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第八章 化学与可持续发展知识清单
考点1 自然资源的开发利用
一、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中存在的形态
（1）游离态：少数金属，如金、铂
（2）化合态：绝大多数金属
2．金属冶炼的原理和实质
（1）原理：采用加热、通电或使用还原剂等措施将金属从其化合物中还原出来
（2）实质：用还原剂使化合态的金属得到电子变为金属单质
3．金属冶炼的三个步骤及目的
4．冶炼方法
（1）根据金属活泼性选择冶炼方法
（2）电解法
①电解熔融的氯化钠：2NaCl2Na+Cl2↑
②电解熔融的氯化镁：MgCl2Mg+Cl2↑
③电解熔融的氧化铝：2Al2O34Al+3O2↑
（3）热还原法
①工业上炼铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②工业上炼钨：WO3+3H2W+3H2O
③铝热法炼铬：Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3
④工业上炼铜：2CuO+C2Cu+CO2↑
⑤工业上炼钛：4Na+TiCl44NaCl+Ti
（4）热分解法
①工业上炼汞：2HgO2Hg+O2↑
②工业上炼银：2Ag2O4Ag+O2↑
（5）湿法炼铜：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
5．铝热反应实验
（1）实验装置
①镁的作用：燃烧放出的热量引燃铝热反应（引燃剂）
②氯酸钾作用：对镁的燃烧起助燃作用（助燃剂）
（2）注意事项
①镁带要打磨干净表面的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的；铝粉要用没有被氧化的，否则反应难以进行。
②氧化铁粉末与铝粉两者要混合均匀，以保证氧化铁与铝都完全反应。
③内层滤纸要用水润湿，以防止纸漏斗燃烧。
④蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。
6．合理开发和利用金属资源
（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）防止金属腐蚀
（4）加强金属资源的回收和再利用
（5）使用其他材料代替金属材料
二、海水资源的开发利用
1．海水水资源的利用类型
（1）海水水资源的利用
（2）海水蒸馏原理及装置
②蒸馏烧瓶规格的选择：液体体积占烧瓶容积的1/3
③冷却水的进出口：下进上出，采用逆流原理冷却效果好
④蒸馏过程：开始时，先通冷凝水，再加热；结束时，先停热，再停通冷凝水
⑤防暴沸方法：预先加入沸石或碎瓷片
⑥忘记加沸石：先停热，再冷却，后补加
2．海水化学资源的利用
（1）制氯化钠及生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等
（2）制取镁、钾、溴及其他产品
（3）从海水中获取化学物质的方法
（4）海水提溴流程
①氧化：Cl2+2Br－2Cl－+Br2
②富集：Br2+SO2+2H2O4H++SO42－+2Br－
③提取：Cl2+2HBr2HCl+Br2
（5）海水提镁流程
①制石灰乳：CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2OCa（OH）2
②沉淀Mg2+：Ca（OH）2+MgCl2Mg（OH）2↓+CaCl2
③提取MgCl2：Mg（OH）2+2HClMgCl2+2H2O
④制氯化镁晶体：MgCl2+6H2OMgCl2·6H2O
⑤氯化镁晶体脱水：MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O
⑥制金属镁：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑
【特别提醒】制氯化镁晶体的基本操作：加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量
（6）海带提碘流程
①反应原理：H2O2+2I－+2H+I2+2H2O
②灼烧所用的仪器
③萃取和分液操作
3．海水能源资源的利用
（1）从海水中提取铀和重水作核能的原料
（2）开发潮汐能、波浪能等新型能源
三、煤、石油和天然气的综合利用
1．煤的组成与综合利用
（1）煤的组成
（2）煤的综合应用
2．天然气的综合利用
3．石油的综合利用
（1）组成：多种碳氢化合物组成的混合物
（2）利用方法
【特别提醒】
（1）煤的干馏、气化、液化以及石油的裂化、裂解和重整都是化学变化，只有石油的分馏属于物理变化。
（2）煤、石油及其加工产品都是混合物。
（3）从产品角度认识裂化和裂解的区别
4．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
考点2 化学品的合理使用
一、化肥、农药的合理使用
1．化学品的分类
2．合理使用化肥
（1）根据化肥本身的性质进行科学施用
（2）过量施用化肥易造成水体富营养化化，产生水华等污染现象
（3）不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构
3．合理使用农药
（1）农药种类
（2）农药发展的方向：高效、低毒、低残留
（3）不合理施用农药的危害
①会造成土壤和作物农药残留超标
②会造成大气、地表水和地下水污染
【特别提醒】不同化肥混合施用时可能会造成肥效的降低，如草木灰不能与铵态氮肥混合施用。
二、合理用药
1．药物分类
2．药物在人体内的作用方式
（1）改变机体细胞周围的物理及化学环境
（2）药物分子和机体生物大分子的功能基团相结合
3．阿司匹林
（1）合成反应
（2）化学名称：乙酰水杨酸
（3）功效：解热镇痛
（4）不良反应
①在人体内产生的水杨酸会刺激胃肠粘膜
②长期服用可能导致胃痛、头疼、眩晕、恶心等症状
4．合理使用药物
（1）遵循原则：安全、有效、经济和适当
（2）防止滥用药物
①长期服用安眠药或镇静剂
②滥用抗生素
③运动员服用兴奋剂
（3）拒绝毒品
【特别提醒】胃溃疡患者服用抗酸药的选择
三、安全使用食品添加剂
1．功能
（1）改善食品品质和色、香、味
（2）满足防腐、保鲜和加工工艺需要
2．分类
（1）按来源
①天然食品添加剂
②人工合成食品添加剂
（2）按功能
类别 功能 品种
着色剂 改善食品色泽 天然色素如红曲红等；合成色素如柠檬黄等
增味剂 增加食品鲜味 味精（谷氨酸钠）
膨松剂 使食品膨松或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠
凝固剂 改善食品形态 盐卤、葡萄糖酸-δ-内酯
防腐剂 防止食品腐败变质 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐
抗氧化剂 防止食品因氧化而变质 抗坏血酸（维生素C）
营养强化剂 补充必要的营养成分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌
3．使用原则
考点3 环境保护与绿色化学
一、化学与环境保护
1．环境问题
2．工业“三废”：废气、废水、废渣
（1）空气污染指数的项目：SO2、NO2、CO、O3和可吸入颗粒物等
（2）污水处理
（3）固体废弃物的处理
（4）次生污染物的形成
3．常见环境污染问题
4．常见工业尾气的主要成分及处理方法
尾气 主要成分 处理方法
硫酸厂尾气 SO2、O2、N2等 用氨水吸收
硝酸厂尾气 NO、NO2、N2、O2等 用NaOH溶液吸收
高炉煤气 CO、CO2、N2等 回收利用
炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等 回收利用
焦炉气 H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2 可用作燃料
氯碱工业 Cl2 用NaOH溶液吸收
二、绿色化学
1．绿色化学的核心和最高目标
（1）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染
（2）最高目标：原子利用率为100%，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产物
（3）原子利用率100%的化学反应：化合反应、加成反应和加聚反应
2．绿色化学核心理念
3．绿色化学的研究对象
（1）设计对人类健康和环境危害小的反应起始物，淘汰有毒的反应起始物。
（2）选择最佳的反应条件，以实现最大限度的节能和零排放。
（3）研究最佳的转换反应和良性试剂。
（4）设计对人类健康和环境更安全的目标化合物
4．绿色化学对化学反应的要求
5．原子经济性
（1）原子利用率＝×100%
（2）原子经济百分数＝×100%
6．开发和利用自然资源遵循的原则

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