资源的利用与环境保护

第十三章资源的利用与环境保护考纲要览1. 了解金属的通性、金属冶炼的一般原理（如铝热反应）。2. 了解海水的综合开发与利用，尤其是 Mg、Br2、I2的提取和生产工艺流程。3. 了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。4. 了解化学在解决能源危机、环境保护中的重要作用，树立绿色化学的观念。考向展望考查重点考查难点考向预测热点预测题型预测金属的冶炼方 法；煤的干储、 气化、液化；石 油的分储、裂化、 裂解；绿色化学； 常见的污染及其 防治方法等开发利用金属矿物和海水资源知识与新能源、环境保护、工业 生产、社会热点等问题相结合， 设计成有关工艺流程的题， 集分 析、推断、实验、计算干-体， 考查知识综合运用的能力、实验 能力和计算能力预计2014年主要以环境保 护等方面的热点问题为背 景，考查考生对“绿色化 学”的理解和运用相关知 识解决酸雨、温室效应等问 题的能力，涉及垃圾分类、 节能减排、环保涂料、新型 能源等知识以选择题为主， 也会以填空题 的形式出现，还 可能以综合题 的切入点来考 查知识结构金删肃物的开发利用、化 学 与 19 然 资 总 119 升 发 利 川贤源 的综 合利Y用金质元素的存在金属冶炼的府理金属冶煤的步骤：电解法：区:A!东属冶炼的方法 热还原法X Cil热分解法：Ar 金属回收与贤源保护 ：水资源海水的淡化海洋资源的开发利用4化学贯源：氯制I：业，沏水中提取比、或、碘族取资源两总，波浪佬海底矿藏工可燃冰等煤“石油，天然气的综合利用年境憬护大气污染环境污染水污染上地再乘 一绿色化学核心 绿色化学原了身济性下的煤气化液化,外储石油裂化裂解阚羊燃料 天然”化原料三大合成材界呼料金成帙下,合成纤维第1讲开发利用金属矿物和海水资源考点突破方法考点一金属的冶炼和铝热反应1.金属的冶炼金属的活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H) CuHg AgPt Au自然界中存在形态化合态多数是化合态，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2.铝热反应(1)原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。(2)实验现象：镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。(3)铝热反应的应用：该反应为放热反应，在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属，如银、铭、 镒等。该反应原理可以应用在生产上，如焊接钢轨等。【例1】下列金属的工业制法正确的是()A.制钛：用金属钠置换出氯化钛 (TiCl4)溶液中的钛B.炼铁：用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁C.制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠D.炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)金属的活动性。(2)金属冶炼方法的选择。【解析】金属钠与TiCl4溶液中的水反应，不能置换出金属钛， A不正确；电解NaCl溶 液不能得到金属钠，C不正确；黄铜矿经冶炼得到粗铜， 粗铜再经电解精炼制得纯度为 99.9% 的铜，D不正确。【答案】B【变式1】诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属铝的卡宾化合物可以作为非常有效 的烯煌复分解催化剂。工业上冶炼铝的化学原理为小c 高温 2MoS 2 + 7O2=2MoO 3 + 4SO2MoO 3+ 2NH 3 H2O=(NH 4)2MoO 4+ H2O(NH 4)2MoO 4 + 2HCl=H 2MoO 4 J + 2NH 4C1 H 2MoO 4=MoO 3 + H2O用还原剂将 MoO 3还原成金属铝则下列说法正确的是()A.MoS 2煨烧产生的尾气可直接排入空气中B.MoO 3是金属氧化物，也是碱性氧化物C.H2MoO4的酸性比盐酸强D.利用H2、CO和铝分别还原等量的 MoO3,所消耗还原剂的物质的量之比为3 ： 3 ： 2【解析】M0S2煨烧产生的SO2是大气污染性气体，不能直接排入空气中，A项错误；MoO3与NH 3 H2O反应表现出酸性氧化物的性质，B项错误；H2MoO4可用盐酸制取，酸性6比盐酸弱，C项错误；还原1 mol MoO 3需要6 mol,消耗H2、CO和Al的物质的量分别为6 : 6:6= 3 ： 3 ： 2, D 项正确。2 3【答案】D考点二 海水中镁、澳、碘的提取1 .镁的提取(1)流程：(2)有关反应的化学方程式：MgCl 2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 J + CaCl2Mg(OH) 2+2HCl=MgCl 2+2H2OHClMgCl 2 6H2O=MgCl 2+ 6H2O八 /一上 电解八人MgCl 2(熔融)=Mg+C12 T2 .澳的提取(1)流程爵水-越播弱化一含Bn格史*(虞出含MJ *气苴换的海水的空气卷雨合物SOi液漠(2)有关反应的离子方程式:2Br + Cl2=2Cl +B2；SO2+ Br2 + 2H2O=4H + 2Br +SO4。3 .海带提取碘及碘元素的检验(1)流程：(2)反应的离子方程式：2H + + 2I - + H 2O2=I2 + 2H2O。【例2】21世纪是海洋世纪，海洋经济专属区的开发收到广泛重视，下列有关说法正确的是（）A.海水含镁，将金属钠放入海水中可以制取金属镁B.利用潮汐能发电是将化学能转化为电能C.从海水中提取澳的过程涉及氧化还原反应D.海底多金属结核矿含有 Fe、Mn、Co、B等金属【思路点拨】 本题考查了海水中提取镁、澳及海水能源的开发，要注意镁、澳的提取过 程及钠的性质。【解析】A项，钠先与水反应，无法制取镁； B项，潮汐能发电是将海水在运动中所具 有机械能转化为电能； C项，海水中富含澳的化合物，将其转化为单质澳，属于氧化还原反 应；D项，B（硼）属于非金属。【答案】C【变式2】下列有关说法正确的是（）A.高温加热氧化镁和碳的混合物可以制单质镁B.铁的冶炼过程是通过置换反应得到单质铁C.海水提澳的过程中不发生氧化还原反应D.利用电解的方法可以从海水中获取淡水【解析】高温加热氧化镁和碳的混合物时，生成CO2（或CO）能不断脱离反应体系，促使反应不断进行，因此碳可置换出镁；工业上冶炼铁用的还原剂是CO,有关反应不是置换反应；海水提澳是使B一变成B2,主要发生氧化还原反应； 从海水中获取淡水可用蒸储等方法， 这是物理变化，电解是使 H2O分解的化学变化。【答案】A第2讲资源的综合利用与环境保护考点突破方法考点一 煤、石油、天然气的综合利用1.石油化工及其主要产品方法原料原理目的分储原油（常压分储卜 重油（减压分储）根据石油各组分沸点高低不同， 利用加热汽化、冷凝、回流，把 石油分成不同沸点范围的组分得到不同沸点范围的分储产物 汽油、煤油、 柴油、重油等裂化重油、石蜡在7E条件下，把相对分子质里 大、沸点高的烧断裂为相对分子 质量小、沸点低的燃提高轻质液体燃料油的 产量，特别是提高汽油的裂解（深 度裂化）石油分储产品（包 括石油气）在高温下，使具有长链分子的燃 断裂成各种短链的气态煌和少 量液态燃获得短链不饱和烧，如乙 烯、丙烯、.一烯等2.直储汽油和裂化汽油的区别获得方法主要化学成分鉴别方法直储 汽油原油直接分储，物理变化般ZH C5C11的烷烧及少重 的芳香煌等，性质稳定能使澳的四氯化碳 溶液褪色的是裂化 汽油裂化 汽油重油裂化，化学变化含有C5C11的烷煌和烯煌， 性质活泼【例1】如图是石油分储塔的示意图。a、b、c三种上升的热属汽L针而，1 triSlUL微分中（）A.a的沸点最高B.b的熔点最低C.c的平均分子量最大D.每一种微分都是纯净物笔端【思路点拨】 解答本题要注意以下两点：（1）分储原理一物石油羞气质的沸点不同。（2）烧分子中碳原子数越多一相对分子质量越大 一熔沸点越局。【解析】由题图可知，a先分储出来，c较a、b最后分储出来，故熔沸点高低顺序为 avbvc;熔、沸点越高，烧中含碳原子数越多，相对分子质量越大。【答案】C【变式1】（2012 上海卷）下列关于化石燃料的加工说法正确的是（）A.石油裂化主要得到乙烯B.石油分储是化学变化，可得到汽油、煤油C.煤干储主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D.煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径【解析】 石油裂化的目的是获得更多的液态轻质汽油，A项错误；石油分储属于物理变化，B项错误；煤制煤气是化学变化，D项错误。【答案】C考点二环境污染与绿色化学4 .环境污染（1）环境污染及其防治污染 回主要污染物防治方法大气 污染颗粒物；硫的化合物；氮的化合物；碳的化合物；碳氢化合物；含卤素化 合物；放射性物质等调整能源结构；合理规划工业 发展和城市建设布局；运用各种 防治污染的技术；制定大气质量 标准；加强大气质量监测；充 分利用环境自净能力水污 染重金属、酸、碱、盐等无机物；耗氧物质；石油和难降解的有机物； 洗涤剂等控制污水的任意排放，污水应处理 后再排放，处理方法有：物理法； 化学法；生物法土壤 污染城市污染；工业废水；生活垃圾及工 矿企业固体废弃物；化肥、农药；大气 沉降物；牲畜排泄物；生物残体等制止任意排放工业废气、废水和 生活污水；加强工矿企业固体废 弃物及城市垃圾的处理和利用等（2）常见环境污染及成因酸雨：与SO2及NOx有关。温室效应：与 CO2有关。光化学烟雾：与 NOx及碳氢化合物有关。臭氧层破坏：与 NOx及氟氯煌有关。赤潮、水华：与含氮、磷的大量污水有关。白色污染：聚乙烯塑料的大量使用。5 .绿色化学绿色化学又称环境友好化学或清洁化学，是从源头上防止污染产生或把化学过程对环境 的负面影响降低到最低程度的化学。绿色化学要求原料和产品无害，在化学过程中不产生“ 废”或使“三废”降低到最低程度。6 .基本原则（1）防治污染的产生优于治理产生的污染。（2）原子经济性（设计的合成方法应将反应过程中所用的材料，尽可能全部转化到最终产品中）即原子的利用率达到I。原子的利用率=2m*iiLxi00%。生成物的总质重（3）应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少使用能源（在常温、常压下进行）。特别提醒：实现绿色化学过程、目标及相应措施，可归纳如图：【例2】（2012海南卷）化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是（）A.CO 2属于大气污染物B.酸雨是pH小于7的雨水C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧【思路点拨】本题涉及的是化学与环境的问题，常见污染环境及成因是解题的关键。【解析】CO2是大气的组成成分，不属于大气污染物，故 A错；酸雨是pH小于5.6的 雨水，故B错；CO2不会导致酸雨，NO2或SO2都会导致酸雨，故 C错；CO2是温室气体， 其含量的增加会导致温室效应加剧，故D正确。【答案】D【变式2】（2013 江苏卷）燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是（）A.甲醇B.天然气C.液化石油气D.氢气【解析】燃料电池的能量转换率为 80%,普通燃烧过程能量转换率为30%左右。氢气作为燃料电池的燃料，其产物是水，对环境无危害性，从能效比及环境保护的角度看，氢气 的确是最理想的能源。【答案】D