北京高二化学会考复习—自然资源的开发和利用.ppt

北京高二化学会考复习自然资源的开发和利用 Four short words sum up what has lifted most successful Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. individuals above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿存在：存在：绝大多数金属绝大多数金属以化合物以化合物的形式存在于自然界。的形式存在于自然界。 少数不活泼金属（少数不活泼金属（如金和铂如金和铂）以游离态以游离态存在存在.一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤：（从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤：（1 1）矿石的采集；（矿石的采集；（2 2）冶炼；（）冶炼；（3 3）精炼。）精炼。热分解法：热分解法：2HgO=2Hg+O2HgO=2Hg+O2 2还原法：还原法：CuSOCuSO4 4+Fe=Cu+FeSO+Fe=Cu+FeSO4 4 （又叫湿法炼铜）（又叫湿法炼铜） 电解法：电解法：2Al2Al2 2O O3 3 （熔融）（熔融）=4Al+3O=4Al+3O2 2 ( (注意不能用注意不能用AlClAlCl3 3, ,因为因为AlClAlCl3 3不是离子化合物）不是离子化合物） 通电通电 MgClMgCl2 2（熔融）（熔融）= Mg(s)+Cl= Mg(s)+Cl2 2(g) (g) 2NaCl2NaCl（熔融）（熔融）=2Na+Cl=2Na+Cl2 2 通电通电通电通电Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温适用范围：在金属活动顺序中，位于氢后面的金属。适用范围：在金属活动顺序中，位于氢后面的金属。适用范围：大多数金属的冶炼适用适用范围：大多数金属的冶炼适用适用范围：钾、钙、钠、铝等活泼金属适用范围：钾、钙、钠、铝等活泼金属金属的冶炼金属的冶炼C + 2CuO = CO2 + 2Cu高温高温FeFe2 2O O3 3+2Al = 2Fe + Al+2Al = 2Fe + Al2 2O O3 3高温一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用2Ag2O = 4Ag + O2 现象：现象：镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高温高温铝热剂铝热剂铝热反应：铝热反应：利用铝的还原性获得高熔点金属单质的利用铝的还原性获得高熔点金属单质的放热反应放热反应。 3MnO 3MnO2 2+4Al =+4Al = 高温高温 Cr Cr2 2O O3 3+2Al =+2Al = 高温高温其它铝热反应其它铝热反应 3Mn+ 3Mn+ 2Al2Al2 2O O3 32Cr + Al2Cr + Al2 2O O3 3镁条：引燃剂镁条：引燃剂 氯酸钾：助燃剂氯酸钾：助燃剂应用：应用：(1)(1)焊接钢轨，焊接钢轨，(2)(2)冶炼金属。冶炼金属。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag金属活动性（还原性）：金属活动性（还原性）：弱弱电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn 2+ Fe 2+ Sn 2+ Pb 2+ (H + )Cu 2+ Hg 2+ Ag + 离子的氧化性离子的氧化性弱弱强强常见还原剂：常见还原剂：焦碳、焦碳、COCO、H H2 2 、 AlAl（1）废旧金属回收；）废旧金属回收； ；（；（2） 矿物资源保护；矿物资源保护； （3） 寻找金属替代品。寻找金属替代品。 金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护1 1、回收金属的意义、回收金属的意义（1）节约矿物资源；（）节约矿物资源；（2）节约能源；）节约能源；（3）减少环境污染）减少环境污染2 2、合理开发和利用矿物资源的途径、合理开发和利用矿物资源的途径二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用海水海水蒸发蒸发粗粗盐盐 水、重结晶水、重结晶 精精盐盐母液母液 Mg(OH)Mg(OH)2 2 MgCl MgCl2 2 + Ca(OH) + Ca(OH)2 2 = Mg(OH) = Mg(OH)2 2+ CaCl+ CaCl2 21 1、从海水中制金属镁、从海水中制金属镁 Mg(OH) Mg(OH)2 2 + 2HCl = MgCl + 2HCl = MgCl2 2 + H+ H2 2O O MgCl MgCl2 2( (熔融熔融) = Mg + Cl) = Mg + Cl2 2 通电通电盐酸、浓缩盐酸、浓缩 MgClMgCl2 2 H H2 2O O 脱水脱水 MgClMgCl2 2 电解电解 MgMg石灰乳石灰乳 CaO CaO 贝壳贝壳水水煅烧煅烧海水海水(含含Mg2+)试剂Mg(OH)2沉淀沉淀试剂试剂Mg无水无水MgCl2熔融电解熔融电解MgCl2溶液溶液有关反应的化学方程式有关反应的化学方程式MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2Mg(OH)22HCl=MgCl22H2OMgCl26H2O=HClMgCl26H2OMgCl2(熔融熔融)=电解电解MgCl2溶液溶液从海水中提取金属镁的生产步骤有：从海水中提取金属镁的生产步骤有：浓缩浓缩结晶结晶加熟石灰加熟石灰加盐酸加盐酸 过滤过滤熔融熔融电解，正确的生产顺序是电解，正确的生产顺序是 ( () )A A B B C C D DC 用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。 用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：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+2NaCl2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，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：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+H2SO4Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2=2HCl+Br22HBr+Cl2=2HCl+Br22 2、海水中提取溴单质、海水中提取溴单质酸 化浓 缩海 水 吸 收 塔( S O ) 富 集 溴 C l C lB r 空 气 + H O ( g )22222B r ( g ) + 空气 + H O ( g )22H B r + H S O2 4 海水提溴：主要方法是空气吹出法海水提溴：主要方法是空气吹出法海水海水浓缩浓缩酸化酸化浓缩浓缩海水海水BrBr- -通入通入氯气氯气海海水水ClCl- -BrBr2 2通入空气通入空气水蒸气水蒸气( (吹入吹入) )吸收吸收塔塔SOSO2 2反应后反应后富集溴富集溴HBrHBr、SOSO4 42 2通入通入ClCl2 2ClCl- -BrBr2 2分离分离溴单质溴单质化学方程式：化学方程式： 2NaBr Cl2 = Br2 2NaCl Br2 SO2 2H2O = 2HBr H2SO4 2HBr Cl2 = Br2 2HCl置换反应得到的置换反应得到的 Br2 Br2 的浓度很的浓度很低低，难以收集，难以收集，用空气用空气吹出吹出 Br2Br2 后用后用 SO2 SO2 吸收吸收，使溴得到，使溴得到富富集集、取约、取约干海带干海带，用刷子去净其表面上的附着物。把海带，用刷子去净其表面上的附着物。把海带剪碎后用剪碎后用适量酒精湿润适量酒精湿润，放入坩埚中放入坩埚中。、点燃酒精灯将海带、点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰灼烧至完全成灰，停止加热，使海带灰，停止加热，使海带灰冷却至室温。冷却至室温。、将海带灰转移至小烧杯中，、将海带灰转移至小烧杯中，加入约加入约1010蒸馏水蒸馏水，搅拌。，搅拌。用小烧杯盛着用小烧杯盛着 将混合物煮将混合物煮沸约沸约，冷却后过滤。，冷却后过滤。、在滤液中滴入几滴约、在滤液中滴入几滴约moLmoL的的硫酸硫酸，再加入约，再加入约质量分数为质量分数为的的2 22 2溶液溶液，观察现象。再向溶液中加入几，观察现象。再向溶液中加入几滴滴淀粉淀粉溶液，再观察现象。溶液，再观察现象。实验现象：实验现象：加入加入H2O2溶液后，溶液由无色变为深黄色；加入淀粉溶液后，溶液溶液后，溶液由无色变为深黄色；加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色。又变为深蓝色。化学方程式：化学方程式：2KI + H2O2 + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O生成的单质碘可用生成的单质碘可用CCl4CCl4萃取。萃取。3 3、海水中提取碘单质、海水中提取碘单质请填写下列空白：请填写下列空白：(1)步骤步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，还需灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是要用到的实验仪器是_(从下列仪器中从下列仪器中选出所需的仪器，将标号字母填写在空白处选出所需的仪器，将标号字母填写在空白处)。A烧杯烧杯B坩埚坩埚C表面皿表面皿D泥三角泥三角 E酒精灯酒精灯F干燥器干燥器B D E(2)步骤步骤的实验操作名称是的实验操作名称是_；步骤步骤的目的的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯， 该步骤的该步骤的实验操作名称是实验操作名称是_。(3)步骤步骤反应的离子方程式是反应的离子方程式是_。过滤过滤蒸馏蒸馏2IMnO24H=Mn2I22H2O。(4)步骤步骤中中， 某学生选择用苯来提取碘的理由某学生选择用苯来提取碘的理由是是_。(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否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还含有单质碘的简单方法：_。苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水 中大；苯与水溶液易分层中大；苯与水溶液易分层取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色试液，观察是否出现蓝色( (如果变蓝，说明还有单质碘如果变蓝，说明还有单质碘) ) 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下：（1 1）指出提取碘的过程中有关实验操作名称）指出提取碘的过程中有关实验操作名称 。写出过程。写出过程中有关反中有关反应的离子方程式：应的离子方程式：。 （2 2）提取碘）提取碘过程中，可用的有机试剂是过程中，可用的有机试剂是 。A.A.酒精酒精 B.B.四氯化碳四氯化碳 C.C.苯苯 D.D.乙酸乙酸（）（） 过程后得到含碘的有机溶液，可用过程后得到含碘的有机溶液，可用把把碘和有机溶剂分离开来。（分离方法）碘和有机溶剂分离开来。（分离方法）过滤过滤萃取萃取2I2I+Cl+Cl2 22Cl2Cl+I+I2 2蒸馏蒸馏三、煤、石油、天然气的综合利用三、煤、石油、天然气的综合利用深度的裂化深度的裂化. . 在在更高的温度更高的温度下，使下，使长链烃长链烃（石油分馏产物（石油分馏产物如如汽油汽油）断裂成乙烯、丙烯等断裂成乙烯、丙烯等短链烃短链烃。 石油裂化：石油裂化： 在催化剂的作用下将含在催化剂的作用下将含碳原子多碳原子多的重油（烃）断裂成的重油（烃）断裂成碳原子碳原子数少数少的烃的过程。的烃的过程。石油裂解石油裂解烷烃裂化后得到烷烃和烯烃；烷烃裂化后得到烷烃和烯烃；方法方法变化类别变化类别能否使溴水褪色能否使溴水褪色目目 的的分馏分馏催化裂化催化裂化方法方法变化类别变化类别处理过程处理过程产产 物物煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化直接液化直接液化间接液化间接液化1. 1. 石油的综合利用中有分馏、热裂解、催化裂化等方法，比较各方法的异同。石油的综合利用中有分馏、热裂解、催化裂化等方法，比较各方法的异同。2. 2. 煤的处理有干馏、气化、液化等三种方法，请比较各种方法的异同。煤的处理有干馏、气化、液化等三种方法，请比较各种方法的异同。物理变化物理变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化能能获得乙烯、丙烯、甲烷等获得乙烯、丙烯、甲烷等获得轻质油获得轻质油粗苯等多种化工原料粗苯等多种化工原料将煤转化为可燃性气体将煤转化为可燃性气体水煤气水煤气煤与氢气作用生成煤与氢气作用生成液体燃料液体燃料先转化成先转化成COCO和和H H2 2否否隔绝空气高温分解隔绝空气高温分解甲醇甲醇煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料三大合成材料：三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维塑料、合成橡胶和合成纤维基本特征：基本特征：相对分子质量很大，属于高分子化合物相对分子质量很大，属于高分子化合物合成原理：合成原理：加聚反应、缩聚反应加聚反应、缩聚反应例如：乙烯合成聚乙烯，丙烯合成聚丙烯例如：乙烯合成聚乙烯，丙烯合成聚丙烯以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料三大合成材料三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维塑料、合成橡胶和合成纤维基本特征：基本特征：相对分子质量很大，属于高分子化合物相对分子质量很大，属于高分子化合物合成原理：合成原理：、聚乙烯聚乙烯nCH2CH2 CH2CH2 n 催化剂催化剂OHOHn+ n H-C-HH-C-HO OOHOHC CH HH Hn+ + n n H H2 2O O缩聚反应缩聚反应加聚反应加聚反应四、环境污染四、环境污染绿色化学绿色化学 又称又称“环境无害化学环境无害化学” ，是利用化学来防止污染的一门科学。，是利用化学来防止污染的一门科学。核心核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。污染。热点热点“原子经济原子经济” 主要内容主要内容：化学反应中应该最大限度地利用原料分子中的每：化学反应中应该最大限度地利用原料分子中的每一个原子，使它们都结合到目标分子（目标中的产物）中去，一个原子，使它们都结合到目标分子（目标中的产物）中去，从而达到零排放（即没有副反应，不生成副产物，便不能产从而达到零排放（即没有副反应，不生成副产物，便不能产生废弃物）。生废弃物）。目的目的：物尽其用：物尽其用最理想的反应应该是：最理想的反应应该是：A+B CA+B C%100%生成物的总质量期望产物的总质量）原子利用率（原子经济性原子经济性原子利用率为原子利用率为100%反应物原子全部转化为最终的期望产物反应物原子全部转化为最终的期望产物