【人教創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件 新人教

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展是化學(xué)與生產(chǎn)、生活最為密切相關(guān)的部分，其STS意義最大，是高考中體現(xiàn)化學(xué)與自然，化學(xué)與生活，化學(xué)與生產(chǎn)的最佳結(jié)合點(diǎn)。高考命題中往往以選擇題形式進(jìn)行考查，另外還可以作為綜合題的切入點(diǎn)來考查，如2009廣東化學(xué)28、2009山東理綜9、2009江蘇化學(xué)1、2009上?；瘜W(xué)1、2009浙江理綜7和2009天津理綜9等。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們可以展望預(yù)測，化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的問題越來越突出、重要，高考考題把化學(xué)知識和實(shí)際生產(chǎn)、生活、環(huán)境污染等問題結(jié)合起來，突出化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的密切聯(lián)系，考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力。相信隨著高中教學(xué)改革的不斷深入，本部分內(nèi)容在2011年和以后的高考中出現(xiàn)的幾率非常大，命題形式與內(nèi)容也會更加靈活。第十章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展1.了解金屬的冶煉。2．了解我國無機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。3．了解海水的綜合利用。

第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源1．金屬在自然界的存在

金、鉑等化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬在自然界中以

存在，化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬在自然界中以

存在。2．金屬冶煉的一般步驟(1)

：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量。(2)冶煉：利用氧化還原反應(yīng)，用

把金屬礦石中的金屬離子

成金屬單質(zhì)。(3)精煉：提純金屬。游離態(tài)化合態(tài)富集還原劑還原3．金屬冶煉的方法方法名稱主要反應(yīng)反應(yīng)物質(zhì)(舉例)熱分解法2HgO

.熱還原法CO作還原劑Fe2O3＋3CO

.

H2作還原劑WO3＋3H2

.活潑金屬作還原劑4Al＋3MnO2

.電解法2Al2O3(熔融)

.Fe＋3CO22Hg＋O2↑W＋3H2O2Al2O3＋3Mn4Al＋3O2↑4.鋁熱反應(yīng)Al是

劑，另一種氧化物是

劑，是鋁將氧化物中的金屬置換出來的反應(yīng)。如：Fe2O3＋2Al

。還原氧化2Fe＋Al2O31．水資源的利用(1)直接利用海水進(jìn)行

；(2)海水淡化：主要方法有

、

、

。2．化學(xué)資源的利用(1)海水中的化學(xué)資源海水中H、O兩種元素，加上

等11種元素的總量超過

，其他為微量元素。循環(huán)冷卻蒸餾法電滲析法離子交換法Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr99%(2)海水提碘某些海產(chǎn)品如海帶、海藻等可以將海水中的碘富集，因而含有較多的碘元素。(3)海水提溴向濃縮的海水中通入Cl2，反應(yīng)的離子方程式為：

。3．新型能源的開發(fā)(1)

和

是核能開發(fā)的重要原料。(2)潮汐能、波浪能是待開發(fā)的新型能源。鈾重水2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－1．金屬冶煉的反應(yīng)物質(zhì)：金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是使金屬化合物中的金屬離子得到電子被還原為金屬單質(zhì)的過程：Mn＋＋ne－===M。2．金屬的冶煉方法：金屬冶煉方法與金屬活動性順序有關(guān)。一般情況下，在金屬活動性順序表中，越靠前的金屬其金屬離子越難被還原，最活潑的金屬只能用最強(qiáng)的手段來還原。越靠后的金屬，活潑性越差，其金屬離子越易被還原，一般的還原方法就可以。金屬活動順序與金屬冶煉方法的關(guān)系金屬的活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬原子失弱→弱金屬離子得強(qiáng)→強(qiáng)主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法物理方法【例1】下列金屬冶煉的反應(yīng)反應(yīng)物質(zhì)，錯誤的是()A．2NaCl2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2Mg＋H2OC．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2D．2HgO2Hg＋O2↑解析：該題考查金屬冶煉的最基本的反應(yīng)反應(yīng)物質(zhì)，A為電解法，正確。B用H2還原MgO煉鎂違背反應(yīng)反應(yīng)物質(zhì)，不正確。C用還原法煉鐵正確。D用熱分解法煉汞，正確。答案：B當(dāng)一種金屬可用多種方法冶煉時，工業(yè)一般采用經(jīng)濟(jì)效益高、污染小的方法。①熱分解法優(yōu)于焦炭還原法；②焦炭還原法優(yōu)于鋁熱還原法；③鋁熱還原法優(yōu)于電解還原法；④從環(huán)保角度，H2還原法優(yōu)于CO還原法。1．下列列可被工工業(yè)上采采用的冶冶金方法法是()A．電解解熔融的的氯化鋁鋁制鋁B．電電解熔融融的氯化化鎂制鎂鎂C．電解解氯化鈉鈉溶液制制鈉D．高溫溫下用H2還原氧化化鎂制鎂鎂解析：氯化鋁是是共價化化合物，，熔融狀狀態(tài)下以以分子形形式存在在，其中中缺少自自由移動動的離子子，基本本不導(dǎo)電電，故不不能用電電解熔融融氯化鋁鋁的方法法制鋁。。A不可可選。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液液中電解解時，電電子被H＋得到，因因而電解解比氫活活潑的金金屬陽離離子的水水溶液是是得不到到金屬單單質(zhì)的。。C不可可選。比比Al活活潑的金金屬很難難用一般般的還原原劑(如如H2、CO、、C等)把它們們從化合合物中還還原出來來。況且且，MgO熔點(diǎn)點(diǎn)很高。。工業(yè)上上制取鎂鎂是采用用電解熔熔融MgCl2的方法。。D不可可選。答案：B1．以海海水中NaCl為原料料的相關(guān)關(guān)化工產(chǎn)產(chǎn)品相關(guān)化學(xué)學(xué)反應(yīng)：：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O2.海水中提提取溴的的基本思思路3．海水提鎂，，最基本本的方法法就是往往海水里里加堿，，得到Mg(OH)2沉淀，將將沉淀分分離出來后后再加入入鹽酸把把它變成成MgCl2之后，經(jīng)經(jīng)過濾、、干燥、、電解，，就可得得到金屬鎂。。【例2】】從海水中中可提取取多種意圖。試回答下列問題：(1)寫寫出用海海灘上的的貝殼制制Ca(OH)2的化學(xué)方方程式：：________________。(2)以以上海水水的綜合合利用過過程中，，哪一種種操作肯肯定會引引起氧化化還原反反應(yīng)的發(fā)生________。。(3)電解解無水水MgCl2可制取取鎂和和氯氣氣，其其中副副產(chǎn)品品氯氣氣和粉粉末狀狀熟石石灰可可制得得漂白白粉，，制漂漂白粉粉的化化學(xué)方方程式式為________________________。。(4)用海海灘上上的貝貝殼制制Ca(OH)2，而不不從異異地山山中開開鑿石石灰石石制取取，主主要考考慮到到________問題題。(5)從經(jīng)經(jīng)濟(jì)效效益角角度看看，該該化工工廠廠廠址應(yīng)應(yīng)選在在________。解析：：(1)貝殼殼的主主要成答案：(1)CaCO3CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2(2)電解(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(4)經(jīng)濟(jì)效益(5)海邊2．某某同學(xué)學(xué)為了了驗(yàn)證證海帶帶中含含有碘碘，擬擬進(jìn)行行如下下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，請請回答答相關(guān)關(guān)問題題。(1)第1步：：灼燒燒。操操作是是將足足量海海帶灼灼燒成成灰燼燼。該該過程程中將將使用用到的的硅酸酸鹽質(zhì)質(zhì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)儀器器有________(填代代號，，限填填3項(xiàng)項(xiàng))。。A．試試管B．瓷瓷坩堝堝C．．坩堝堝鉗D．鐵鐵三腳腳架E．泥泥三角角F．．酒精精燈G．燒燒杯H．量量筒(2)第2步：：I－溶液的的獲取取。操操作是是__________________________________。(3)第3步：：氧化化。操操作是是依次次加入入合適適的試試劑。。下列列氧化化劑最最好選選用________(填代代號)，理理由是是__________________________。A．濃硫酸酸B．．新制氯水水C．．高錳酸鉀鉀溶液D．雙氧氧水(4)第4步：碘單單質(zhì)的檢驗(yàn)驗(yàn)。操作是是取少量第第3步的溶溶液，滴加加淀粉溶液液，如果溶溶液顯藍(lán)色色，則證明明海帶中含含有碘。解析：(1)本題題考查了灼灼燒過程中中的儀器，，審題時注注意“硅酸鹽質(zhì)”(2)要先先轉(zhuǎn)移至燒燒杯中，再再溶解，溶溶解過程中中要攪拌，，待煮沸后后過濾除去去不溶性雜雜質(zhì)。(3)H2O2本身無色，，過量后分分解生成H2O和O2。答案：(1)BEF(2)將灰燼轉(zhuǎn)移至至燒杯中，，加適量蒸蒸餾水，用用玻璃棒攪攪拌，煮沸沸，過濾。。(3)D過過氧化氫氫是綠色氧氧化劑，氧氧化過程中中不引進(jìn)雜雜質(zhì)，不產(chǎn)產(chǎn)生污染。?！纠?】(2010·試題題調(diào)研，廣廣東廣州5月)下列有關(guān)說法法正確的是是()A．高溫加加熱氧化鎂鎂和碳的混混合物可以以制單質(zhì)鎂鎂B．鐵的冶冶煉過程是是通過置換換反應(yīng)得到到單質(zhì)鐵C．海水提提溴的過程程中不發(fā)生生氧化還原原反應(yīng)D．利用電電解的方法法可以從海海水中獲取取淡水解析：高溫加熱氧氧化鎂和碳碳的混合物物時，生成成的CO2(或CO)能不斷脫脫離反應(yīng)體體系，促使使反應(yīng)不斷斷進(jìn)行，因因此碳可置置換出鎂；；工業(yè)上冶冶煉鐵用的的還原劑是是CO，有有關(guān)反應(yīng)不不是置換反反應(yīng)；海水水提溴是使使Br－變成Br2，主要發(fā)生生氧化還原原反應(yīng)；從從海水中獲獲取淡水可可用蒸餾等等方法，這這是物理變變化，電解解是使水分分解的化學(xué)學(xué)變化。答案：A高分策略本題較為全全面的考查查了金屬的的冶煉與淡淡水的制取取。熟練掌掌握金屬冶冶煉的基本本方法及涉涉及到的化化學(xué)反應(yīng)方方程式是解解決本題的的關(guān)鍵?！纠?】(9分)環(huán)保部門檢測測到某廠的的酸性工業(yè)業(yè)廢水中含含有一定量量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。有有人設(shè)計(jì)了了圖中的工工藝流程，，利用常用用的酸、堿堿和工業(yè)生生產(chǎn)中的廢廢鐵屑，從從廢水中回回收金，并并生產(chǎn)一定定量的鐵紅紅和氧化銅銅，達(dá)到變變廢為寶的的目的，其其生產(chǎn)流程程是：填寫下面空空白：(1)圖中中標(biāo)號處需需加入的相相應(yīng)物質(zhì)分分別是①________、、②________、、③________、、④________、、⑤________。。(2)寫出出①處發(fā)生反應(yīng)應(yīng)的離子方方程式_______________________________________；寫出③處發(fā)生反應(yīng)應(yīng)的化學(xué)方方程式__________________________________________。(3)鐵紅紅的化學(xué)式式為________；分別別寫出鐵紅紅和氧化銅銅在工業(yè)上上的一種主主要用途：：鐵紅________________；氧氧化銅________________。本題是一道道與工業(yè)生生產(chǎn)相結(jié)合合的綜合推推斷題，主主要考查元元素及其化化合物性質(zhì)質(zhì)和物質(zhì)的的除雜與分分離等知識識。顯然，，要除去酸酸性工業(yè)廢廢水中的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子，首首先可以加加入一種較較活潑的金金屬將其中中某些金屬屬置換出來來。環(huán)境污染不不僅是治理理，更重要要的是變廢廢為寶，創(chuàng)創(chuàng)造更多的的價值，本本題主要根根據(jù)Cu2＋、Fe3＋、Au3＋的性質(zhì)進(jìn)行行物質(zhì)制備備。由E最終得得到鐵紅可可知E應(yīng)為為置換后的的剩余濾液液，主要成成分為含F(xiàn)e2＋的溶液，經(jīng)經(jīng)反應(yīng)⑤加加NaOH溶液即可可沉淀出來來最終得到到鐵紅(Fe2O3)。由于置置換出來的的金屬A中中含有Au、Cu和和少量Fe，所以在在②處需要要再加稀硫硫酸將金屬屬混合物中中的Fe溶溶解，濾出出Au和Cu的混合合物，該金金屬混合物物用稀硝酸酸即可將Cu溶解而而分離，得得到C為硝硝酸銅溶液液，加NaOH使Cu2＋沉淀，最終終得到氧化化銅。(1)①鐵屑②稀硫酸③稀硝酸④氫氧化鈉溶溶液⑤氫氧化鈉溶溶液(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3用作紅色涂涂料用作制制造銅鹽的的原料本題以工業(yè)業(yè)廢水處理理為素材，，切中當(dāng)今今社會熱【例3】(2009·天津津理綜，9)海水是巨大的的資源寶庫庫，在海水水淡化及綜綜合利用方方面，天津市位居居全國前列列。從海水水中提取食食鹽和溴的的過程如下下：(1)請列列舉海水淡淡化的兩種種方法：____________、、______________。(2)將NaCl溶溶液進(jìn)行電電解，在電電解槽中可可直接得到到的產(chǎn)品有有H2、________、________或H2、________。(3)步驟驟Ⅰ中已獲獲得Br2，步驟Ⅱ中中又將Br2還原為Br－，其目的為為__________________________________________________________________。(4)步驟驟Ⅱ用SO2水溶液吸收收Br2，吸收率可可達(dá)95%，有關(guān)反反應(yīng)的離子子方程式為為____________________________________________________________，由此反反應(yīng)可知，，除環(huán)境保保護(hù)外，在在工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中應(yīng)解決決的主要問問題是________________。(5)某化化學(xué)研究性性學(xué)習(xí)小組組為了解從從工業(yè)溴中中提純溴的的方法，查查閱了有關(guān)關(guān)資料：Br2的沸點(diǎn)為59℃，微微溶于水，，有毒性和和強(qiáng)腐蝕性性。他們參參觀生產(chǎn)過過程后，繪繪制了如下下裝置簡圖圖：請你參與分分析討論：：①圖中儀儀器B的名名稱：________________。②整套實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置中儀儀器連接均均不能用橡橡膠塞和橡橡膠管，其其原因?yàn)開_____________________________________________________________