取碘元素主要通过海生植物海带，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。

答案

A ◇专题2

环境保护与绿色化学

1．当今社会全球环境面临三大热点问题：酸雨、臭氧层的破坏和温室效应，现列表比较如下：

酸雨

臭氧层的破坏

温室效应

两极冰川融化，海平危害

破坏农作物、森林、草原；使湖泊酸化、鱼类死亡；加速建筑物的腐蚀

使皮肤发生癌变

面升高，陆地减少，地表气温升高，气候干旱，土地沙漠化，农业减产

成含硫燃料的大量燃烧产生因

SO2―→

汽车尾气、氟氯大量CO2气体的排烃气体的大量放，导致大气中CO2

H2OO2―→H2SO3――→—―H2SO4O2H2O――→SO3――→H2SO4防治

排放

浓度不断上升，CO2能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，使地表气温增高

减少SO2的排放，燃料脱硫

停止氟氯烃的生产和使用

减少矿物燃料的使用；开发利用新能源；大力植树造林

2.绿色化学在高考中的渗透与考查

(1)高考试题中渗透了绿色化学的概念

近几年的高考试题中所出现的酸雨的防治、三废的利用、温室效应的控制、防止臭氧层空洞的形成等环境问题是与绿色化学概念相一致的。

(2)减量－Reduction，绿色化学又一内涵在高考试题中的渗透

绿色化学中的减量是指从节约资源、减少污染物的基础出发，力图不用或少用有毒、具有腐蚀性的化工原料，尽可能提高原料的转化率，以较少的原料生产较多的产品。

(3)高考试题体现绿色化学原理

高考试题中涉及到化工生产的题目，合理地渗透了绿色化学的观点：①以较少的资源(原料)生产较多的产品，提高原料的转化率；②某些原料包括催化剂重复使用(防止催化剂中毒)；③节约能源，减少环境污染等观点，可概括为绿色化学内涵的另外两个R－重复使用(Reuse)和回收(Recycling)。重复使用，这是降低成本和减少污染的需要，例如化工生产中的催化剂和载体，从一开始就要有重复使用的设计。回收可以实现“省资源、少污染、减少成本”的目的。回收包括未反应的原料、副产物、助熔剂、催化剂、溶剂等。

【典题例证3】

“绿色化学”又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，某化学课外小组利用废铜制取硫酸铜，设计了如下制取方案，其中符合“绿色化学”要求的是

(

) 稀H2SO4A．Cu――→CuSO4

△浓硫酸B．Cu――→CuSO4

△

O2H2SO4C．Cu――→CuO稀――→CuSO4

△AgNO3溶液NaOH稀H2SO4D．Cu―――――→Cu(NO3)2――→Cu(OH)2――→CuSO4

解析

绿色化学是设计尽量不或尽可能少对环境产生副作用，并在技术上、经济上可行。A项Cu与稀硫酸不反应，B项产生SO2污染物，D项用贵重的AgNO3制CuSO4，且反应步骤多，从经济的角度考虑也不适合，故最佳方案是C。

答案

C 【典题例证4】

化学与生活、社会发展息息相关，下列说法不正确的是(

) A．“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应

B．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应

C．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化

D．古剑“沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，剂钢指的是铁的合金

解析

A项，雾霾所形成的气溶胶属于胶体，胶体具有丁达尔效应，正确；B项，铁的活泼性强于铜，该过程属于湿法炼铜，发生了置换反应，正确；C项，青蒿素的提取用的是低温萃取，没有新物质生成，属于物理方法，错误；D项，铁中含碳量越高，硬度越大，含碳量越低，韧性越强，剂钢是铁与碳的合金，正确。

答案

C 【典题例证5】

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

解析

A．Cu→CuO→CuSO4中Cu利用率100%且没有有害气体产生，B亦如此，C乙醇为使用价值比较高的洁净能源物质，D中Cu的利用率100%，但是产生NO有毒气体，不符合绿色化学理念，而且N的利用率低。

答案

D

◇专题3

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。

△△例如：2HgO=====2Hg＋O2↑，2Ag2O=====4Ag＋O2↑。

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。

(1)焦炭还原法。例如：

高温△Fe2O3＋3C=====2Fe＋3CO↑，CuO＋C=====Cu＋CO↑。

(2)一氧化碳还原法。例如：

高温高温Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2，CuO＋CO=====Cu＋CO2。

(3)氢气还原法。例如：

高温高温WO2＋3H2=====W＋3H2O，Fe3O4＋4H2=====3Fe＋4H2O。

(4)活泼金属还原法。例如：

高温高温Cr2O3＋2Al=====2Cr＋Al2O3,3V2O5＋10Al=====6V＋5Al2O3。

注意

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。

a．用焦炭还原法冶炼金属，炼得的金属中往往含有少量的炭。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：△高温C(焦炭)＋O2=====CO2，CO2＋C(焦炭)=====2CO。所以，用一氧化碳还原法炼得的金属中也会含有少量的炭。

b．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。

c．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。

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。

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。

电解例如：2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑，

电解MgCl2(熔融) =====Mg＋Cl2↑，

电解2NaCl(熔融) =====2Na＋Cl2↑。

(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：

Al2O3===2Al3＋＋3O2－，

MgCl2===Mg2＋＋2Cl－，

NaCl===Na＋＋Cl－。

(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。

【典题例证6】

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)用滤渣②作粗铜电解精炼铜时，粗铜作______________________________ (填“阳”或“阴”)极，硫酸铜作电解质溶液，阳极泥中含有________(填物质名称)。

(4)滤液④的溶质是________________。B电解方程式为_________________。

(5)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)滤渣②中有铜和银。粗铜(含有银)作阳极，用硫酸铜作电解质溶液，阳极铜溶解，银在阳极泥析出，铜在阴极析出。(4)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。(5)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。

答案

(1)BaSO4

强

(2)Fe3＋、Cu2＋、Ag＋

电解△(3)阳

银

(4)NaHCO3

2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑

(5)2Fe(OH)3=====冰晶石Fe2O3＋3H2O