化学与自然资源的开发利用Word文档格式.docx
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当外露部分镁条刚刚燃完时，纸漏斗内的混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的热。
纸漏斗被烧破，有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体
原因分析
镁条燃烧，放出大量的热；
KClO3作为引燃剂在受热状态下发生分解，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应：
2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3，生成的铁在高温下呈熔化状态
原理应用
冶金工业上常用该原理制取高熔点的金属，如钒、铬、锰等。
也可用在生产上，如焊接钢轨等
注意事项
1、镁条要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃；
氧化铁粉末要干燥；
铝粉要用没有被氧化的，否则反应难以进行
2、Fe2O3与Al的质量的比要控制在3∶1，且两者要混合均匀，以保证Fe2O3与Al都完全反应
3、要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗
4、蒸发皿中的细纱要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人
5、实验装置不要距人群太近，应远离易燃物，或在玻璃通风橱内操作
三、海带提碘
实验步骤
结论或解释
①取3g左右的干海带，把干海带表面的附着物用刷子刷净（不要用水冲洗），用剪刀剪碎后，用酒精润湿，放入坩埚中。
点燃酒精灯，灼烧海带至完全变成灰烬，停止加热，冷却
②将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10mL蒸馏水，搅拌、煮沸2～3min，过滤
得无色透明溶液
碘不是以碘单质形式存在
③在滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1mLH2O2溶液，观察现象
溶液由无色变为深黄色
化学方程式：
2KI＋H2O2＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O，I2的水溶液为黄色
④取少量上述滤液，加入几滴淀粉溶液，观察现象
溶液变为深蓝色
I2遇淀粉变蓝
特别提醒
①海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；
海带要用干的，因为湿海带不易燃烧。
②H2O2氧化I－的离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。
③流程图：
海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。
四、海水提溴
1．工艺流程
海水
Br2（g）。
2．实验步骤
实验操作
化学方程式
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，使溴离子转变为溴单质
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
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
④向吸收塔中的溶液内通入适量的氯气
2HBr＋Cl2===Br2＋2HCl
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的溴单质
特别提醒 萃取剂的选择应注意：
①被萃取的物质与所加入的有机溶剂不发生化学反应；
②萃取剂与水不能互溶。
③被萃取的物质在有机溶剂中的溶解度要远远大于在原溶剂中的溶解度。
五、化学“三馏”
名称
定义
适用范围
变化类型
蒸馏
把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作
被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质（馏分）越纯
物理变化
分馏
对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏
多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分
干馏
把固态混合物（如煤、木材）隔绝空气加强热使它分解的过程
化学变化
①由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。
②煤的干馏有两个条件：
一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；
二是加强热。
③煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，煤中并不含有小分子有机物苯、萘、蒽等；
苯、萘、蒽等物质
是煤分解的产物煤焦油中含有的。
六、化学“七气”
名称
来源
主要成分
用途
高炉煤气
炼铁高炉
CO2、CO等
燃料
水煤气
水煤气炉
CO、H2等
燃料、化工原料
炼厂气
石油炼制厂
低级烷烃
油田气
油田
天然气
天然气田、油田
CH4
裂解气
裂解炉
“三烯二烷”
石油化工原料
焦炉气
炼焦炉
H2、CH4、C2H4等
七、石油炼制方法的比较
石油的炼制方法
石油的分馏
石油的裂化
石油的裂解
原理
用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物
在催化剂存在的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃
主要原料
原油
重油
石油分馏产品（包括石油气）
主要产品
汽油、煤油、柴油、重油
汽油、甲烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等
乙烯、丙烯等
主要变化类型
八、典型的环境污染
1．温室效应
工农业生产及生活燃烧含碳化合物导致二氧化碳含量升高，造成全球气温上升，水位上升，陆地面积减少。
2．赤潮
工农业生产（如石油化工、炼焦、化肥等）的废水中所含的氮、磷元素导致水体富营养化，从而使藻类大量繁殖，消耗水中大量的溶解氧，水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧死亡或被污染。
淡水中叫水华，海水中叫赤潮。
3．酸雨
煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素。
降水的pH<
5.6时，将会对森林、农作物、材料和建筑物产生明显损害。
4．臭氧空洞
氟氯代烃等物质的排放，使臭氧
层被破坏。
臭氧层被大量破坏后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康和生态环境带来多方面的危害。
5．白色污染
主要是由生活、生产中抛弃使用后的难降解的塑料制品造成的，它们的主要危害：
（1）废旧塑料混在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；
（2）废旧塑料易被动物当作食物吞入，导致动物死亡；
（3）混入生活垃圾中的废塑料很难处理、回收，不易分解。
6．光化学烟雾
主要是由氮氧化合物、碳氢化合物造成的，能刺激人体器官，使人患病甚至死亡。
九、绿色化学
1．含义
“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。
它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。
2．“绿色化学”的特点
（1）开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。
（2）使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。
（3）开发绿色工艺。
（4）开发和生产绿色产品。
3．原子经济
原子经济要求反应物的原子全部转变成最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。
化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量。
原子利用率＝
×
100%
由于反应中生成的副产物通常并不清楚或者不易确定，故有人提出“原子经济百分数”概念：
原子经济百分数＝
例1
下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ）
A．2NaCl（熔融）
2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2
Mg＋H2O
C．Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2D．2HgO
2Hg＋O2↑
例2
为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。
（1）若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体（标准状况，下同）的体积为bL。
反应的化学方程式是________；
样品中铝的质量是________g。
（2）若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是________；
氧化铁与铝的质量比是________。
（3）待
（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与
（1）中所得气体的体积比c∶b＝__________。
例3
全球海水中溴的储藏量丰富，约占地球溴总储藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg/L。
其工业提取方法有：
（1）空气吹出纯碱吸收法。
方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，把溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。
该方法涉及到的反应有①______________________________________
______________________________（写出离子方程式）；
②3Br2＋3CO
===BrO
＋5Br－＋3CO2↑；
③BrO
＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O。
其中反应②中氧化剂是________；
还原剂是________。
（2）空气吹出SO2吸收法。
该方法基本同
（1），只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。
写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：
_______________________________________________________________________。
（3）溶剂萃取法。
该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度的不同的原理来进行的。
实验室中萃取用到的实验仪器名称是____________。
下列可以用于海水中溴的萃取的溶剂是________（填序号）。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸
例4
海带中含有丰富的碘。
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，还需要用到的实验仪器是______________（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写空白处）。
A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角E．酒精灯 F．干燥器
（2）步骤③的实验操作名称是______；
步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是________。
（3）步骤④反应的离子方程式是_________________________________________________________。
（4）步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是________________________________________________________。
（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：
____________________________________。
例5
海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（ ）
A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
例6
下列说法中错误的是（ ）
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
例7
下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是（ ）
A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的
B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复
C．对于一种高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的
D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类
例8
环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列名词与环境污染有关的是（ ）
①酸雨 ②臭氧空洞 ③白色污染 ④温室效应 ⑤赤潮⑥光化学烟雾
A．①③④⑤B．①②③④⑥C．③④⑤⑥D．①②③④⑤⑥
例9
在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。
下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是（ ）
①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应
⑤加成反应 ⑥消去反应 ⑦加聚反应 ⑧缩聚反应
A．①②⑤B．②⑤⑦C．⑦⑧D．⑦
题组一
1．金属冶炼的目的是（ ）
A．把金属化合物还原为金属单质B．除去金属中的杂质
C．把金属单质变为氧化物
D．把电能转化为化学能
2．不同金属的冶炼，其冶炼方法也可能不同，主要原因是（ ）
A．金属在自然界中的分布不同B．金属在自然界中的含量不同
C．金属在自然界中的存在形式不
同D．金属的活动性不同
3．若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是（ ）
A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化B．利用太阳能使海水蒸馏淡化
C．将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子
4．从海水中提取下列物质，可以不涉及化学变化的是（ ）
A．镁B．氯化钠C．溴D．钾
5．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：
①在一定条件下脱水干燥；
②加熟石灰；
③加盐酸；
④过滤；
⑤浓缩结晶。
其先后顺序正确的是（ ）
A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①
6．能用铝为原料来冶炼难熔的金属是因为（ ）
A．铝的密度小，熔点较低B．铝在空气中燃烧，放出大量的热
C．铝在金属活动性顺序表中排在较前面D．铝具有还原性，发生氧化还原反应时放出大量热
7．常言“真金不怕火炼”从化学的角度对这句话的理解正确的是（ ）
A．金的熔点高，难于熔化B．金的化学性质稳定，不易变质
C．金越炼越纯D．金的硬度大，高温下难于变形
8．下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是（ ）
A．加热分解氧化铝B．高温下分解碳酸钙
C．电解氯化钠溶液D．三氧化钨与铝粉高温反应
9．热还原法冶炼金属的反应一定是（ ）
A．氧化还原反应B．置换反应
C．复分解反应D．分解反应
10．在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（ ）
A．MgB．CuC．AgD．H2
11．实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。
发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（ ）
A．Fe2O3和MnO2B．MnO2和V2O5
C．Cr2O3和V2O5D．Fe3O4和FeO
12．已知工业上真空炼铷的反应方程式如下：
2RbCl＋Mg
MgCl2＋2Rb（g），对此反应能够进行的正确解释是（ ）
A．铷比镁的金属性强
B．铷的沸点比镁低，把铷的蒸气抽走后，平衡向正反应方向移动
C．MgCl2的热稳定性比RbCl弱
D．高温下Mg2＋得电子能力比Rb＋弱
题组二
1．下列关于石油的说法不正确的是（ ）
A．石油主要含C、H两种元素B．石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物
C．石油有固定的熔点D．石油分馏得到的汽油是混合物
2．化学与生活、社会密切相关。
下列说法不正确的是（ ）
A．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境
B．凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不可食用
C．为防止电池中的重金属等污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术
D．提倡人们购物时不用塑料袋，是为了防止白色污染
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．石油的分馏B．石油的裂解C．煤的干馏D．煤的气化
4．“预防污染”要求我们利用各种手段减少各种污染物的排放，提高资源和能源的利用效率，绿色化学是“预防污染”的基本手段，下列各项中属于绿色化学的是（ ）
A．处理废弃物B．治理污染点C．减少有毒物排放D．杜绝污染源
5．下列关于煤的叙述中不正确的是（ ）
A．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
B．煤的干馏过程属于化学变化
C．煤是由多种有机物组成的混合物
D．煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素
6．近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。
下列关于石油的说法正确的是（ ）
A．石油属于可再生矿物能源B．石油主要含有碳、氢两种元素
C．石油的裂化是物理变化D．石油分馏的各馏分均是纯净物
7．煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。
最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气（一氧化碳及氢气总含量≥90%），把煤“吃干榨尽”。
下列有关说法正确的是（ ）
①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 ③该技术实现了煤的清洁利用 ④该技术实现了煤的高效利用
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
8．石油加工的主要目的是（ ）
A．将石油按沸点范围不同加以分离B．将石油按饱和烃与不饱和烃加以分离
C．得到碳原子数较多的烃类D．将石油中的烷烃、环烷烃和芳香烃分开
9．下列说法中不正确的是（ ）
A．天然气是气体，它不属于化石燃料
B．煤是由焦炭、煤焦油等成分组成的有机物和无机物的混合物
C．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
D．煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率
10．下列说法正确的是（ ）
①正常雨水的pH为7.0，酸雨的pH小于7.0
②严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染
③使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白的食品会对人体健康产生损害
④使用氯气对自来水消毒过程中，生成的有机氯化物可能对人体有害
⑤食品厂产生的含丰富氮、磷营养素的废水可长期排向水库养鱼
A．①②③B．①④⑤C．②③④D．③④⑤
11．当前，全世界都在倡导“绿色化学”，下列成语表达的意义与“绿色化学”和环境污染的关系最不相符的是（ ）
A．防微杜渐B．未雨绸缪C．防患未然D．亡羊补牢
12．以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是（ ）
A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料B．甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜D．用SiO2制备高纯硅
13．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SO2的量
B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
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
14．下列广告宣传：
①某品牌八宝粥（含桂圆、红豆、糯米等）不含糖，适合糖尿病人食用②某品牌纯净水不含任何化学物质，可放心饮用③韭菜是天然的绿色食品④不要随意丢弃废纸，以免造成白色污染。
其中错误的是（ ）
A．仅②B．仅①C．仅②③
④D．①②③④
15．我国古代有“女娲补天”的传说，今天人类也面临“补天”的问题，下列采取的措施与今天所说的“补天”无关的是（ ）
A．研究新型催化剂，消除汽车尾气的污染B．禁止使用含氟电冰箱
C．倡导使用无磷洗衣粉D．严格控制硝酸厂的尾气处理
16．下列符合化学实验“绿色化”的有（ ）
①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水②在铜与浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝③将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放
A．①②B．①③C．②③D．①②③
17．根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：
①CaBr2＋H2O
CaO＋2HBr②2HBr＋Hg
HgBr2＋H2↑
③HgBr2＋CaO
HgO＋CaBr2④2HgO
该方案的目的是制备（ ）
A．HBrB．CaOC．H2D．Hg
18．人们把食品分为绿色食品、蓝色食品、白色食品等。
绿色植物通过光合作用转化的食品叫绿色食品，海洋提供的食品叫蓝色食品，通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。
下面属于白色食品的是（ ）
A．酱油B．面粉C．海带D．菜油
19．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。
在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。
在用CH3C≡CH合成CH2===C（CH3）COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他反应物有（ ）
A．CO和CH3OHB．CO2和H2OC．H2和CO2D．CH3OH和H2
20．保护环境已成为人类的共识。
人类应以可持续发展的方式使用资源，以合理的方式对废物进行处理并循环使用。
下列做法不利于环境保护的是（ ）
A．发电厂的煤经脱硫处理B．将煤转化为水煤气作燃料
C．回收并合理处理聚乙烯塑料废物D．电镀废液经中和后直接排放
21．下列化工生产中体现“绿色化学”内涵的是（ ）
①减少“三废”排放量 ②考虑催化剂和载体的重复使用 ③回收未反应的原料、副产物、助熔剂、稳定剂等非反应试剂 ④考虑有关原材料的再生利用 ⑤拒绝使用无法替代，无法回收，不能再生，具有毒副作用、污染严重的原料
A．①②③B．①③④⑤C．①②③⑤D．①②③④⑤
22．某河道两旁有甲、乙两厂。
它们排放的工业废水中，共含K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO
六种离子。
甲厂排放的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是_________、_________、_________；
乙厂排放的废水中含有另外三种离子。
如果加一定量的________（填“活性炭”、“硫酸亚铁”或“铁粉”），可以回收其中的金属______（填金属元素的符号）。
另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的________（填写离子符号）转化为沉淀。
经过滤后的废水主要含_______________（填化学式），可用来浇灌农田。
23．下图是实验室干馏煤的装置图，完成下列问题：
（1）指出图中仪器名称：
c________，d__________。
（2）仪器d的作用是______________，c中液体有________和________，其中无机物可用__________检验出来；
有机物可以通过__________的方法使其中的重要成分分离出来。
（3）e处点燃的气体的主要成分是________
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