资源简介

课时11　无机非金属材料　资源的合理使用(包括环境污染)
考点各个击破
硅
1. 硅的存在及用途
存在:硅在地壳中含量居第　　　　位,全部以　　　　态存在。
用途:硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的　　　　材料。
2. 常见的含硅物质
物质 太阳能电池板、半导体材料、电脑芯片 光导纤维、水晶、玛瑙、石英(石英砂) 水玻璃
主要成分 Si SiO2 Na2SiO3
例1　 (2015·江苏学测)手机芯片是一种在半导体材料上集合多种电子元器件的电路模块。下列可用作半导体材料的是 (　　)
A. 铝　 B. 硅　 C. 碳　 D. 铁
例2　 (2011·江苏学测)石墨烯是仅由一层碳原子构成的新型材料,具有超强的导电性。下列元素与碳元素处于同一主族的是 (　　)
A. He　 B. O　 C. Si　 D. P
例3　(2012·江苏学测)判断:单质硅是光导纤维的主要成分 (　　)
例4　 (2018·江苏学测)下列物质能与SiO2反应的是 (　　)
A. 水　 B. 盐酸　 C. 硫酸　 D. 氢氟酸
传统无机非金属材料(水泥、玻璃、陶瓷)
名称 原料 备注
水泥 黏土、石灰石 制备陶瓷和水泥的共同原料为　　　 制备玻璃和水泥的共同原料为　　　
玻璃 石灰石、纯碱、石英
陶瓷 黏土
例5　 (2014·江苏学测)下列物质属于硅酸盐产品的是 (　　)
A. 尼龙绳　 B. 保鲜膜　 C. 青花瓷　 D. 金刚石
绿色化学理念
绿色化学理念(预防优于治理) 核心 利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染,又称为“环境无害化学”“环境友好化学”或“清洁化学”
从环境观点看 强调从源头上消除污染(从一开始就避免污染物的产生)
从经济观点看 提倡合理利用资源和能源,降低生产成本(尽可能提高原子利用率)
热点 原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物,原子利用率为100%
常见的环境问题
环境问题 形成的主要原因
温室效应 二氧化碳、甲烷等
白色污染 塑料制品
雾霾 PM2.5
光化学烟雾 氮氧化物(NOx) 和碳氢化合物
酸雨 二氧化硫和氮的氧化物
臭氧层空洞 氟氯烃
重金属污染 铜、汞(Hg)、镉(Cd)、铬、铅等离子
赤潮、水华 含磷洗衣粉的大量使用,工、农业及城市生活污水的任意排放
室内污染 甲醛、苯、放射性元素氡等
例6　 (2010·江苏学测)世界气候大会与2009年12月在丹麦首都哥本哈根召开,商讨2012至2020年全球温室气体减排协议。下列物质属于温室气体的是 (　　)
A. N2　 B. H2　
C. CO2　 D. O2
例7　 (2010·江苏学测)二氧化硫是引起酸雨的一种物质。 二氧化硫属于 (　　)
A. 酸　
B. 酸性氧化物
C. 碱　
D. 混合物
资源的合理使用
1. 煤的综合利用
工艺 定义 产品
干馏(化学变化) 将煤隔绝空气加强热使之分解 焦炉气、煤焦油、焦炭、粗氨水
气化(化学变化) 使煤转化成可燃性气体 一氧化碳、氢气
液化(化学变化) 使煤转化成可燃性液体 甲醇等液体燃料
2. 石油的综合利用
方法 原理 目的
分馏(物理变化) 各组分沸点不同 溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油等
裂化(化学变化) 受热条件下,碳原子多的烃断裂为碳原子少的烃 提高轻质液体燃料油的产量,特别是提高汽油的产量
裂解(化学变化) 深度裂化 获得短链不饱和烃,如乙烯、丙烯、丁二烯等
3. 天然气(主要成分是甲烷)
① 天然气是一种清洁的化石燃料;
② 重要的化工原料,生产甲醇、合成多碳有机物等。
例8　(2013·江苏学测)新能源的开发利用是人类社会可持续发展的重要课题。下列属于新能源的是 (　　)
A. 氢气 B. 煤炭 C. 天然气 D. 石油
4. 海水资源的综合利用
主要反应的化学(或离子)方程式 说明
海水淡化 物理变化
粗盐提纯 BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl　CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl　MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl 化学变化
氯碱工业 2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑+ Cl2↑ 化学变化
海水提镁 MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 化学变化
海水提溴 Cl2+2KBrBr2+2KCl 化学变化
海水提碘 4I-+4H++O22I2+2H2O 化学变化
例9　 (2010·江苏学测)海洋是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。下列物质不经过化学变化就能从海水中获得的是 (　　)
A. 单质溴　 B. 单质镁　 C. 烧碱　 D. 食盐
达标巩固检测
1. (2022·盐城学测合格考)2021 年,我国研制的九章二号量子计算机,在求解高斯玻色取样数学问题上,比目前世界上最快的计算机“超算”要快亿倍。计算机芯片的主要材料是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. 硅 B. 碳 C. 铁 D. 锰
2. (2021·连云港合格考模拟)嫦娥五号选择了更高效的太阳能电池,它是利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。下列物质属于半导体材料的是 (　　)
A. 硅 B. 铁 C. 碘 D. 铝
3. (2020·扬州学测一模)光导纤维已成为信息社会必不可少的高技术材料。光导纤维的主要成分是 (　　)
A. 金刚石　 B. 二氧化硅 C. 铝合金　 D. 大理石
4. (2021·苏州学测合格考)打赢蓝天保卫战,提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是 (　　)
A. PM2.5 B. SO2 C. O2 D. CO
5. 下列有关SO2的叙述中,正确的是 (　　)
A. SO2与水反应生成硫酸
B. SO2是主要的大气污染物之一
C. 溶有SO2的雨水pH大于5.6
D. 被SO2漂白的品红溶液,加热后不能恢复为红色
6. 海水是人类的宝藏,平均每立方千米的海水中约含3500万吨的矿物质。下列有关海水综合利用的说法中,不正确的是 (　　)
A. 海水蒸馏可得淡水 B. 从海水中可提取重水
C. 从海水中可提取溴 D. 直接电解海水可得镁
7. 为了除去粗盐中的少量泥沙和Ca2+、Mg2+、S等杂质离子,先将粗盐溶于水,过滤,然后对滤液进行4项操作① 过滤 ② 加适量盐酸 ③ 加过量的NaOH和Na2CO3混合溶液 ④ 加入过量BaCl2溶液。上述4项操作的正确顺序为 (　　)
A. ②③④① B. ④②③① C. ④③①② D. ②①③④
8. (2021·如皋学测合格考)下列气体排放到空气中可能形成酸雨的是　 (　　)
A. O2 B. CO C. SO2 D. NH3
9. (2022·徐州学测合格考模拟)“控制碳排放、进行碳捕捉、实施碳中和”,国家在行动!下列有关说法正确的是 (　　)
A. 碳减排是减少焦炭的使用量
B. 碳捕捉是捕捉释放到空气中的CO2
C. 碳中和是利用碱液吸收CO2
D. 碳达峰是碳的使用量达到最大值
10. 提倡绿色生活已经深入人心,下列做法中不值得提倡的是 (　　)
A. 开发使用可降解的有机合成材料,减少使用塑料制品
B. 增加城市绿色空间,吸收消纳空气污染物
C. 将生活垃圾进行分类处理,促进资源回收、减少环境污染
D. 大量使用化肥和农药,提高粮食产量
11. 下列废旧塑料制品的处理途径不恰当是 (　　)
A. 深埋处理 B. 裂解为化工原料
C. 制成再生制品 D. 利用化学方法加工成防水涂料
12. 下列气体中能引起温室效应的是 (　　)
A. SO2 B. NO C. NO2 D. CO2
13. 环境污染已严重危害人类的生活。下列对应关系正确的是 (　　)
选项 环境问题 造成环境问题的主要物质
A 温室效应 CO2
B 酸雨 O3
C 南极臭氧层空洞 SO3
D 光化学烟雾 N2
14. 除去海水中的盐分以获得淡水的过程叫海水淡化。下列方法能实现海水淡化的是 (　　)
A. 蒸馏 B. 裂解 C. 裂化 D. 过滤
15. 海水是一个巨大的化学资源宝库,下列不能通过海水综合利用获得的是 (　　)
A. Mg B. Br2 C. HNO3 D. NaCl
16. 煤是我国的一种主要能源,在使用煤资源时,下列所采取的措施不合理的是 (　　)
A. 燃煤时应将块煤粉碎或磨成粉末
B. 燃煤时应通入足量的空气,且越多越好
C. 将煤制成水煤气
D. 将煤经过处理制成甲醇等
17. 洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称CCT)的含义是:旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称. 下列措施不属于洁净煤技术的是 (　　)
A. 溶剂萃取脱硫法
B. 煤的气化(产物主要为CO和H2)
C. 借助高温和催化剂的作用,使煤在氢压下裂解成小分子的烃类液体燃料
D. 煤的直接燃烧
18. “煤改油”的关键技术是煤的气化,而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应:C+H2O(g)CO+H2,该反应是一个吸热反应,反应所需的能量一般是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的:C+O2CO2。关于该过程的说法不正确的是 (　　)
A. 第一个反应需要吸热,所以煤的气化从能量角度来看,得不偿失
B. 煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
C. 煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高
D. 上述两个反应后的混合气体中除去CO、CO2就是合成氨的两种原料气
19. 未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生. 下列最有希望的新能源是 (　　)
① 天然气　② 煤　③ 石油　④ 太阳能　⑤ 氢能
A. ①③⑤ B. ②③④ C. ①④⑤ D. ④⑤
20. 海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一. 下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中,不正确的是 (　　)
A. 制石灰乳:CaO+H2OCa(OH)2
B. 制Mg(OH)2:MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2
C. 制MgCl2:Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
D. 制Mg,在MgCl2溶液中加Na:MgCl2+2Na2NaCl+Mg
21. 下列不属于煤的综合利用的是 (　　)
A. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B. 在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C. 煤变为煤饼
D. 将煤干馏制得甲苯和乙烯
22. 综合利用海水可以为人类提供丰富的化学资源,下述说法不正确的是 (　　)
A. 可以从海水中制取Br2
B. 可以从海水中制取金属Mg
C. 可以从海水中直接提取NaCl
D. 可以从海水中直接提取金属Na
课时11　无机非金属材料　资源的合理使用(包括环境污染)
【考点各个击破】
考点1　二　化合　半导体
例1　 B　例2　C　例3　 　
例4　D　解析:SiO2与水不反应,SiO2与盐酸、硫酸均不反应,仅与氢氟酸反应,D正确。
考点2　黏土　石灰石
例5　C　解析:常见的硅酸盐产品有:水泥、玻璃、陶瓷,尼龙、保鲜膜属于高分子材料,金刚石是无机非金属材料。
例6　 C　例7　 B
例8　A　解析:常见的新能源有氢能、太阳能、地热能、潮汐能、核能等,煤炭、天然气、石油都是常规能源,A正确。
例9　D
【达标巩固检测】
1. A　2. A　解析:半导体材料是硅,A正确。
3. B　解析:光导纤维的主要成分是二氧化硅,B正确。
4. C　解析:属于空气污染物的有:一氧化碳、二氧化硫、臭氧、二氧化氮等氮的氧化物,PM2.5的颗粒物。
5. B　解析:SO2与水反应生成亚硫酸,A错误;溶有SO2的雨水pH小于5.6,C错误;被SO2漂白的品红溶液,加热后能恢复为红色,D错误。
6. D　解析:海水中镁离子浓度较小,应由海水沉淀镁离子,转化为氯化镁,电解熔融氯化镁冶炼Mg,D错误。
7. C　解析:除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S,可以加过量的氯化钡除去硫酸根离子,加入氢氧化钠除去镁离子,为除去钙离子和过量的钡离子,可在加入氯化钡之后加入碳酸钠,过滤后溶液中含有氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠,可加入适量盐酸除去氢氧化钠、碳酸钠,最后得到氯化钠溶液,C正确。
8. C　解析:二氧化硫溶于水形成亚硫酸,使雨水pH小于5.6,形成酸雨,C正确。
9. B　解析:碳减排是减少二氧化碳的排放量,A错误;碳捕捉是捕捉释放到空气中的CO2,有利于实现碳中和,B正确;碳中和通过二氧化碳去除手段,如植树造林、节能减排、产业调整等,抵消掉这部分碳排放,达到“净零排放”的目的,C错误;碳达峰是指二氧化碳排放总量在某一个时间点达到历史峰值,D错误。
10. D　11. A
12. D　解析:温室气体主要包括二氧化碳、甲烷、臭氧、氟利昂等,D正确。
13. A　解析:造成温室效应的罪魁祸首为CO2气体,A正确;酸雨的成因为SO2、氮氧化物,B错误;造成臭氧层空洞的主要物质不是SO3,应该为氟利昂,C错误;引起光化学烟雾主要不是N2,主要是氮的氧化物,D错误。
14. A
15. C　解析:海水中含有镁离子,镁元素由化合态转化为游离态需要发生化学变化才能实现,海水制备镁单质的过程中发生的反应有:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓、Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O、MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,A正确;溴元素在海水中以化合态存在可以通入氧化剂如氯气将溴离子氧化成溴单质,B正确;海水中无法提取硝酸,C错误;从海水中可以得到NaCl,所以能通过海水综合利用获得,D正确。
16. B　解析:将块煤粉碎或磨成粉末,增大接触面积,燃烧充分,A正确;燃煤时应通入足量空气,保证燃料的充分燃烧,但是不是越多越好,过多的通入空气,不利于燃料的充分燃烧,B错误;将煤制成水煤气,提高燃料的利于率,有利于环保,C正确;将煤经过处理制成甲醇,减轻燃煤造成的环境污染,降低中国对进口石油的依赖,D正确。
17. D　解析:洁净煤技术是指减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术,洁净煤技术涉及四个领域:煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理,但是煤的直接燃烧会产生二氧化硫等污染气体,故不属于洁净煤技术。
18. A　解析:虽然在煤的气化过程中,会有一部分煤的潜在能量受到损失,但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高,而且比较清洁,因此从总体来看,将煤气化或液化后再使用,还是比较合理的,A错误;CO、H2,属于清洁能源,燃烧无污染,可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染,B正确;气态燃料比固态煤炭更易充分燃烧,因此煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高,C正确;由于反应C+O2CO2中的氧气是用空气代替的,所以反应后的混合气体中有N2、CO2、CO和H2等,其中含有合成氨的原料气N2和H2,D正确。
19. D　解析:① 天然气、② 煤、③ 石油是不可再生能源,对环境有污染,不是新能源;④ 太阳能、⑤ 氢能是清洁能源且可以再生,是新能源;D正确。
20. D　解析:在MgCl2溶液中加Na,钠是活泼金属水溶液中和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,得不到金属镁,金属镁一般用电解熔融氯化镁得到,D错误。
21. C　解析:将煤干馏制得炉煤气、煤焦油、焦炭等,为煤的综合利用,A正确;在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料是煤的液化,B正确;将煤干馏制得甲苯和乙烯是煤的干馏,D正确。
22. D
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