资源简介

金属矿物与海水资源的开发利用
【学习目标】
1、知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式
2、知道海水淡化的意义和方法，熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理
【主干知识梳理】
一、金属矿物的开发利用
1、金属元素在自然界中存在的形态
(1)游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在。如：金和铂以及少量的银和铜
(2)化合态：化学性质比较活泼的金属，在自然界中能以化合态的形式存在。如： Al、Na
【微点拨】
①少数金属在自然界中能以游离态的形式存在；而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在
②在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁
2、金属冶炼的原理和实质
(1)原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂或者加热、电解的方法把金属化合物还原为金属单质
(2)实质：金属离子金属单质，即Mn＋＋ne－―→M
3、金属冶炼的主要步骤
①矿石的富集 (目的：除去杂质，提高矿石右的有用成分的含量)
②冶炼 (目的：得到金属单质)
③精炼 (目的：提高金属的纯度)
4、金属冶炼方法——根据金属的活泼性
(1)物理提取法：Au、Pt在自然界中主要以游离态存在
(2)热分解法：适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活泼的金属；像汞、银等不活泼金属，它们在金属活动性顺序表中位于氢的后面，其阳离子得到电子的能力很强，所以其还原条件也较容易达到。它们的氧化物受热就能分解得到单质。适用范围是不活泼的金属Hg和Ag
2HgO2Hg＋O2↑、2Ag2O4Ag＋O2↑
(3)热还原法：适用于冶炼位于金属活动性顺序表中部的金属；常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属(如：铝)等，多数金属的冶炼过程属于热还原法。适用范围是较活泼的金属 Zn～Cu
①焦炭还原法：2PbO＋C2Pb＋CO2↑，C＋2ZnO2Zn＋CO2↑
②一氧化碳还原法：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
③氢气还原法：WO3＋3H2W＋3H2O
④活泼金属还原法(铝热反应)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O56V＋5Al2O3
(4)电解法：位于金属活动性顺序表中氢前面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属单质都很容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，因此用一般的方法和一般的还原剂很难使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。适用范围是活泼的金属 K～Al
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 、2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
【微点拨】
①工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高
②冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的
目的是降低Al2O3的熔化温度
③金属的活泼性与冶炼方法的关系：
④金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原
5、铝热反应
(1)概念：铝与某些难熔金属氧化物(如：Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应
(2)反应原理：(以铝和氧化铁反应为例)：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
(3)铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MnO2等)组成的混合
(4)反应特点：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易Al2O3分离
(5)应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，如：3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3
②金属焊接，如：野外焊接钢轨等
(6)实验过程
实验步骤 ①取一张圆形滤纸，倒入5克炒干的氧化铁(Fe2O3)粉末，再倒入2克铝粉、将两者混合均匀②用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部撕一个孔，用水润湿下面一点，再跟 另一个漏斗套在一起，使四周都有4层③将折好的滤纸架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉倒入纸漏斗中　④再在上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条⑤点燃镁条，观察发生的现象
实验装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
操作要点 ①内层纸漏斗底部剪个小孔：使熔融物易于落下 ②蒸发皿盛沙：防止高温熔融物溅落炸裂蒸发皿③镁条：制造高温条件，引起氯酸钾分解，引发铝热反应 ④氯酸钾：制造氧气利于反应
微点拨 ①Al与MgO不能发生铝热反应②铝热反应不是一个反应，而是一类反应③铝热反应为放热反应
6、回收废旧金属的意义
(1)回收金属的意义：节约矿物资源、节约能源、减少环境污染
(2)废旧金属的最好的处理方法是回收利用
如：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银
7、合理开发和利用金属资源的主要途径
(1)提高金属矿物的利用率
(2)开发环保高效的金属冶炼方法
(3)防止金属的腐蚀
(4)加强废旧金属的回收和再利用
(5)使用其他材料代替金属材料
【对点训练1】
1、工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。你认为选择方法的主要依据是(　　)
A．金属在自然界的存在形式 B．金属元素在地壳中的含量
C．金属熔点高低 D．金属阳离子得电子的能力
2、下列化工生产原理错误的是(　　)
①可以通过电解熔融的氯化钠来制取金属钠 ②可以将钠加入饱和氯化镁溶液中制取镁
③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝 ④高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应，故无须加热
A．②③　　　 B．①③ C．①②　　　 D．②③④
3、冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法　②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法　③活泼金属置换法　④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是(　　)
A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用② C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
4、下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是(　　)
A．加热Al2O3　　　 B．加热HgO C．电解熔融NaCl D．铝粉和Fe2O3共热
5、下列说法错误的是(　　)
A．有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的还原剂
B．加强热，使氧化铜在高温条件下分解可制备单质铜
C．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属单质
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
6、铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为(　　)
A．铝具有还原性 B．铝具有导电性
C．铝较Cr、V、Mn等价格便宜 D．冶炼反应放出大量的热
二、海水资源的开发利用
1、海水水资源的利用
(1)海水水资源利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
(2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。因此，海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向
2、海水的化学资源利用
(1)海水中的化学元素：海水中含量最多的为O、H两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他为微量元素
(2)海水中化学资源的利用
(3)从海水中获取能源
①从海水中提取铀和重水，用于核能开发
②开发潮汐能、波浪能等新型能源
3、从海水中提取镁的流程
工艺流程图
基本步骤及主要反应 制熟石灰 CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀Mg2＋ Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化，制备MgCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发浓缩、冷却结晶 析出MgCl2·6H2O
脱水，制备无水MgCl2 在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解熔融的MgCl2，制备镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
【微点拨】
①MgCl2·6H2O加热脱水制无水氯化镁时，为了防止MgCl2水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解得到MgO需在HCl气流中加热
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却
4、从海水中提取溴的流程(主要方法：空气吹出法)
海水提溴四个过程 工艺流程图
主要反应 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(氧化)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(提取)
5、从海带中提取碘的流程
工艺流程 海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质
工艺流程图
主要反应 2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O
【对点训练2】
1、海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)
A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B．海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化
C．从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg
D．海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质
2、从海水中提取镁的工艺流程可表示如下，下列说法不正确的是(　　)
A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
3、从海水中提取溴的流程如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．X为SO2气体，也可将SO2换成Na2SO3
B．设备Y为蒸馏塔
C．在提取溴的过程中一定有Br－被氧化
D．工业上，每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2的体积最多为44.8 L(标准状况)
4、从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法，不正确的是(　　)
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应
C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色
D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
【课后作业】
1、下列说法中，正确的是(　　)
A．金属的冶炼是把金属单质从其矿物中分离出来
B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化
C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原
D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原
2、我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是(　　)
A．“药金”实质上是铜锌合金 B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C．用王水可区别黄金和“药金” D．用灼烧法不能区别黄金和“药金”
3、分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，所得金属纯度的说法正确的是(　　)
A．用氢气的纯度高 B．用金属的纯度高
C．二者相同 D．无法比较
4、氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确的是(　　)
A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化
B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e－
D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
5、下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是(　　)
A．加热Al2O3 B．加热HgO
C．电解熔融NaCl D．铝粉和Fe2O3共热
6、用铝热法还原下列化合物，制得金属各1 mol时，消耗铝最少的是(　　)
A．MnO2 B．WO3 C．Co3O4 D．CrO3
7、铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．X物质为KClO3 B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g D．可利用铝热反应冶炼铁
8、海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中其他各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化分析正确的是(　　)
A．溶质质量增加 B．溶剂质量减小 C．溶液质量不变 D．溶质质量分数减小
9、许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是(　　)
A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水
10、随着人口增长、工业发展，淡水供应出现危机。若实行海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是(　　)
A．加入明矾，使海水中的泥沙沉淀并淡化 B．利用太阳能，将海水蒸馏淡化
C．将海水通过离子交换膜除去其所含的盐分 D．利用电渗析法使海水淡化
11、下列关于海水的知识不正确的是(　　)
A．海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用
B．海水既苦又涩，不能直接利用
C．海水中某些金属元素总储量很大，但富集程度却很低
D．海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合
12、海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)
A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
13、NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料。下列以NaCl为原料的产品(或物质)是(　　)
①烧碱　②纯碱　③金属钠　④氯气　⑤盐酸
A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤
14、海水提镁的主要流程如下，下列说法正确的是(　　)
①试剂M是盐酸　②流程中的反应全部都是非氧化还原反应　③操作b只是过滤　
④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2　⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A．①②③④⑤　 B．②③ C．④⑤ D．①④⑤
15、海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．试剂1可以选用石灰乳
B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗
D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO
16、从海带中提取碘单质，工艺流程如下。下列关于海带制碘的说法错误的是(　　)
A．实验室灼烧干海带在坩埚中进行
B．沸水浸泡的目的是使I－充分浸出
C．由滤液获得碘水，发生的离子反应为2I－＋H2O2===I2＋2OH－
D．滤液获得碘水，也可用氯水代替双氧水
17、从淡化海水中提取溴的流程如下，下列有关说法不正确的是(　　)
A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
18、已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是(　　)
A．海水Mg (OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融 )Mg
19、下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据，请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是(　　)
物质 氧化镁 氯化镁
熔点/℃ 2 852 714
沸点/℃ 3 600 1 412
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2晶体Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg
20、某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液。他们设计了如下的几个方案，你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是(　　)
A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成
B．取适量滤液，加入苯，振荡，静置，苯层无色，证明不含碘元素
C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素
D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素
21、冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原　②以较活泼金属Na、Mg等还原　③利用铝热反应原理还原　④电解法　⑤热分解法下列金属各采用哪种方法还原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________
(3)Hg、Ag等不活泼金属________
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________
(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是________
22、钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：
(1)步骤①加Fe的目的是__________________________________________________________；步骤②冷却的目的是_____________________________________________________________
(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是__________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入______处理
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及到的步骤为
―→
反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是___________________________
23、工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示：
(1)该工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？______(填“能”或“不能”)，原因是_______________________________________
(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多，四氯化碳与水不互溶。但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_____________________________________________________
(3)写出②③④反应的离子方程式
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
【金属矿物与海水资源的开发利用】答案
【对点训练1】
1、D。解析：冶炼金属选择方法是根据金属的活动性，金属冶炼是金属阳离子得电子的过程，即金属冶炼方法与金属阳离子得电子能力有关。
2、D。解析：常用电解熔融NaCl的方法冶炼金属Na，①正确；Na非常活泼，将Na加入饱和MgCl2溶液中，Na先与H2O反应生成NaOH和H2，Mg2＋再与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，②错误；AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电，故冶炼铝使用的是Al2O3，③错误；高炉炼铁时所发生的反应有些是放热反应，如Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，但仍需要高温，④错误。故选项D符合题意。
3、B。解析：(Ⅱ)湿法炼铜是利用Fe与CuSO4反应，B错误。
4、A。解析：C项中金属钠是活泼金属，用电解法制取；B项中汞用加热HgO制取；A项中加热Al2O3难以分解；D项中铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原成单质。
5、B。解析：A项，铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，正确；B项，制备单质Cu用热还原法，错误；C项，金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属单质，正确；D项，将旧金属回收，重新利用，变废为宝，正确。
6、B
【对点训练2】
1、C。解析：A中，潮汐发电是将潮汐能转化为电能；B中，海水蒸发制海盐过程中只有物理变化；D中，海水中溴元素以溴离子(Br－)形式存在，要得到单质溴必须发生化学变化才能实现。
2、B。解析：电解MgCl2时阳极产生氯气，阴极产生Mg。
3、D。解析：A项，溴与X反应生成溴化物，故X为具有还原性的物质，X可为SO2，也可为Na2SO3，正确。B项，溴单质加热蒸发得到溴蒸气，故设备Y为蒸馏塔，正确。C项，氯气氧化海水中的溴离子得到溴单质，溴化物与氯气反应生成溴单质，这两步都是Br－被氧化，正确。D项，Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，根据离子方程式可知，每生成1 mol Br2，需消耗1 mol氯气，故两次氧化共需氯气2 mol，即44.8 L(标准状况)，但这是理论值，在工业上，两次氧化时，氯气都应过量，且被氧化生成的溴最终不能完全得到，故工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2的体积大于44.8 L(标准状况)，错误。
4、A。解析：灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确；H2O2能将I－氧化为I2，B项正确。
【课后作业】
1、C。解析：金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质。在金属的冶炼过程中，被冶炼的金属只能得到电子被还原。
2、A。解析：冶炼“药金”的相关反应方程式为ZnCO3ZnO＋CO2↑、2ZnO＋C2Zn＋CO2↑、2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑，故A项正确，B项错误；王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；用灼烧法可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金与氧气不反应，而“药金”可以与氧气反应，故灼烧后的“药金”颜色有变化，D项错误。
3、A。解析：过量的H2不会残留在被还原的金属中，所以用H2还原得到的金属纯度高。
4、C。解析：C项，应转移8 mol e－。
5、A。解析：金属钠是活泼金属，用电解法制取；汞用加热HgO制取；加热Al2O3难以分解；铝粉和Fe2O3组成铝热剂，可将Fe2O3中的铁还原为单质。
6、C。解析：根据得失电子守恒有如下关系：，所以C消耗铝最少。
7、C。解析：A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确；B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C项，反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为：＝0.05 mol，其质量为：160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。
8、B
9、D。解析：海水中的各种元素都以化合态存在，要生成单质必然发生化学反应，A、B、C均错。海水晒盐得NaCl，蒸馏海水得淡水只发生物理变化。
10、A
11、B。解析：海水可直接利用，如冲厕、作冷却水等。
12、C。解析：海水中的钾元素是以化合态形式存在，要求化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，A不正确；海水蒸发制海盐，是发生了物理变化，B错误；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是将潮汐能转化为电能，因此D也不正确。
13、A。解析：从海水中得到的氯化钠，可作化工原料，工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。化学方程式分别为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Cl2＋H22HCl。
14、D。解析：电解熔融氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶、过滤，因此③是错误的。
15、C。解析：煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1廉价且原料来源广泛，A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，B正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，C错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，D正确。
16、C。解析：酸性条件下，H2O2与I－的反应式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，C错误。
17、C。解析：Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴强，可以利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得到纯净的溴，D正确。
18、D。解析：工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。A项中使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B项中海水加HCl得不到MgCl2；C项中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，经济效益差。
19、D。解析：本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。
20、D。解析：海带的灰烬中含有的碘元素，是以I－形式存在的，不是以单质形式存在，所以A、B、C均不正确；D中发生了氧化还原反应：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，产生了I2，使淀粉溶液呈蓝色。
21、(1)①　(2)④　(3)⑤　(4)③　(5)②
解析：选择的方法应以节约原料和降低成本为标准，同时有较高的产率，并易分离。根据每种金属的特点选择最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等金属利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金属，而是平衡的原理，如Na＋KClNaCl＋K，抽离钾蒸气此反应得以继续进行。而Ti是用Na来置换：4Na＋TiCl44NaCl＋Ti或用Mg来置换：2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti。
22、(1)将Fe3＋还原为Fe2＋　析出绿矾(FeSO4·7H2O)
(2)绿矾(FeSO4·7H2O)　生石灰(或碳酸钙、废碱)
(3)防止高温下镁或钛与O2、N2等反应
解析：(1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将＋3价Fe转化为＋2价Fe，降温减小FeSO4·7H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。
(2)水浸后发生的离子反应为TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋，废液主要呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。
(3)反应后Ti和Mg易与空气中O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。
23、(1)不能　若先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，使产品不纯
(2)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大、经济效益低、环境污染严重
(3)②Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－； ③Ca2＋＋SO===CaSO4↓；④Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
解析：(1)CaSO4和Mg(OH)2制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯。
(2)属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，无论是从价格上还是环境污染问题上，都超过水。
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1煤、石油和天然气的综合利用
【学习目标】
1、认识三大化石原料及其组成
2、掌握石油的分馏、裂化和裂解的含义及煤的干馏、气化和液化的含义
【主干知识梳理】
一、煤的综合利用
1、煤的组成
(1)物质组成：有机物和少量无机物组成的复杂混合物
(2)元素组成：主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素
2、煤的综合利用
(1)煤的干馏
①概念：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程，工业上也叫煤的焦化
②发生的变化：煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程
③煤干馏的产品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气
干 馏 产 品 主 要 成 分 主 要 用 途
出炉煤气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料
粗氨水 氨、铵盐 氮肥
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材料
煤焦油 苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘类 染料、医药、农药、合成材料
沥青 筑路材料、制碳素电极
焦 炭 炭 冶金、合成氨造气、电石、燃料
【微点拨】
①煤的干馏必须隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧
②煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料
③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化
④化学“三馏”的比较
名称 干馏 蒸馏 分馏
原理 隔绝空气、高温下使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同
产物 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物
变化类型 化学变化 物理变化 物理变化
(2)煤的气化
①概念：将煤转化为可燃性气体
②主要反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)
③发生的变化：化学变化
(3)煤的液化
①概念：把煤转化成液体燃料的过程
②发生的变化：化学变化
③分类：直接液化和间接液化
a.直接液化：把煤炭制成煤浆，然后在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物
即：煤＋H2―→液体燃料
b.间接液化：把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO、H2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等
即：煤CO＋H2甲醇
【对点训练1】
1、下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是(　　)
A．图示实验中发生了化学变化
B．实验后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上层X是粗苯等
C．气体Z易燃，可以还原氧化铜
D．液体Y是一种纯净物
2、下列属于物理变化的是(　　)
①石油的分馏　 ②煤的干馏　 ③石油的裂化　 ④铝热反应　 ⑤由乙烯制备聚乙烯
⑥将氧气转化为臭氧　⑦乙烯催熟果实　 ⑧将苯加入溴水中　⑨海水蒸馏制取淡水
A．①②③④ B．①②⑤⑦ C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨
二、石油的综合利用
1、石油的形成及成分
(1)形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的
(2)元素组成：碳、氢、硫、氧、氮等
(3)物质组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃
(4)物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点
2、石油的炼制
石油炼制的意义 从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。原油含盐类、含水多，在炼制时要浪费燃料，含水、含盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料
石油炼制的方法 分馏、裂化、裂解及催化重整
(1)石油的分馏
①概念：利用原油中各种烃的沸点不同，逐步升温使烃气化，再经冷凝将烃分离成不同沸点范围的产物的过程，石油分馏得到的各种馏分是混合物，分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油，此时得到的汽油叫直馏汽油
②设备：加热炉和分馏塔
③分类
常压分馏 原理 用蒸发和冷凝的方法将原油分成不同沸点范围的馏分
原料 原油
目的 获得以燃料油为主的不同石油产品
产品 石油气、汽油、煤油、柴油、重油
减压分馏 原理 通过减压降低重油的沸点，从重油中分离出不同沸点范围的馏分
原料 重 油
目的 获得以润滑油为主的不同石油产品
产品 柴油、燃料油、石蜡、沥青、润滑油
④为什么要减压分馏？若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏
(2)石油的裂化
①概念：在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程
②原料：重油
③目的：提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，此时得到的汽油叫裂化汽油
④原理：C12H26C6H14＋C6H12
⑤方法：热裂化和催化裂化
a.热裂化的目的是提高汽油的产量；缺点是温度过高，发生结焦现象
b.催化裂化的目的是提高汽油的产量；使用的催化剂是硅酸铝、分子筛(铝硅酸盐)
(3)石油的裂解
①概念：即深度裂化，在高温下，使具有长链分子的烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等各种短链的气态烃和少量液态烃的过程
②原料：含直链烷烃的石油分馏产品
③目的：获得乙烯、丙烯等短链气态不饱和烃
④裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16 C8H18C4H10＋C4H8
C4H10CH4＋C3H6 C4H10C2H6＋C2H4
(4)石油的催化重整
①概念：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃
②目的：使链状烃转化为环状烃，获得芳香烃
③产品：苯或甲苯等化工原料
【微点拨】
①由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物
②直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
③分馏是物理变化，裂化、裂解和催化重整均为化学变化
【对点训练2】
1、下列关于石油的说法不正确的是(　　)
A．石油主要含C、H两种元素 B．石油通过催化重整可得到环状烃
C．石油裂化是物理变化 D．石油分馏得到的汽油是混合物
2、石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是(　　)
A．常压分馏　　　　B．减压分馏 C．裂解 D．催化裂化
3、石油裂解的目的主要是(　　)
A．提高轻质液体燃料的产量 B．提高汽油的产量
C．改善汽油的质量 D．获得短链不饱和烃
4、含有6个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有(　　)
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
三、天然气的综合利用
1、天然气的组成：主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等
2、天然气的加工及利用
①天然气是一种清洁的化石燃料，日常生活用作燃料
②化工生产主要用于合成氨和生产甲醇等
3、化学“六气”的主要成分
高炉煤气 水煤气 天然气 液化石油气 焦炉气 裂解气
主要成分 CO、CO2 H2、CO CH4 C3H8、C4H10、C3H6、C4H8 H2、CH4、C2H4、CO C2H4、C3H6、C4H8、CH4
【微点拨】
①煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大化石燃料，它们也是脂肪烃的来源
②石油的分馏与蒸馏原理相同，发生的是物理变化；石油的裂化、裂解和催化重整发生的是化学变化
③煤的液化、气化和干馏是化学变化
【对点训练3】
1、最近，新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体(CH4·nH2O)。下列说法中正确的是(　　)
A．CH4·nH2O晶体中水是溶剂 B．CH4·nH2O的组成元素有3种
C．CH4·nH2O中CH4和H2O的质量比为1：n D．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性
2、某混合气体依次通过溴水(使其褪色)，通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色)，通过无水CuSO4白色粉末(使其变蓝色)，通过澄清石灰水(石灰水由清变浑再变清)，最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈淡蓝色，该混合气体是(　　)
A．水煤气 B．焦炉煤气 C．石油液化气 D．高炉煤气
3、为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气，这两类燃料的主要成分是(　　)
A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类
【课后作业】
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源(　　)
(2)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏(　　)
(3)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一(　　)
(4)天然气的主要用途就是作燃料(　　)
(5)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴(　　)
(6)石油分馏和煤干馏均为化学变化(　　)
(7)裂化汽油可以使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色(　　)
2、石油分馏的主要目的是( )
A．将石油按其成分沸点的不同加以分离 B．将石油按饱和烃与不饱和烃加以分离
C．得到碳原子数更多的烃 D．将石油中的烷烃、环烷烃和芳香烃分开
3、关于石油炼制的说法正确的是(　　)
A．石油的炼制过程是将相对分子质量较大分子变成相对分子质量较小分子的过程
B．石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先汽化，经冷凝而分离出来
C．石油经过分馏、裂化等工序后得到大量乙烯、苯等不饱和烃
D．石油经分馏得到的各馏分仍然是多种烃的混合物
4、丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯烃的质量相等，那么裂解后所得到的混合气体中，分子量最小的气体占有的体积为分数为（ ）
A．19%　　　　 B．25%　　　　 C．36%　　　　　 D．40%
5、石油催化裂化和裂解的目的是(　　)
A．使长链烃分子断裂为短链烃分子
B．使直链烃转化为芳香烃
C．除去石油中的杂质
D．前者是提高汽油的产量和质量，后者是得到短链的不饱和气态烃，提供有机化工原料
6、下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是(　　)
A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程
B．煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等液态物质的过程
C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程
D．石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油
7、C8H18在一定条件下受热可完全裂解生成CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C4H8五种气体的混合气，此混合气对相同条件下氢气的相对密度为 (　　)
A．38 B．57 C．19 D．无定值
8、近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列有关说法正确的是(　　)
①石油裂解得到的汽油可与溴水反应　②石油的分馏是化学变化　
③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度　
④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A．①③　　　　 B．②④ C．①④ D．②③
9、下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(　　)
A．煤的气化和液化过程只发生物理变化
B．天然气作为化工原料可用于合成氨和生产甲醇
C．石油分馏的目的是生产乙烯、丙烯、甲烷等化工原料
D．天然气和液化石油气的主要成分是甲烷
10、下列转化不属于煤或石油的综合利用的是
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．将煤变为煤饼作燃料 D．将石油裂解制得乙烯等化工原料
11、国内能源供应紧张形势日益加剧，煤的涨价导致部分地区电荒，煤在国民经济中的重要地位由此可见一斑。下列关于煤的说法正确的是(　　)
A．煤属于有机化合物
B．在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化
C．煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源
D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义
12、下列关于煤、石油、天然气等能源的说法正确的是(　　)
A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．石油产品都可用于聚合反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
13、下列变化不属于化学变化的是(　　)
①煤的干馏　 ②煤与氢气作用液化　③煤的气化　④石油的分馏　
⑤石油的催化裂化　 ⑥石油的裂解　 ⑦煤的开采　⑧海水蒸馏
A．①②③④⑧　　　　　B．②④⑤⑥⑦ C．④⑦⑧ D．⑥⑧
14、下列说法中正确的是(　　)
A．煤属于有机化合物
B．在物质变化类型上，煤的干馏过程只包含了物理变化
C．煤中含有大量的苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源
D．煤的气化和液化属于煤的综合利用
15、下列变化属于化学变化，且产物中有气体、液体、固体的是(　　)
A．石油分馏 B．石油裂解 C．煤的干馏 D．煤的气化
16、下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(　　)
A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．石油产品都可用于加成反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．煤就是碳，属于单质
17、下列说法中错误的是(　　)
A．煤中含量最大的元素是碳
B．煤、煤焦油都是复杂的混合物
C．煤是芳香烃的一种重要来源
D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
18、下列说法错误的是(　　)
A．石油中含有C5～C11的烷烃，通过石油的分馏得到汽油
B．含C20以上的重油经催化裂化可以得到汽油
C．开采天然气(主要成分是甲烷)应做到安全规范的操作
D．煤中含有苯和甲苯，可用分馏的方法把它们分离出来
19、下列说法中错误的是(　　)
A．石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物
B．含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C．焦炭是煤干馏的一种重要产品
D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
20、煤和石油等化石燃料对促进经济社会发展起到了重要的作用，这些燃料合理的综合利用是当前节能减排的要求。请回答下列问题：
(1)石油分馏是石油炼制的重要环节，这种操作是在________(填设备名称)内完成的。工业上通常使用的分馏石油的方法有常压分馏和________，分馏的目的是______________________________________
(2)石油不仅是重要的燃料，还是重要的化工原料的来源，如利用石油生产乙烯。为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、丙烯等短链烃而采取________措施
(3)目前石油资源逐渐匮乏，人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。目前煤综合利用的主要方法是________、________和煤的气化
21、请回答实验室分馏石油的有关问题：
(1)实验室分馏石油的正确操作顺序是E→____→____→A→____→____→G
A．连接接液管 B．装入碎瓷片和石油，塞上带温度计的塞子
C．检查装置气密性 D．连接冷凝管及进出水管
E．在铁架台上放酒精灯，固定好铁圈，放上石棉网 F．固定好蒸馏烧瓶
G．加热
(2)以下是石油分馏的装置图，试指出有关仪器的名称：A________；B________
(3)分馏石油得到的各个馏分都是________(填“混合物”或“纯净物”)
22、下图是实验室干馏煤的装置图：
(1)指出图中仪器名称：a.________，d.________
(2)仪器d的作用是__________________________________________________________，c中液体有________和________，其中无机物里溶有________，可用________检验出来。有机物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来
(3)e处点燃的气体主要成分有____________(填化学式)，火焰的颜色是________
【煤、石油和天然气的综合利用】答案
【对点训练1】
1、D。解析：煤的干馏是化学变化，A项正确；所得产物有焦炉气(含有CH4、H2、C2H4、CO等)、煤焦油(不溶于水的一种多成分混合物)、粗氨水、焦炭等，焦炉气中的H2、CO可还原氧化铜，且易燃，C项正确；氨水的pH>7，煤焦油居于水层以下，粗苯密度小于水，在上层，故B项正确；煤焦油中含有多种物质，属混合物，D项错误。
2、C。解析：蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。
【对点训练2】
1、C。解析：石油裂化是化学变化。
2、D。解析：选项中的四种方法都是石油炼制加工的方法，而其目的不同。A项中只能对石油进行初步加工，各类烃的质量仅占石油总量的25%左右；B项操作不会得到汽油；C项所得产物主要是乙烯、丙烯等小分子短链不饱和烃；只有D项才能得到质量更高、产量更多的汽油。
3、D。解析：石油裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯等工业原料。
4、C。解析：C6H14裂解的方式可能有下列四种：
C6H14CH4＋C5H10 C6H14C2H6＋C4H8 C6H14C3H8＋C3H6
C6H14C4H10＋C2H4，其中CH4、C2H6、C3H8分别为甲烷、乙烷、丙烷，没有同分异构体，而C4H10有2种同分异构体CH3—CH2—CH2—CH3、，因此考虑C4H10的同分异构体，最终生成的烷烃最多有5种。
【对点训练3】
1、B
2、B。解析：水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉煤气的主要成分是H2、CH4、C2H4和CO等；石油液化气的成分是C2～C3的烷烃；高炉煤气的成分是CO、CO2和N2等。能符合题给实验现象的气体只有焦炉煤气。
3、B
【课后作业】
1、(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√
2、A
3、D。解析：A项，石油的炼制包括分馏、裂化和裂解；裂化是在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃，裂解则为深度裂化，错误；B项，石油分馏的目的是将石油分成多种在一定沸点范围内的馏分，错误；C项，石油经过裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯等，石油经催化重整可得到苯和甲苯等，错误；D项，石油分馏得到的各馏分中含有多种烃类物质，是混合物，正确。
4、A
5、D。解析：石油催化裂化的目的是提高汽油的产量和质量，石油裂解的目的是获得短链的不饱和烃，作化工原料，D项正确。
6、C。解析：A项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤的干馏产品主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等；B项，煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过程；C项，煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H2)的过程；D项，石油的催化裂化是将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程，从而获得轻质油。
7、C。解析：由C8H18C4H10＋C4H8，C4H10C2H6＋C2H4，C4H10CH4＋C3H6得关系式：2C8H18C2H4＋2C4H8＋CH4＋C3H6＋C2H6，所以反应后混合气的平均相对分子质量为2×114÷6＝38，对相同条件下氢气的相对密度为38÷2＝19。
8、C。解析：石油的分馏是依据各物质的沸点不同，经加热汽化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，②错误；石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，③错误。
9、B。解析　煤的气化是碳和水蒸气反应生成水煤气等，煤的液化有直接液化和间接液化，均发生了化学反应，A项错误；天然气作为化工原料可用来合成氨和生产甲醇，B项正确；石油分馏的目的是获得汽油、煤油、柴油等轻质油，不可能获得乙烯、丙烯和甲烷，C项错误；天然气的主要成分是CH4，而液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等，D项错误。
10、C。解析：煤的干馏、气化及液化是实现煤综合利用的主要途径；将煤转变为煤饼，成分不变，不属于煤的综合利用；石油的裂化和裂解均得到许多化工原料，属于石油的综合利用。
11、B。解析：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。苯和甲苯是煤中的某些干馏产物中的主要成分，并不是煤本身含有的，是煤干馏过程中发生化学反应生成的。煤气化后变成清洁高效的燃料，再燃烧可提高其利用率，意义重大。
12、C。解析：A项，石油的裂解是深度裂化，是将大分子烃断裂成小分子烃的过程，产物主要是短链不饱和烃的混合物，错误；B项，能发生聚合反应的分子必须含有不饱和键，但石油的分馏产品大多是烷烃、环烷烃、芳香烃，所以不是所有的石油产品都能发生聚合反应，错误；C项，天然气的主要成分是CH4，燃烧无污染，属于清洁的化石燃料，正确；D项，水煤气是由煤与水在高温条件下反应得到的，是煤的气化产物，错误。
13、C
14、D
15、C
16、C
17、D。解析：煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主。煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，工业上利用煤焦油获取大量的芳香烃，A、B、C说法正确。
18、D。解析：石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到汽油、煤油、柴油等；含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油、煤油、柴油等；煤焦油中含苯和甲苯，可以通过分馏的方法将它们分离出来，但煤是多种无机物和有机物组成的复杂混合物，并不含苯和甲苯等芳香烃。
19、D。解析：石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，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，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。
20、(1)分馏塔　减压分馏　为了获得沸点不同的各种成分　(2)高温裂解　(3)煤的干馏　煤的液化
21、(1)F　D 　C　B　
(2)蒸馏烧瓶　冷凝管
(3)混合物
解析：(1)按组装仪器的顺序从下到上，从左到右，连接好装置后，先检验装置气密性，再装入碎瓷片和石油并加热，即顺序为E→F→D→A→C→B→G。(2)A为蒸馏烧瓶，B为冷凝管。(3)石油分馏得到的各个馏分为烃类物质的混合物。
22、(1)酒精喷灯　烧杯
(2)盛装冷水对蒸气进行冷却　粗氨水　煤焦油　氨　酚酞溶液　分馏
(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO　淡蓝色
解析：本题是关于煤干馏的实验，根据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液等检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2===CH2，燃烧时呈淡蓝色火焰。
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