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第五节化学与自然资源的开发利用第五节化学与自然资源的开发利用考纲展示考纲展示1了解金属矿物、海水、煤、石油、天然气的综合利用。了解金属矿物、海水、煤、石油、天然气的综合利用。2了解科学、技术、社会的相互关系了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生活、材料、如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等能源、环境、生命过程、信息技术的关系等)。3了解在化工生产中遵循了解在化工生产中遵循“绿色化学绿色化学”思想的重要性。思想的重要性。本节目录本节目录考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析真题集训把脉高考真题集训把脉高考知能演练高分跨栏知能演练高分跨栏教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基学科规律方法提升学科规律方法提升教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基判断下列说法的正误：判断下列说法的正误：1(2012高考江苏卷高考江苏卷1TD)过度开采矿物资过度开采矿物资源，促进地方经济源，促进地方经济发展符合社会可持续发展理念。发展符合社会可持续发展理念。()2(2012高考上海卷高考上海卷2TB)石油分馏是化学石油分馏是化学变化，可得到汽变化，可得到汽油、煤油。油、煤油。()3(2012高考海南卷高考海南卷1TB)酸雨是酸雨是pH小于小于7的雨水。的雨水。()4(2011高考福建卷高考福建卷6TA)CO2、CH4、N2等均是造成温室效应等均是造成温室效应的气体。的气体。()体验高考体验高考构建双基构建双基金、铂金、铂化合态化合态电解法电解法混合物混合物沸点沸点CH4思考感悟思考感悟为什么裂化汽油不能用于从溴水中萃取溴？为什么裂化汽油不能用于从溴水中萃取溴？【提示提示】直馏汽油与裂化汽油的成分不同，直馏汽油是用直馏汽油与裂化汽油的成分不同，直馏汽油是用石油直接分馏得到，其中不含有烯烃；而裂化汽油是通过裂石油直接分馏得到，其中不含有烯烃；而裂化汽油是通过裂化得到，其中含有烯烃。因此直馏汽油可作萃取剂，裂化汽化得到，其中含有烯烃。因此直馏汽油可作萃取剂，裂化汽油不能作萃取剂。油不能作萃取剂。废水废水废气废气废渣废渣考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析考点考点1金属的冶炼金属的冶炼4铝热反应铝热反应(1)原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。(2)实验装置：如图所示。实验装置：如图所示。(3)实验现象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。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。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。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。下的是铁珠。特别提醒：特别提醒：( (1) )Pt和和Au等性质稳定的金属，常用富集法冶炼，等性质稳定的金属，常用富集法冶炼，是物理方法，而不是化学方法。是物理方法，而不是化学方法。( (2) )冶金工业上的湿法冶金，冶金工业上的湿法冶金，利用的是金属之间的置换反应，是在溶液中进行的。利用的是金属之间的置换反应，是在溶液中进行的。( (3) )铝热铝热剂不仅指铝和剂不仅指铝和Fe2O3，也可以是，也可以是Al和和MnO2、Al和和Cr2O3等。等。( (4) )铝热反应实验的最外层滤纸要用水湿润，并要求观察者远铝热反应实验的最外层滤纸要用水湿润，并要求观察者远离，以免烫伤。离，以免烫伤。即时应用即时应用1(2013沈阳高三检测沈阳高三检测)金属材料在日常生活金属材料在日常生活以及生产中有着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广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()合金的性质与其组成金属的性质不完全相同合金的性质与其组成金属的性质不完全相同火烧孔雀石火烧孔雀石Cu2(OH)2CO3也属还原法也属还原法金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子工业上金属工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的都是用电解熔融氯化物制得的越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼AB只有只有C D解析：选解析：选B。合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如。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，硬度、强度更大，熔点更低等，正确；火烧孔雀石分解生成正确；火烧孔雀石分解生成CuO，CuO被焦炭还原为单质被焦炭还原为单质Cu，属于还原法制取，属于还原法制取，正正确；因确；因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解熔融熔融Al2O3的方法，的方法，错误；金属冶炼就是把金属阳离子还原错误；金属冶炼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，还原，、正确。正确。(2)冰铜冰铜(Cu2S和和FeS互相熔合而成互相熔合而成)含含Cu量为量为20%50%。转炉。转炉中，将冰铜加熔剂中，将冰铜加熔剂(石英砂石英砂)在在1 200 左右吹入空气进行吹左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的炼。冰铜中的Cu2S被氧化为被氧化为Cu2O，生成的，生成的Cu2O与与Cu2S反反应，生成含应，生成含Cu量约为量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是方程式分别是_、_；(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极应是图中电极_(填图中的字母填图中的字母)；在电极；在电极d上发生的电上发生的电极反应式为极反应式为_；若粗铜中还含有；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在，它们在电解槽中的存在形式和位置为电解槽中的存在形式和位置为_。考点考点2环境污染的分类与防治、绿色化学环境污染的分类与防治、绿色化学1环境污染的分类与防治环境污染的分类与防治主要污染物及来源主要污染物及来源主要危害主要危害防治措施防治措施大气大气污染污染污染物：硫氧化物、氮污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、固氧化物、碳氢化合物、固体颗粒体颗粒来源：化石燃料的燃烧、来源：化石燃料的燃烧、工厂废气、废烟、扬尘工厂废气、废烟、扬尘危害人体健康危害人体健康破坏建筑物破坏建筑物影响动、植物影响动、植物生长生长改变气候改变气候开发新能源，减开发新能源，减少化石燃料的燃烧少化石燃料的燃烧对工业尾气进行对工业尾气进行处理处理立法管理立法管理主要污染物及来源主要污染物及来源主要危害主要危害防治措施防治措施水污染水污染污染物：重金属盐、污染物：重金属盐、耗氧有机物、氮、磷化耗氧有机物、氮、磷化合物等合物等来源：工业废水、生来源：工业废水、生活废水、实验室和医院活废水、实验室和医院废水废水污染饮用水，污染饮用水，影响人畜健康影响人畜健康影响植物生长影响植物生长形成水华、赤形成水华、赤潮，影响水中生潮，影响水中生物生长物生长对废水进行无对废水进行无害化处理后排放害化处理后排放立法管理立法管理土壤污染土壤污染污染物：重金属盐、污染物：重金属盐、废塑料、工业废料、建废塑料、工业废料、建筑垃圾筑垃圾来源：生活垃圾、工来源：生活垃圾、工厂、建筑、化肥、农药、厂、建筑、化肥、农药、各种废水各种废水使土壤板结、使土壤板结、硬化硬化水肥流失水肥流失对垃圾回收和对垃圾回收和分类处理，综合分类处理，综合利用利用控制各种污水控制各种污水排放排放2绿色化学思想绿色化学思想(1)绿色化学的含义绿色化学的含义特别提醒：特别提醒：( (1) )绿色化学思想从源头上治理污染。有些治理污绿色化学思想从源头上治理污染。有些治理污染的方法不一定符合绿色化学理念，如在土壤中施加石灰不能染的方法不一定符合绿色化学理念，如在土壤中施加石灰不能避免酸雨，使化石燃料充分燃烧不能减少二氧化硫的排放。避免酸雨，使化石燃料充分燃烧不能减少二氧化硫的排放。( (2) )注意下列做法不利于环境保护：注意下列做法不利于环境保护：工厂将烟囱建高。工厂将烟囱建高。,将将有污染的工厂迁移到农村。有污染的工厂迁移到农村。,将垃圾焚烧处理。将垃圾焚烧处理。不加限制不加限制地增加私家车数量。地增加私家车数量。即时应用即时应用3(2012高考江苏卷改编题高考江苏卷改编题)化学在资源利用化学在资源利用、环境保护等与、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是与社会可持续发展理念相违背的是()A改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放B开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用C研发可降解高分子材料，减少研发可降解高分子材料，减少“白色污染白色污染”D石油为可再生资源，可过度开采，大量使用石油为可再生资源，可过度开采，大量使用解析：选解析：选D。本题考查化学与可持续发展的联系，意在考查考。本题考查化学与可持续发展的联系，意在考查考生对常见的资源利用和环境污染及环境保护问题的识记能生对常见的资源利用和环境污染及环境保护问题的识记能力。石油为不可再生能源，不可过度开采，故力。石油为不可再生能源，不可过度开采，故D错误。错误。4(2012高考海南卷改编题高考海南卷改编题)化学与环境密切化学与环境密切相关，下列有关相关，下列有关说法正确的是说法正确的是()ACO2属于大气污染物属于大气污染物B氮氧化物不会引起光化学烟雾氮氧化物不会引起光化学烟雾CCO2、NO2或或SO2都会导致酸雨的形成都会导致酸雨的形成D大气中大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧含量的增加会导致温室效应加剧解析：选解析：选D。CO2不是大气污染物，空气中氮氧化物超过一定不是大气污染物，空气中氮氧化物超过一定的含量后，会引起光化学烟雾，本题是对化学常识的考查。的含量后，会引起光化学烟雾，本题是对化学常识的考查。学科规律方法提升学科规律方法提升海水资源的综合利用海水资源的综合利用1氯碱工业氯碱工业(1)生产流程生产流程(2)产物及其用途产物及其用途阴极产物是阴极产物是NaOH和和H2，阳极产物是，阳极产物是Cl2。产物可用于制备盐酸、纯碱、农药和漂白剂等。产物可用于制备盐酸、纯碱、农药和漂白剂等。2海水提镁海水提镁(1)生产流程生产流程3海水提溴海水提溴(1)生产流程生产流程例例1(2013宝鸡高三模拟宝鸡高三模拟)海带中含有丰富的碘海带中含有丰富的碘。为了从海带。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：中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：(2)现有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、现有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品。完成该实验尚缺少的玻石棉网以及必要的夹持仪器、物品。完成该实验尚缺少的玻璃仪器是璃仪器是_；(3)步骤步骤中能选用中能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是从碘水中萃取碘的原因是_；ACCl4与水不互溶与水不互溶BCCl4与与I2发生取代反应发生取代反应CCCl4的密度比水大的密度比水大DCCl4不易燃烧，可作灭火剂不易燃烧，可作灭火剂E碘在碘在CCl4中的溶解度比在水中大很多中的溶解度比在水中大很多(4)步骤步骤中还可选择中还可选择_作萃取剂；作萃取剂；(5)步骤步骤中反应的离子方程式是中反应的离子方程式是_；(6)请设计一种简单的实验方法，检验提取碘后的水溶液中是请设计一种简单的实验方法，检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘：否还含有单质碘：_。【解析解析】由题意知固液分离操作由题意知固液分离操作应为过滤，根据过滤和应为过滤，根据过滤和分液所需仪器可知缺少漏斗和分液漏斗，萃取剂的选择原则分液所需仪器可知缺少漏斗和分液漏斗，萃取剂的选择原则是：萃取剂不能与原溶剂相互溶解，被萃取物质在萃取剂中是：萃取剂不能与原溶剂相互溶解，被萃取物质在萃取剂中的溶解度要比在原溶剂中的溶解度大得多且被萃取物质不与的溶解度要比在原溶剂中的溶解度大得多且被萃取物质不与萃取剂反应，与萃取剂反应，与“CCl4的密度比水大的密度比水大”无关。无关。【解题感悟解题感悟】从海带中提取碘的实验：从海带中提取碘的实验：(1)反应原理：海带中的碘元素主要以反应原理：海带中的碘元素主要以I的形式存在，提取时的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化为用适当的氧化剂将其氧化为I2，再萃取出来。，再萃取出来。(2)注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘。注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘。海水资源的利用将走综合开发的道路，一次提取海水，海水资源的利用将走综合开发的道路，一次提取海水，同时提取多种物质。如图是某工厂对海水资源综合利用的示同时提取多种物质。如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图。意图。例例2(4)提取提取Mg(OH)2后在剩余母液中加入一种常见的气态氧化后在剩余母液中加入一种常见的气态氧化剂，又可制取重要化工原料溴单质。剂，又可制取重要化工原料溴单质。生成溴单质的化学反应的离子方程式是生成溴单质的化学反应的离子方程式是_；生产中将溴单质从混合物中分离出来的方法是生产中将溴单质从混合物中分离出来的方法是_，这种方法的成功应用是基于溴单质具有这种方法的成功应用是基于溴单质具有_性。性。以下是对生产溴单质所用的气态氧化剂寻找提供货源的设以下是对生产溴单质所用的气态氧化剂寻找提供货源的设想，其中合理的是想，其中合理的是_。A从外地购买从外地购买B从本厂生产烧碱处循环从本厂生产烧碱处循环C从本厂生产镁单质处循环从本厂生产镁单质处循环D在当地新建生产工厂在当地新建生产工厂从多种经营综合开发，打造大而强的现代化企业及本厂生产从多种经营综合开发，打造大而强的现代化企业及本厂生产所需要的原料等方面来看，你认为该厂还可以再增加的生产项所需要的原料等方面来看，你认为该厂还可以再增加的生产项目是目是_。跟踪训练跟踪训练(2)向其中通入足量向其中通入足量Cl2，反应的离子方程式：，反应的离子方程式：_，通入热空气的目的：通入热空气的目的： _；(3)将吹出的将吹出的Br2用纯碱溶液吸收，反应得到用纯碱溶液吸收，反应得到NaBr、NaBrO3和和CO2，反应的化学方程式：，反应的化学方程式：_，产生的产生的CO2通入足量澄清石灰水中，得到通入足量澄清石灰水中，得到1 g白色沉淀；白色沉淀；(4)将吸收将吸收Br2的溶液用足量硫酸处理得到的溶液用足量硫酸处理得到Br2单质，反应的化单质，反应的化学方程式：学方程式： _，理论上可以得到理论上可以得到Br2的质量为的质量为_；(5)请计算海水中溴的浓度为请计算海水中溴的浓度为_g/L。2(2013天津高三模拟天津高三模拟)海水是巨大的资源宝海水是巨大的资源宝库，在海水淡化库，在海水淡化及综合利用方面天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴及综合利用方面天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：的过程如下：(1)请列举海水淡化的两种方法：请列举海水淡化的两种方法：_、_。(2)将将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、_、_或或H2、_。(3) 步骤步骤中已获得中已获得Br2，步骤，步骤中又将中又将Br2还原为还原为Br，其目，其目的为的为_。(4)步骤步骤用用SO2水溶液吸收水溶液吸收Br2，吸收率可达，吸收率可达95%，有关反应，有关反应的离子方程式为的离子方程式为_，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是题是_。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：查阅了有关资料：Br2的沸点为的沸点为59 ，微溶于水，有毒性和强，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：请你参与分析讨论：请你参与分析讨论：图中仪器图中仪器B的名称：的名称：_；整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为因为_；实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：控制关键条件：_；C中液体产物颜色为中液体产物颜色为_，为除去该产物中仍残留的少，为除去该产物中仍残留的少量量Cl2，可向其中加入，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离溶液，充分反应后，再进行的分离操作是操作是_。真题集训把脉高考真题集训把脉高考题组题组1资源的综合利用资源的综合利用1(2012高考山东基本能力测试卷高考山东基本能力测试卷)地球上地球上97%以上的水是海以上的水是海水，海水淡化可缓解淡水资源不足。下列方法中能将海水淡水，海水淡化可缓解淡水资源不足。下列方法中能将海水淡化的是化的是()在海水中加入硝酸银，滤掉生成的沉淀在海水中加入硝酸银，滤掉生成的沉淀蒸馏海水，将蒸汽冷凝蒸馏海水，将蒸汽冷凝将海水加压，使水分子通过半透膜以滤去盐分将海水加压，使水分子通过半透膜以滤去盐分将海水暴晒，滤掉析出的盐将海水暴晒，滤掉析出的盐ABC D解析：选解析：选B。中加入硝酸银虽然将中加入硝酸银虽然将Cl除去，但同时生成除去，但同时生成NaNO3，达不到海水淡化的目的。，达不到海水淡化的目的。是一种使用最早、最广是一种使用最早、最广泛的海水淡化方法。泛的海水淡化方法。中使用了新型高分子材料半透膜，是一中使用了新型高分子材料半透膜，是一种新的海水淡化方法。种新的海水淡化方法。中将海水暴晒，并不能除尽海水中的中将海水暴晒，并不能除尽海水中的盐分，滤掉析出的盐后得到的是含盐的饱和溶液，不能将海水盐分，滤掉析出的盐后得到的是含盐的饱和溶液，不能将海水淡化。淡化。2(2012高考上海卷高考上海卷)下列关于化石燃料的加下列关于化石燃料的加工说法正确工说法正确的是的是()A石油裂化主要得到乙烯石油裂化主要得到乙烯B石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油C煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气煤干馏主要得到焦炭、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：选解析：选C。A项，石油裂化是将相对分子质量较大、熔沸点项，石油裂化是将相对分子质量较大、熔沸点较高的烃转变为相对分子质量较小、熔沸点较低的烃的过较高的烃转变为相对分子质量较小、熔沸点较低的烃的过程，主要产物是相对分子质量较小的烃的混合物；程，主要产物是相对分子质量较小的烃的混合物；B项，石油项，石油分馏是物理变化，是根据沸点不同，分离出汽油、煤油等；分馏是物理变化，是根据沸点不同，分离出汽油、煤油等；D项，煤制煤气是化学变化，是通过煤的干馏、液化、气化项，煤制煤气是化学变化，是通过煤的干馏、液化、气化得到的。得到的。题组题组2环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学3(2011高考天津卷高考天津卷)化学在人类生活中扮演化学在人类生活中扮演着重要角色，以着重要角色，以下应用正确的是下应用正确的是()A用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土吸收水果释放的乙烯，可达用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土吸收水果释放的乙烯，可达到水果保鲜的目的到水果保鲜的目的B为改善食物的色、香、味并防止变质，可在其中加入大量为改善食物的色、香、味并防止变质，可在其中加入大量食品添加剂食品添加剂C使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题D天然药物无任何毒副作用，可长期服用天然药物无任何毒副作用，可长期服用解析：选解析：选A。本题主要考查化学知识在实际生活中的应用，意。本题主要考查化学知识在实际生活中的应用，意在考查考生理论联系实际的能力。在考查考生理论联系实际的能力。A项乙烯具有催熟作用，吸项乙烯具有催熟作用，吸收水果释放出的乙烯，能延长水果的保质期；收水果释放出的乙烯，能延长水果的保质期；B项食品添加剂项食品添加剂要限量使用，不能滥用；要限量使用，不能滥用；C项能导致水体富营养化的主要是氮项能导致水体富营养化的主要是氮和磷的化合物和磷的化合物;D项天然药物也有毒副作用项天然药物也有毒副作用,不可长期服用。不可长期服用。4(2010高考江苏卷高考江苏卷)化学与能源开发、环境化学与能源开发、环境保护、资源利用保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是等密切相关。下列说法正确的是()A为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药B绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源D垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用解析：选解析：选D。化肥和农药可以提高农作物的产量和质量，但大。化肥和农药可以提高农作物的产量和质量，但大量使用时会污染土壤；绿色化学的核心是实现零排放量使用时会污染土壤；绿色化学的核心是实现零排放;化石燃化石燃料在自然界中不是取之不尽、用之不竭的料在自然界中不是取之不尽、用之不竭的,还需开发新能源。还需开发新能源。
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