（新教材）【人教版】高中化學(xué)第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

PAGEPAGE3山東省沂水三中高一化學(xué)化學(xué)必修2第四章－第四章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源一、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用1、金屬的存在：除了金、鉑等少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)的形式存在于自然界。得電子、被還原2、金屬冶煉的涵義：簡(jiǎn)單地說(shuō)，金屬的冶煉就是把金屬?gòu)牡V石中提煉出來(lái)。金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是把金屬元素從化合態(tài)還原為游離態(tài)，即（化合態(tài)）（游離態(tài)）。得電子、被還原3、金屬冶煉的一般步驟：(1)礦石的富集：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)原理，在一定條件下，用還原劑把金屬?gòu)钠涞V石中還原出來(lái)，得到金屬單質(zhì)（粗）。(3)精煉：采用一定的方法，提煉純金屬。4、金屬冶煉的方法(1)電解法：適用于一些非?；顫姷慕饘?。2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑(2)熱還原法：適用于較活潑金屬。Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2↑WO3＋3H2W＋3H2OZnO＋CZn＋CO↑常用的還原劑：焦炭、CO、H2等。一些活潑的金屬也可作還原劑，如Al，F(xiàn)e2O3＋2Al2Fe＋Al2O3（鋁熱反應(yīng)）Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3（鋁熱反應(yīng)）(3)熱分解法：適用于一些不活潑的金屬。2HgO2Hg＋O2↑2Ag2O4Ag＋O2↑5、(1)回收金屬的意義：節(jié)約礦物資源，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。(2)廢舊金屬的最好處理方法是回收利用。(3)回收金屬的實(shí)例：廢舊鋼鐵用于煉鋼；廢鐵屑用于制鐵鹽；從電影業(yè)、照相業(yè)、科研單位和醫(yī)院X光室回收的定影液中，可以提取金屬銀。金屬的活動(dòng)性順序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuHg、AgPt、Au金屬原子失電子能力強(qiáng)弱金屬離子得電子能力弱強(qiáng)主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法富集法還原劑或特殊措施強(qiáng)大電流提供電子H2、CO、C、Al等加熱加熱物理方法或化學(xué)方法二、海水資源的開(kāi)發(fā)利用1、海水是一個(gè)遠(yuǎn)未開(kāi)發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫(kù)海水中含有80多種元素，其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr11種元素的含量較高，其余為微量元素。常從海水中提取食鹽，并在傳統(tǒng)海水制鹽工業(yè)基礎(chǔ)上制取鎂、鉀、溴及其化合物。2、海水淡化的方法：蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，蒸餾法的原理是把水加熱到水的沸點(diǎn)，液態(tài)水變?yōu)樗魵馀c海水中的鹽分離，水蒸氣冷凝得淡水。3、海水提溴濃縮海水溴單質(zhì)氫溴酸溴單質(zhì)有關(guān)反應(yīng)方程式：①2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl②Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br24、海帶提碘海帶中的碘元素主要以I－的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2，再萃取出來(lái)。證明海帶中含有碘，實(shí)驗(yàn)方法：(1)用剪刀剪碎海帶，用酒精濕潤(rùn)，放入坩鍋中。(2)灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻。(3)將海帶灰移到小燒杯中，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過(guò)濾。(4)在濾液中滴加稀H2SO4及H2O2然后加入幾滴淀粉溶液。證明含碘的現(xiàn)象：滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色。2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O[練習(xí)]1.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.對(duì)廢舊金屬的最好處理方法是回收、再利用B.提煉金屬要經(jīng)過(guò)礦石的富集、冶煉、精煉三步C.活潑金屬的冶煉都是通過(guò)電解其鹽溶液制得D.熱還原法中還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣或活潑金屬等2.下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯(cuò)誤的是（）A.2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑B.Al2O3＋3H22Al＋3H2OC.Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2↑D.2HgO2Hg＋O2↑3.海帶中含碘元素。從海帶中提取碘有如下步驟:①通入足量Cl2；②將海帶焙燒成灰后加水?dāng)嚢?；③加CCl4振蕩；④用分液漏斗分液；⑤過(guò)濾。合理的操作順序是（）A.①②③④⑤B.②⑤①③④C.①③⑤②④D.②①③⑤④4.鋁能用于冶煉難溶的金屬（如Cr、V、Mn等），這是因?yàn)殇X具有（）A.兩性

B.導(dǎo)電性好

C.熔點(diǎn)低

D.還原性，在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱量5.下列各組金屬最適合用H2或CO把它從化合物中還原出來(lái)的是（）A.Ca、Mg

B.Al、Fe

C.Fe、Cu

D.Hg、Ag6.冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2做還原劑

②熱分解法

③利用鋁熱反應(yīng)原理還原

④電解法。下列金屬各采用哪種方法還原最佳。（用序號(hào)填寫下列空白。）（1）Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬_____________。（2）Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬_________。（3）Hg、Ag等不活潑金屬__________________。（4）V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬____________。第二節(jié)化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)一、煤和石油1、煤的組成：煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素。2、煤的綜合利用：煤的干餾、煤的氣化、煤的液化。煤的干餾是指將煤在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)使其分解的過(guò)程，也叫煤的焦化。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等。煤的氣化是將其中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程。煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的過(guò)程。3、石油的組成：石油主要是多種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，沒(méi)有固定的沸點(diǎn)。4、石油的加工：石油的分餾、催化裂化、裂解。二、環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)環(huán)境問(wèn)題主要是指由于人類不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。1、環(huán)境污染（1）大氣污染大氣污染物：顆粒物（粉塵）、硫的氧化物（SO2和SO3）、氮的氧化物（NO和NO2）、CO、碳?xì)浠衔?，以及氟氯代烷等。大氣污染的防治：合理?guī)劃工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)布局；調(diào)整能源結(jié)構(gòu)；運(yùn)用各種防治污染的技術(shù)；加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)；充分利用環(huán)境自凈能力等。（2）水污染水污染物：重金屬（Ba2＋、Pb2＋等）、酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)物，耗氧物質(zhì)，石油和難降解的有機(jī)物，洗滌劑等。水污染的防治方法：控制、減少污水的任意排放。（3）土壤污染土壤污染物：城市污水、工業(yè)廢水、生活垃圾、工礦企業(yè)固體廢棄物、化肥、農(nóng)藥、大氣沉降物、牲畜排泄物、生物殘?bào)w。土壤污染的防治措施：控制、減少污染源的排放。2、綠色化學(xué)綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。按照綠色化學(xué)的原則，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物（即沒(méi)有副反應(yīng)，不生成副產(chǎn)物，更不能產(chǎn)生廢棄物），這時(shí)原子利用率為100％。3、環(huán)境污染的熱點(diǎn)問(wèn)題：（1）形成酸雨的主要?dú)怏w為SO2和NOx。（2）破壞臭氧層的主要物質(zhì)是氟利昂（CCl2F2）和NOx（3）導(dǎo)致全球變暖、產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”的氣體是CO2。（4）光化學(xué)煙霧的主要原因是汽車排出的尾氣中氮氧化物、一氧化氮、碳?xì)浠衔?。?）“白色污染”是指聚乙烯等塑料垃圾。（6）引起赤潮的原因：工農(nóng)業(yè)及城市生活污水含大量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素。（含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一。）[練習(xí)]7.下列有關(guān)日常生活中的化學(xué)知識(shí)，說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.用完的干電池應(yīng)回收處理，不可以隨意丟棄在垃圾中B.增加摩托排氣管的長(zhǎng)度可以降低尾氣中CO和NO的含量C.目前國(guó)內(nèi)銷售的加碘食鹽中，碘是以KIO3的形式存在D.應(yīng)盡量減少含磷洗滌劑的生產(chǎn)，以免導(dǎo)致水中的藻類瘋長(zhǎng)8.近年來(lái)，我國(guó)許多城市禁止汽車使用含鉛汽油，其主要原因是（）A.提高汽油燃燒效率 B.降低汽油成本C.避免鉛污染大氣 D.鉛資源短缺9.導(dǎo)致下列現(xiàn)象的主要原因與排放SO2有關(guān)的是（）A.酸雨B.光化學(xué)煙霧C.臭氧空洞D.溫室效應(yīng)10.隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問(wèn)題被提到議事日程，其首要原因是（）A.利用電池外殼的金屬材料B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極11.“綠色化學(xué)”提倡化工生產(chǎn)應(yīng)盡可能將反應(yīng)物的原子全部利用，從根本上解決環(huán)境污染問(wèn)題。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，最符合“綠色化學(xué)”思想的是（）12.為了保護(hù)臭氧層，可采取的有效措施是（）A.減少二氧化硫的排放量B.減少含鉛廢氣的排放量C.減少二氧化碳的排放量D.減少氟氯代烴的排放量13.目前我國(guó)許多城市和地區(qū)定期公布空氣質(zhì)量報(bào)告，在空氣質(zhì)量報(bào)告中，一般不涉及A.SO2B.NO2C.CO214.減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采用的措施是：①少用煤燃燒；②把工廠煙囪造高；③燃料脫硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤汽車改用液化氣燃料（）A.①②③B.①③⑤C.②③④⑤D.①③④⑤15.近年來(lái)，建筑裝潢裝飾材料進(jìn)入家庭，調(diào)進(jìn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)裝修的居室以中由裝潢裝飾材料緩慢釋放出來(lái)的化學(xué)污染物濃度過(guò)高，影響健康。這些污染物中最常見(jiàn)的是（）A.甲醛、甲苯等有機(jī)物蒸氣B.SO2C.16.19世紀(jì)中葉，俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫的突出貢獻(xiàn)是（）A.提出原子學(xué)說(shuō)B.發(fā)現(xiàn)元素周期律C.提出分子學(xué)說(shuō)D.發(fā)現(xiàn)氧氣17.環(huán)保部門常會(huì)檢查大理石、地磚或水泥等，看其中放射性同位素氡（222Rn）是否超標(biāo)，以免造成對(duì)人體的傷害。下面關(guān)于氡（222Rn）的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.質(zhì)子數(shù)為86B.質(zhì)量數(shù)為222C.核電荷數(shù)為222D18.居里夫人發(fā)現(xiàn)的鐳（Ra），是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素（Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra）中最后一種。下列關(guān)于鐳的性質(zhì)描述不正確的是（）A.氫氧化物呈兩性B.單質(zhì)能使水分解，放出氫氣C.在化合物中呈＋2價(jià)D.碳酸鹽難溶于水19.下列比較中，正確的是（）A.受熱穩(wěn)定性：HI>HBr>HCl>HFB.單質(zhì)氧化性：F2>