归纳与整理优质课教案

归纳与整理

《化学与自然资源的开发与利用》 一、知识梳理

二、高考命题分析

本章知识虽简单，但是属于高考必考点，成为高考引导考生关注生产、生活和社会的最好切入点。主要考查内容有

：常见元素及其化合物对环境质量的影响；在化工生产中遵

循“绿色化学”思想的重要性；化工生产中自然资源综合利

用的方法和意义等。试题的类型以选择题为主，也会穿插在非选择题填空中。

试题的素材多是环境保护方面的热点问题

，考查学生对“绿色化学”的理解和运用相关知识解决污染

问题的能力。自然资源的综合利用往往与科技前沿问题相结合，突出化学与可持续发展的密切联系，考查学生分析问题

和解决问题的能力，培养学生的综合思维能力。

三、考点归纳

考点一 金属矿物的开发利用

【例1】下表中金属的冶炼原理与方法完全正确的是( )

A B C D 【答案】 B 【解析】A中反应不属于热分解法，且钙是活泼金属，不能用热还原法冶炼，应用电解法，A项错误；铝是活泼金属，应用电解法冶炼，B项正确；反应Cu2S＋O2 ===2Cu＋SO2是火法炼铜，利用的是氧化还原反应原理，将Cu2S中＋1价的铜转化为单质铜，该反应不属于分解反应，不是热分解法，C项错误；湿法炼铜需用与水不反应的较活泼的金属作还原剂，如铁等，钠易与水反应，不能从溶液中还原出铜单质，D项错误。

冶炼原理

CaO+H2===Ca+H2O 2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑

Cu2S+O2===2Cu+SO2

CuSO4+2Na===Cu+Na2SO4

方法

热还原法

电解法

热分解法

湿法炼铜

【变式1】下列各组金属最适合用H2或CO把它们从化合物中还原出来的是( ) A．Ca、Mg B．Al、Fe C．Fe、Cu D．Hg、Ag 【答案】 C 【解析】 A项中Ca、Mg均用电解法冶炼，B项中Al用电解法冶炼，Fe用热还原法冶炼，C项中Fe、Cu均用热还原法冶炼，D项中Hg、Ag均用热分解法冶炼。

【规律小结】金属的活动性顺序与金属冶炼的关系

考点2 海水资源的综合利用

【例2】

从海水中提取溴常用的一种工艺涉及以下过程：

①氧化：用Cl2将海水中的NaBr氧化成Br2；

②将海水浓缩；

③提取：用Cl2将HBr氧化成Br2得到产品；

④富集：用空气和水蒸气将Br2吹入吸收塔与吸收剂SO2水溶液反应生成HBr。

则正确的步骤为( ) A．②①③④ B．①②③④ C．③②①④ D．②①④③

【答案】 D 【变式2】目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法，其部分流程图如下：

图T41 下列推断不合理的是( ) A．热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质

B．SO2吸收溴的反应方程式为SO2＋2H2O＋Br2=H2SO4＋2HBr C．流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等

D．没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能

【答案】 C

【解析】溴易挥发，所以用热空气将溴吹出，A项正确；SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，B项正确；“空气吹出”、

“SO2吸收”、“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，

与直接蒸馏含Br2的海水相比效率更高，消耗能源少，成本低

，D项正确。

【规律小结】海水资源的综合利用

1．氯碱工业 氯化钠除了食用外，还可作工业原料，如生产烧碱、纯

碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等。

(1)氯碱工业： 2NaCl＋2H2O ===NaOH＋H2↑＋Cl2↑；

(2)制钠和氯气：2NaCl(熔融) ===2Na＋Cl2↑。

(2)反应原理

①2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2 ②Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4

③2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2 2.海水提溴

（1）流程

（2）反应原理

①2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2

②Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4

③2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2

3．海带提碘

(1)流程

图T42 (2)有关反应的离子方程式：2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O 4.海水提镁

（1）反应流程

（2）反应原理

考点3 化石燃料的综合利用

【例3】

下列说法不正确的是( ) A．与煤、柴油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料

B．乙醇是一种可再生能源，作为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环境

C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量

D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化毫无意义

【答案】 D

【解析】A项，天然气的主要成分是甲烷，完全燃烧生成 CO2和H2O，对环境无污染，而煤、柴油燃烧能产生污染环

境的SO2或NOx等气体；B项，C2H5OH完全燃烧生成CO2和 H2O，对环境无污染；C项，太阳能、风能和氢能均为绿色

能源；D项，煤的气化能提高煤的燃烧效率，减少对环境的

污染。

【变式3】

下列变化属于化学变化，且产物中兼有气体、液体、固体的是( ) A．石油分馏 B．石油裂解 C．煤的干馏 D．煤的气化

【规律小结】化石燃料的综合利用

1．天然气的综合利用：天然气的主要成分是甲烷，可作清洁燃料和化工原料； 2．煤的干馏、气化和液化

3．石油的综合利用

考点4 绿色化学与环境污染

【例4 】化学与环境保护、污染治理等密切相关，下列说法正确

的是（ ） A.绿色化学的核心之一就是利用化学原理对环境污染进行治理 B.最理想的“原子经济”就是原子利用率为100% C.白色污染就是指白色废物造成的污染 D.地沟油是从食用油的废油中提炼出来的，所以不存在安全隐

患，可大胆食用 【变式4】下列有关环境问题的说法正确的是( ) A.燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中的量

B.臭氧的体积分数越大的空气越有利于人体健康

C.PH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨

D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染

【规律小结】

1.环境污染的热点问题

（1）形成酸雨的主要气体为硫的氧化物和氮的氧化物; （2）破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃、氮的氧化物; （3）导致全球变暖、产生“温室效应”的气体是二氧化碳; （4）形成“光化学烟雾”的气体是碳氢化合物和氮氧化合物; （5）“白色污染”是指聚乙烯等塑料垃圾; （6）引起水华、赤潮的原因：工农业及城市生活污水（含大量的氮、磷等营养元素）任意排放、含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水体富营养化的重要原因之一。 2.绿色化学

（1）意义 （2）核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。

（3）原子经济：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，这时原子利用率为100%。

四、巩固练习

1、正误判断

1）金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子；（ ） 2）工业上金属镁和铝都是用电解熔融氯化物制得的；（ ） 3）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等；（ ） 4）海水中含有钾元素

，仅通过物理变化就可以得到金属钾；（ ） 5）实验室从海带中提取单质碘的方法是取样-灼烧-溶解-过滤-萃

取；（ ） 6）煤是由碳元素组成的单质；（ ） 7）煤的气化和液化属于物理变化；（ ） 8）石油分馏可以得到沸点不同的纯净物；（ ） 9）煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属

于物理变化。

（ ） 2、深度思考

1）下列关于常见物质的工业冶炼说法正确的是( )

A.工业制金属钠:电解饱和食盐水

B.工业炼铁:需要用到的原料有铁矿石、焦炭、空气和生石灰

C.冶炼镁:将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯 化镁,电解熔融氯化镁,可以得到金属镁

D.硫酸工业:在氧气充足的情况下,从接触室进入吸收塔的气 体中不可能含有SO2 答案:C 解析:工业电解饱和食盐水生成NaOH、氢气、氯气,电解熔融的氯化钠可得到钠和氯气,故A错误;工业炼铁:需要用到的原料有铁矿石、焦炭、空气和石灰石,焦炭的作用:提供热量、生成一氧化碳;一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应,生成铁,石灰石在高温条件下分解能生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙能和铁矿石中的杂质二氧化硅反应生成硅酸钙,从而除去二氧化硅,故B错误;海水中含有大量镁元素,可以通过多步转化得到六水合氯化镁晶体,氯化镁易水解生成氢氧化镁和氯化氢,且氯化氢易挥发,导致直接加热带结晶水的晶体时得不到氯化镁,为防止氯化镁水解,需要将带结晶水的氯化镁在氯化氢氛围中加热,得到无水氯化镁,采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,故C正确;二氧化硫与氧气反应为可逆反应,可逆反应反应物不能完全转化为生成物,存在反应限度,故D错误。

2）海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,如图为海水利用的部分过程。下列有关说法不正确的是( )

海水—A.工业上通过电解熔融状态MgCl2制取金属镁

B.用澄清石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3 C.在第②④步骤中,溴元素均被氧化

D.制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl 答案:B

解析:工业上是电解熔融的氯化镁来制取金属镁,故A正确；碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钙之间均能反应,且都会出现白色沉淀,所以用澄清石灰水不可鉴别NaHCO3和Na2CO3,故B错误；第②步中,溴元素化合价从-1价升高到0价,被氧化,第④步中,溴元素化合价从-1价升高到0价,被氧化,故C正确；向饱和食盐水中通入氨气以及二氧化碳,溶解度较小的碳酸氢钠会先析出,制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl,故D正确。

3）2016年,我国科研团队开创了以煤为原料合成气态烯烃的新途径。下列说法

错误的是( ) A.煤的气化和液化是物理变化

B.煤的干馏是在隔绝空气条件下进行的

C.大量燃烧煤炭是造成雾霾的重要原因

D.发展“煤制油”工程可减少对石油产品的依赖

答案:A 解析:煤的气化和液化变化中有新物质生成,属于化学变化,故A错误;在高温条件下,煤会与氧气反应,所以煤的干馏是在隔绝空气条件下进行的,故B正确;燃烧煤炭会产生大量烟尘,烟尘可以引起雾霾,所以大量燃烧煤炭是造成雾霾的重要原因,故C正确;石油产品是重要的工业原料,发展“煤制油”工程可减少对石油产品的使用,故D正确。

4）“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染，它包括“原料的绿色化”“化学反应的绿色化”“产物的绿色化”等内容。其中“化学反应的绿色化”要求反应物中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列符合“化学反应的绿色化”的是（ ）

A 、SO2 +NH3 +H2O = (NH4)2SO3

B、NO2+ NO +2 NaOH =2NaNO3 + H2O C、Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2 + 2H2O D、 CuO＋H2SO4 = CuSO4 + H2O 答案：A

5）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

答案：BDE 解析：灼烧海带在坩埚里进行，坩埚放在泥三角上，用酒精灯加热，且要用玻璃棒搅拌，使其充分反应。

(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________。

答案：过滤；蒸馏 解析：分离悬浊液得到含碘溶液和残渣，采用过滤法；碘溶于苯中，苯易挥发，碘固体易升华，可以通过蒸馏方法得到碘和苯。

(3)步骤④反应的离子方程式是_________________。

答案： MnO2＋2I－＋4H＋===I2＋Mn2＋＋2H2O。 解析：联想二氧化锰氧化浓盐酸中氯离子，I还原性强于Cl，在酸性条件下二氧化锰一定能氧化I，MnO2＋2I＋4H===I2＋Mn＋2H2O。

－－＋2＋－－(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是___________________。

答案：

①苯不溶于水，也不与水反应；②被萃取的物质在该萃取剂中溶解度大于在水中的溶解度；③被萃取的物质与该萃取剂不发生反应。 解析：苯符合萃取剂选用条件，苯不溶于水，且不与水反应；苯是非极性溶剂，碘是非极性分子，根据相似相溶原理，碘易溶于苯而在极性溶剂水中溶解度相对较小；碘与苯不反应。除苯作萃取剂外，四氯化碳等有机溶剂也可以作碘的萃取剂。

(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：______________________________________________ 答案：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘) ； 解析：利用“碘与淀粉溶液混合，溶液呈蓝色”这一特征现象检验水层里是否有碘单质存在。设计实验方法包括步骤、现象、结论及解释。

6）绿色化学是当今社会人们提出的一个新概念，它可以公开为环境友好化学。它的着眼点是使污染消灭在生产的源头，从根本上消除污染。请回答下列有关问题：

（1）下面的叙述错误的是（ ）

A．绿色化学和环境化学都是研究环境保护和治理的

B ．绿色化学不是被动的治理环境，而是主动的防治环境污染 C．绿色化学保护了环境，而且也能给有关企业带来巨大的经济利益

（2）硝酸工业的尾气中主要含有NO、NO2气体。下列关于它们的危害的叙述

中，正确的是（ ）

A．形成酸雨 B．破坏臭氧层 C．NO能刺激呼吸道 D．NO2能跟血红蛋白作用生成二氧化氮血红蛋白而引起中毒 E ． NO、NO2在空气中形成褐色或黄色的毒性很大的烟雾

工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO2，使其转化为化工产品NaNO2，请写出其化学方程式 ；这一处理方法是否符合绿色化学概念

（填“是”或“不是”）。其原子利用率为 。

（3）有人采用下面两种方法制取Cu(NO3)2

方法一：2Cu＋O2 == 2CuO CuO＋2HNO3（稀）＝Cu(NO3)2＋H2O 方法二：3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu(NO3)2＋2NO2

＋4H2O 其中符合绿色化学概念的是 。 答案：（1）A ；（2）ABE；NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O ；是； 88.5% ；（3）方法一