2024-2025年高一化学人教必修第二册习题试卷第八章知识串讲（解析带答案版）.doc

\o第八章化学与可持续发展第八章化学与可持续发展（知识串讲）

【网络构建】

【知识梳理】

一.自然资源的开发利用

（一）金属的冶炼

大多数金属的化学性质活泼，在自然界中主要以化合态形式存在（金、铂等少数金属例外），使用的金属大多数是人工制得的。金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。金属冶炼的方法主要有：

（1）热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：

2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑

（2）热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2WO3+3H2W+3H2O

（3）电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：

2NaCl（熔融）?2Na+Cl2↑4NaOH（熔融）?4Na+O2↑+2H2O

附：金属活动性与冶炼方法的关系

金属的活动顺序：

KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg

金属原子失电子能力

强?→?弱

金属离子得电子能力

弱?→?强

主要冶炼方法

电解法

热还原法

热分解法

2、铝热反应

（1）原理：Al是还原剂，另一种氧化物是氧化剂。

（2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质。

（3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。

（4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物。

（5）应用：冶炼难熔金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。

3、回收金属的意义

（1）节约矿物资源；

（2）节约能源；

（3）减少环境污染。

（二）海水资源的开发利用

1、从海水中提取淡水——海水淡化

海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法、冷冻法等。

2、从海水中提取溴的主要工艺流程

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，使溴离子转化为溴单质：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以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4

④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2=2HCl+Br2

⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。

3、进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题

①反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。

如用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

②实验注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带更易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。

4、海水提取镁的原理

海水的镁主要以Mg2＋形式存在，最终转化为Mg的途径有：

①加入石灰乳生成Mg(OH)2：MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2

②盐酸酸化：Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O

③电解熔融的MgCl2：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑

（三）煤、石油、天然气的综合利用

1．煤的综合利用

（1）煤的干馏、气化、液化都是化学变化。

（2）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

物理变化

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

2．石油的综合利用

（1）石油的分馏为物理变化，裂化、裂解为化学变化，得到的产物均为混合物。

（2）烷烃裂化（裂解）后得到烷烃和烯烃。

（3）烷烃不论以哪种形式裂化（裂解），都遵循质量守恒定律。

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