资源简介 (共62张PPT)第2课时 煤、石油和天然气的综合利用课程 标准 1.结合石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用，认识化学工业在国民经济发展中的重要地位。2.以煤、石油等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。3.认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所能发挥的作用，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义目 录1、基础知识·准落实2、教学效果·勤检测3、学科素养·稳提升基础知识·准落实1梳理归纳 高效学习分点突破 煤、石油和天然气的综合利用1. 煤的综合利用（1）煤的组成（2）煤的综合利用2. 天然气的综合利用3. 石油的综合利用（1）石油的加工（2）裂化与裂解的比较名称 含义 目的裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃转化为相对分子质量小且沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量裂解 在高温下，使长链分子的烃转化成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃提醒（1）石油常压蒸馏时所得馏分的先后顺序为石油气（C4以下）、汽油（C5～C11）、煤油（C11～C16）、柴油（C15～C18）、重油（C20以上）等。（2）减压可以降低物质的沸点，石油的减压蒸馏可以在较低温度下，使重油、柴油等常压蒸馏产品继续分离，可得到燃料油、润滑油、石蜡等石油产品。 （3）化学中“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 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为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4. 以煤、石油、天然气为原料生产合成材料（1）三大合成材料： 、 、 ，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。（2）随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人类社会造成巨大的环境压力。 塑料 合成橡胶 合成纤维 1. 如图是将煤隔绝空气加强热干馏的实验装置。（1）仪器d的作用是什么？e处点燃的气体主要有哪些？提示：冷却所得产物；H2、CO、CH4、C2H4。（2）煤的气化、液化是物理变化吗？为什么？提示：煤的气化、液化不是物理变化。如煤的气化反应方程式是C＋H2O（g） CO＋H2。2. 煤间接液化的典型流程示意图如图所示：（1）流程图中，由石油获得相应产品的方法是什么？该方法是物理变化还是化学变化？得到的各种产品是纯净物吗？提示：图中由石油获得相应产品的方法是分馏，属于物理变化，所得的各种产品是混合物。（2）石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是什么？提示：裂化汽油中含有烯烃，能与溴发生加成反应，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。1. 有关煤、石油、天然气的综合利用，下列说法正确的是（ ）A. 石油是由多种烃组成的混合物B. 水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料C. 石油裂解的目的是提高轻质油的产量和质量D. 石油的分馏、煤的干馏是物理变化，煤的气化和煤的液化是化学变化解析： A项，石油是由多种烃组成的混合物，正确；B项，水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，错误；C项，石油裂解的目的主要是获得短链不饱和烃，石油裂化的目的是提高轻质油的产量和质量，错误；D项，石油的分馏过程中没有新物质生成，属于物理变化，煤的干馏、煤的气化和煤的液化过程中均产生新物质，是化学变化，错误。2. 煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”，有关煤和石油加工的说法正确的是（ ）A. 煤的干馏产物主要是各类有机物B. 石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化C. 煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯D. 石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃解析： 煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气、粗苯和焦炭等物质，其中焦炭居多，为无机物，A错误；石油的分馏属于物理变化，B错误；煤通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，但本身不含有苯等芳香烃，C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链的烃断裂为短链的烃的过程，烃在高温条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，D正确。3. 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 ⑥O2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. ①②⑤⑦C. ①⑧⑨ D. ①②⑥⑨解析： ①分馏是利用沸点不同分离混合物；⑧苯加入溴水不发生反应，实际是萃取；⑨利用沸点不同分离出H2O，没有新物质生成，属于物理变化。教学效果·勤检测2强化技能 查缺补漏1. 有关煤的叙述不正确的是（ ）A. 煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质B. 煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分C. 煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素D. 煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键解析： 该题主要考查煤的成分及利用，煤是由有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分。2. （2024·盐城高一月考）石油是一种重要的化石燃料，通过石油的炼制。我们可以获得多种有机化合物。下列关于石油及其炼制的说法中错误的是（ ）A. 石油是混合物B. 石油的分馏是物理变化C. 石油分馏得到的馏分是纯净物D. 通过裂解可以提高乙烯等短链烃的产量解析： 石油是多种烷烃、环烷烃和少量芳香烃的混合物，其成分因产地的不同而稍有不同，A正确；根据石油中各组分的沸点的不同，用加热的方法将各组分分离的操作为石油的分馏，是物理变化，B正确；石油的馏分仍为混合物，C错误；石油裂解的目的是为了获得“三烯”，即乙烯、丙烯和丁二烯等短链的烯烃，提高乙烯等的产量和质量，D正确。3. 重油裂化的主要目的是（ ）A. 获得短链气态烃B. 生产更多的汽油C. 提高汽油品质D. 将直链烃转化为芳香烃解析： 石油裂化的目的是提高轻质液体燃料（汽油、煤油、柴油等）的产量，特别是提高汽油的产量，B正确。4. 我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列叙述错误的是（ ）A. 煤的组成元素主要是碳，但煤是混合物B. “煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物C. 煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D. 煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现解析： 煤是有机物和少量无机物组成的混合物；煤之所以能变“油”，是通过煤的液化将煤中的有机物转化为可燃性液体燃油，并不是因为煤中含有汽油、柴油和煤焦油。5. 将原煤作为燃料燃烧，既严重污染环境，效率又不高，因而国家大力提倡煤的综合利用。实施“煤变油”，其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气（CO和H2），再催化合成甲醇或烃类等液态能源。（1）用CO和H2合成甲醇的化学方程式是 。（2）用CO和H2合成烃（CnHm）的化学方程式是 。 CO＋2H2 CH3OH nCO＋H2 CnHm＋nH2O （3）煤的气化和液化的优点是 。解析：根据题目中的信息，结合化学反应前后原子守恒写出化学方程式；优点是清洁和高效。 提高煤的燃烧效率，使煤变成清洁能源 学科素养·稳提升3内化知识 知能升华1. 于谦在《咏煤炭》中写道：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深，爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉……”，下列有关说法错误的是（ ）A. 煤的干馏是化学变化，煤的液化是物理变化B. 煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物C. 煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气D. 煤经过气化和液化可转化为清洁燃料1234567891011121314解析： 煤的干馏是指煤在隔绝空气条件下加强热使之分解的过程，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，故煤的干馏和液化均是化学变化，A错误；煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物，主要成分为碳，B正确；煤中含硫，燃烧会产生大气污染物，故煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气，C正确；煤的气化是用煤来生产水煤气，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，可转化为清洁能源，且提高了煤的利用率，D正确。12345678910111213142. 煤焦油中含有苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青等多种有机物。从煤焦油中分离出甲苯所采用的方法是（ ）A. 干馏 B. 分液C. 分馏 D. 萃取解析： 分离互溶的液态有机物可以利用其沸点的差异，通过分馏加以分离，则C项正确。12345678910111213143. 下列属于煤的综合利用且说法正确的是（ ）A. 煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物B. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭C. 煤的气化和液化为物理变化D. 将煤变为煤饼作燃料1234567891011121314解析： 煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂的混合物，经过干馏才能得到苯、甲苯、二甲苯等，可用分馏法将它们分离，A错误；将煤干馏制得煤焦油和焦炭属于煤的综合利用，B正确；煤的气化是煤与水蒸气的反应，属于化学变化，煤的液化分直接液化和间接液化，煤的直接液化是指煤与H2作用生成液体燃料，煤的间接液化是指将煤先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇，因此煤的液化属化学变化，C错误；将煤变为煤饼作燃料，不属于煤的综合利用，D错误。12345678910111213144. 《天工开物·作咸》中记载了天然气的开发和利用，“西川有火井，事奇甚，其井居然冷水，绝无火气，但以长竹剖开去节，合缝漆布，一头插入井底，其上曲接，以口紧对釜脐，注卤水釜中，只见火意烘烘，水即滚沸”。下列说法错误的是（ ）A. 天然气的主要成分是CH4B. 海底可燃冰的成分为CH4·nH2OC. 天然气属于化石能源D. 天然气燃烧时化学能全部转化为热能1234567891011121314解析： 天然气的主要成分是甲烷，A正确；海底可燃冰是水合甲烷，成分为CH4·nH2O，B正确；天然气属于三大化石能源之一，C正确；任何能源转化不可能为百分之百，天然气燃烧时化学能不能全部转化为热能，还会转化为光能等能量，D错误。12345678910111213145. 下列转化不属于煤、石油、天然气的综合利用的是（ ）A. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭B. 用天然气作化工原料生产甲醇C. 将煤制成蜂窝煤作燃料D. 将石油分馏获得汽油、柴油等1234567891011121314解析： 将煤干馏制得煤焦油和焦炭属于煤的综合利用，A项不符合题意；用天然气作化工原料生产甲醇属于天然气的综合利用，B项不符合题意；将煤制成蜂窝煤作燃料，不属于煤的综合利用，C项符合题意；石油分馏、裂化、裂解、催化重整都属于石油的综合利用，D项不符合题意。12345678910111213146. 实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的馏分，装置如图所示。下列说法不正确的是（ ）A. 沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出B. 蒸馏烧瓶中放入沸石可防止蒸馏时发生暴沸C. 冷凝管中的冷凝水应该从a口进b口出D. 温度计水银球和蒸馏烧瓶支管口下沿相平1234567891011121314解析： 在蒸馏时，石油的温度逐渐升高，沸点较低的先气化馏出，所以沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出，A正确；沸石具有防暴沸作用，所以蒸馏烧瓶中放入沸石可防止蒸馏时发生暴沸，减少安全事故的发生，B正确；冷凝管中水采用逆流方式，所以b为进水口、a为出水口，C错误；温度计测量馏分温度，则温度计水银球和蒸馏烧瓶支管口处相平，D正确。12345678910111213147. 蒸馏、分馏和干馏是化工生产的三种生产工艺，下列有关说法正确的是（ ）A. 三种工艺均需采用加热和冷却装置B. 实验室中进行这三种操作时均需在烧瓶中进行C. 三种工艺均是物理变化过程D. 三种工艺均是化学变化过程1234567891011121314解析： 蒸馏、分馏和干馏这三种工艺均需采用加热和冷却装置，蒸馏、分馏属于物理过程，干馏是化学过程，A正确，C、D错误；实验室中进行这三种操作时，蒸馏、分馏均需在蒸馏烧瓶中进行，而煤的干馏需要在耐高温的仪器中进行，B错误。12345678910111213148. 用石油裂化和裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下：根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题：（1）由CH2 CH2制得有机物A的化学反应类型是 。解析：CH2 CH2与H2O发生加成反应，产物为CH3CH2OH。 加成反应 1234567891011121314（2）丙烯醛（CH2 CHCHO）中含有的官能团为 （填名称）。解析：注意官能团有两个，碳碳双键和醛基。（3）A与B合成丙烯酸乙酯反应的化学方程式是 ，该反应的类型是 。解析：A与B分别含—OH和—COOH，它们可发生酯化反应生成丙烯酸乙酯。 碳碳双键、醛基 CH2 CHCOOH＋CH3CH2OH CH2 CHCOOCH2CH3＋H2O 取代反应（或酯化反应） 1234567891011121314（4）由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是 。解析：乙烯生成聚乙烯为乙烯的加聚反应。 nCH2 CH2 CH2—CH2 12345678910111213149. 下列说法错误的是（ ）石油 分馏产品 乙烯 CH2BrCH2BrA. 石油主要是由烃组成的混合物B. ①主要发生物理变化C. ②包括裂化、裂解等过程D. ③是加成反应，产物名称是二溴乙烷解析： 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，A正确；分馏是物理变化，B正确；由分馏产品得到乙烯发生了裂化、裂解，C正确；乙烯与溴发生加成反应得到1，2-二溴乙烷，D错误。123456789101112131410. 下列说法不正确的是（ ）A. 煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠B. 煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2C. 汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物D. 以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维解析： 植物油是由C、H、O三种元素组成的有机物，不属于碳氢化合物。123456789101112131411. （2024·天津部分区高一期末）以原油为原料生产有机高分子材料聚乙烯、聚丙烯的流程如图：下列说法错误的是（ ）A. 流程中①表示的加工方法是分馏B. 流程中②表示的加工方法是裂化、裂解C. 流程中③由丙烯生成聚丙烯的方程式为nCH3CHCH2D. 整个流程中只发生了物理变化1234567891011121314解析： 原油通过分馏得到烃类混合物，烃类物质通过裂解得到小分子烯烃，烯烃通过加聚反应得到聚烯烃。流程中①表示的加工方法是分馏，A正确；流程中②是由烃类物质得到小分子物质，应该采用裂解和裂化的方法，B正确；丙烯生成聚丙烯的方程式为nCH3CH CH2 ，C正确；裂解和裂化生成新物质，属于化学变化，D错误。123456789101112131412. 丁烷催化裂解，其碳链按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃：C4H10 C2H6＋C2H4C4H10 CH4＋C3H6若丁烷的裂解率为90％，且裂解后两种烯烃的质量相等，则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在混合烃中的体积分数为（ ）A. 11％ B. 19％C. 40％ D. 50％1234567891011121314解析：B 设丁烷的物质的量为1 mol，则裂解的物质的量为0.9mol，设生成物C2H6、C2H4均为x mol，CH4、C3H6均为y mol，由题意可得：28x＝42y，x＋y＝0.9，联立解得x＝0.54，y＝0.36，所以CH4的体积分数应为 ×100％≈19％。123456789101112131413. 石油不仅是重要的能源，还是化工产品的重要原料。石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，石油分馏塔的示意图如图，回答下列问题。常见馏分的性质及主要用途如表（部分物质未列出）：1234567891011121314名称 碳氢化合物中 碳原子的数 沸点/℃ 主要用途汽油 5～11 20～200 私家车燃料煤油 11～16 175～275 飞机燃料柴油 15～18 250～400 中巴、巴士、重型汽车及工厂燃料润滑油 16～20 300～500 帮助机械零件的活动重油 ＞20 ＞500 轮船、工厂、发电厂燃料1234567891011121314（1）石油属于 （填“纯净物”或“混合物”），石油分馏属于 （填“物理”或“化学”）变化。解析：石油是各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，石油分馏是利用石油中各组分的沸点不同，用蒸发和冷凝的方法将它们分开的操作，属于物理变化。 混合物 物理 1234567891011121314（2）根据分馏塔的工作原理和各物质的沸点不同，填写馏分a、b最有可能的成分：a （填序号，下同）；b 。①汽油 ②煤油 ③润滑油解析：根据表格中给出的沸点范围可知，a为汽油，b为煤油。① ② 1234567891011121314（3）实验室进行石油蒸馏实验的装置如图所示。仪器甲的名称为 ，冷凝水的进水口为 （填“X”或“Y”），沸石的作用是 。 直形冷凝管 Y 防暴沸 解析：根据仪器构造可知，甲为直形冷凝管。为充分冷凝蒸气，冷凝水应下进上出，所以进水口为Y。在加热液体混合物时，需要加沸石防止暴沸。123456789101112131414. 化石燃料是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。（1）化石燃料包括煤、石油和 。解析：化石燃料包括煤、石油和天然气。 天然气 1234567891011121314（2）请将对化石燃料进行综合利用的方法的名称填入下表的横线处。序号 原料 方法 产品① 煤 出炉煤气、煤焦油和焦炭② 石油 汽油③ 重油 煤油干馏分馏裂化解析：①通过煤的干馏可以得到出炉煤气、煤焦油和焦炭；②通过石油的分馏可以得到汽油；③通过重油的裂化可以得到煤油。1234567891011121314（3）由辛烷可制得一系列产品：C8H18 C4H8＋X，则X是 （填化学式）；X在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，反应的化学方程式是 。 C4H10 C4H10 C2H4＋C2H6 解析：根据原子守恒可知X的化学式是C4H10；X在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，反应的化学方程式是C4H10 C2H4＋C2H6。1234567891011121314（4）碳与水蒸气反应生成水煤气（CO和H2），反应的化学方程式是 ；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇（CH3OH），则在相同条件下合成甲醇所需的CO和H2的体积比是 。 C＋H2O（g） CO＋H2 1∶2 1234567891011121314解析：碳与水蒸气反应生成水煤气（CO和H2），反应的化学方程式是C＋H2O（g） CO＋H2；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇（CH3OH），反应的化学方程式为CO＋2H2 CH3OH，则在相同条件下合成甲醇所需的CO和H2的体积比是1∶2。1234567891011121314(共78张PPT)第1课时 金属矿物的开发利用 海水资源的开发利用课程 标准 1.了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和原理。2.以海水资源为例，形成工业上提取物质的一般思路和方法。3.以海水资源、金属矿物的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源的方法，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义目 录1、基础知识·准落实2、教学效果·勤检测3、学科素养·稳提升基础知识·准落实1梳理归纳 高效学习分点突破（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）极少数的不活泼金属（金、铂等）以 态的形式存在。（2）绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界。2. 金属冶炼原理将金属从其化合物中 出来，用于生产各种金属材料。 游离 化合物 还原 3. 金属冶炼方法（1）加热分解法（写出化学方程式）制Hg： 。（2）电解法（写出化学方程式）①制Mg： 。②制Al： 。③制Na： 。 2HgO 2Hg＋O2↑ MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑ 2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑ 2NaCl（熔融） 2Na＋Cl2↑ （3）热还原法高温加热条件下用还原剂把金属还原出来。①常用还原剂有 等。②高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为 。③铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为 。 焦炭、一氧化碳、氢气、铝 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3 4. 金属冶炼的方法与金属活动性的关系提醒（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，冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电。（2）四种热还原法优缺点的比较5. 合理开发和利用金属资源的主要途径（1）提高金属矿物的 。（2）开发环保高效的金属冶炼方法。（3）防止金属的 。（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。 利用率 腐蚀 1. 人类使用金属的年代先后顺序与金属的活泼性有什么关系？提示：金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。2. 在金属的冶炼中，一些活泼的金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。例如铝热反应即是一个典型。（反应如图所示）实验操作实验现象 ①镁条剧烈燃烧；②氧化铁和铝粉发生剧烈反应；③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入细沙中实验结论 在高温下，Al与Fe2O3发生反应，放出大量的热（1）写出铝热反应的原理。（用化学方程式表示）提示：Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3。（2）该实验中，Mg条和氯酸钾的作用分别是什么？提示：Mg条燃烧，提供能量，作为引发剂，KClO3是助燃剂。（3）利用铝热反应，铝也可以将Cr置换出来（反应物是Cr2O3）。写出该反应的化学方程式。提示：2Al＋Cr2O3 Al2O3＋2Cr。1. 下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是（ ）选项 冶炼原理 方法A 2HgO 2Hg＋O2↑ 热分解法B 2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑ 电解法C Cu2S＋O2 2Cu＋SO2 热分解法D Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 热还原法解析： Hg为不活泼金属，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，A正确；Al为活泼金属，通常用电解熔融Al2O3的方法冶炼，B正确；Cu2S＋O2 2Cu＋SO2，该反应不属于分解反应，所以采用的不是热分解法，C错误；高温下用CO作还原剂冶炼铁，属于热还原法，D正确。2. 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法、②水煤气（或氢气、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②C. （Ⅲ）用③ D. （Ⅳ）用④解析： 选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然界中的存在形式及金属的活泼性。（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）发生的反应分别是（Ⅰ）：Cu2（OH）2CO3 2CuO＋CO2↑＋H2O，C＋2CuO 2Cu＋CO2↑，符合①；（Ⅱ）：Fe＋CuSO4 FeSO4＋Cu，符合③；（Ⅲ）：2Al＋Cr2O3 Al2O3＋2Cr，符合③；（Ⅳ）：先从光卤石中提取MgCl2，再电解熔融MgCl2：MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑，符合④。3. 下列关于铝热反应：2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe的说法不正确的是（ ）A. 该反应中Al作还原剂B. 该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2C. 该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子D. 该反应可用于焊接钢轨解析： Fe2O3中Fe呈＋3价，每冶炼1 mol Fe转移 3 mol 电子，C错误。分点突破（二） 海水资源的开发利用1. 海水中的水资源（1）储量：海水中水的储量约占地球上总水量的 。（2）海水中水资源的利用 97％ 2. 海水中的化学资源（1）海水中化学资源的特点多样性 含量最多的H、O两种元素，加上 、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素；其他元素为微量（＜1％）分散性 虽然海水中元素的种类很多，总储量 ，但许多元素的富集程度却 Cl、Na、Mg 很大 很低 （2）海水化学资源的开发利用①海水制盐把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到氯化钠。氯化钠除供食用外，还作为化工原料用于生产 、 、钠、氯气、 等。②制取其他化工产品从海水中制取 及其他化工产品。 烧碱 纯碱 盐酸 镁、钾、溴 ③海水淡化与化工生产、能源开发等相结合已经成为海水综合利用的重要方向。如图为海水综合利用的示意图。1. 海水提溴工艺流程如图所示：（1）海水中加氯气的目的是什么？写出有关离子方程式。提示：Cl2氧化Br－生成Br2，Cl2＋2Br－ Br2＋2Cl－。（2）X是什么物质？目的是什么？写出有关离子方程式。提示：X是SO2，目的是还原Br2进而吸收Br2生成HBr，使溴得到富集；离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O 2Br－＋S＋4H＋。（3）Y是什么？目的是什么？提示：Y是蒸馏塔，目的是蒸馏出Br2。请思考下列问题：2. 海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如图所示：流程中步骤④中过氧化氢的作用是什么？这一步的离子方程式如何书写？提示：过氧化氢作氧化剂，可将I－氧化为I2，其离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋ I2＋2H2O。1. 海水中提取溴（1）流程（2）主要过程及反应原理2. 海带中提取碘（1）流程（2）通入Cl2的反应原理发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－ I2＋2Cl－。提醒 萃取是利用溶质在不同溶剂中溶解度的不同而实现物质的分离。如碘在CCl4或苯中的溶解度远大于在水中的溶解度，即可实现I2与水的分离。（后续在选修课程中会学习）。3. 海水提镁（1）工艺流程（2）主要的化学反应原理CaCO3 CaO＋CO2↑CaO＋H2O Ca（OH）2Ca（OH）2＋MgCl2 Mg（OH）2＋CaCl2Mg（OH）2＋2HCl MgCl2＋2H2OMgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑1. 海水是巨大的资源宝库。如图表示以海水为基本原料的相关工业，其中不符合实际情况的是（ ）解析： 海水中含有Cl、Na、K、Mg、Ca、Br、B等元素，通过富集可以制取镁、食盐、单质溴等。海水中铁的含量很低，工业生产不以海水为原料制备钢铁。2. 从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作，其中正确的是（ ）A. 将海带灼烧成灰 B. 过滤得到含I－ 溶液C. 放出碘的苯溶液 D. 分离碘并回收苯解析： 灼烧海带应使用坩埚，A错误；过滤时应用玻璃棒引流，B错误；苯的密度比水的小，含I2 的苯层在上层，应从分液漏斗上口倒出，C错误。3. 海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、食盐和溴的过程如图：（1）步骤Ⅰ获得Br2的反应的离子方程式为 。 Cl2＋2Br－ 2Cl－＋Br2 （2）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，其反应的化学方程式为 。在该反应中，氧化剂是 （填化学式）；若反应中生成2mol HBr，则消耗 mol SO2。 Br2＋SO2＋2H2OH2SO4＋2HBr Br2 1 （3）根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是 。 Cl2＞Br2＞SO2 解析：海水淡化可得到NaCl，电解熔融的NaCl可得到Na和Cl2，利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br－得到Br2，发生的离子反应为Cl2＋2Br－ Br2＋2Cl－，然后通入空气吹出Br2，再用SO2水溶液吸收Br2，发生反应Br2＋SO2＋2H2OH2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成2 mol HBr，消耗1 mol SO2，最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏即可得到Br2。通过上述过程中的反应可判断出三种物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞SO2。教学效果·勤检测2强化技能 查缺补漏1. （2024·南京鼓楼区期末）下列有关金属冶炼的说法不正确的是（ ）A. 制Na：电解饱和NaCl溶液B. 制Mg：电解熔融MgCl2C. 制Fe：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物D. 制Cu：熬胆矾铁釜，久之亦化为铜解析： 钠性质活泼，用电解熔融氯化钠的方法制取钠，电解NaCl溶液得不到钠，A错误；因为MgO比MgCl2熔点更高，电解MgO消耗大量电能，成本较高，即采用电解熔融MgCl2制取金属Mg，B正确；铁较活泼，通常用热还原法冶炼，用CO还原铁矿石（主要成分Fe2O3）制取铁，C正确；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，发生的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应属于置换反应，D正确。2. （2024·湘潭高一检测）下表中金属的冶炼原理与方法完全正确的是（ ）选项 方法 冶炼原理A 湿法炼铜 CuSO4＋2K Cu＋K2SO4B 热分解法炼铜 Cu2S＋O2 2Cu＋SO2C 电解法炼铝 2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑D 热还原法冶炼钡 BaO＋H2 Ba＋H2O解析： 在水溶液中K会迅速和水反应，不能置换出硫酸铜溶液中的铜，湿法炼铜是用铁做还原剂，把硫酸铜溶液中的铜置换出来，A不选；用Cu2S煅烧冶炼铜是火法炼铜，B不选；电解熔融的氧化铝可以冶炼金属铝，C选；钡是非常活泼的金属，不能用氢气从氧化钡中把钡置换出来，D不选。3. （2024·沈阳沈河区期中）开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务，如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。下列说法正确的是（ ）A. 工业生产中步骤①的沉镁试剂为NaOHB. 步骤①～⑦中有三个步骤发生氧化还原反应C. 步骤⑥中还需要SO2的参与D. 实验室中步骤⑦可以通过如图装置完成蒸馏操作解析： 从海水中提取Mg的过程中，需要将Mg2＋转化为Mg（OH）2沉淀，为降低生产成本，沉镁试剂为Ca（OH）2，A错误；步骤④、⑤、⑥、⑦发生的反应为氧化还原反应，B错误；步骤⑥中用热空气将Br2吹出后，需要用SO2吸收Br2，C正确；蒸馏操作中温度计水银球应该放在支管口，D错误。4. 海洋是巨大的化学资源宝库。以下是从海带中获取粗碘操作流程图，请回答下列问题：（1）灼烧海带得到海带灰，经过浸取后得到海带提取液。下图所示装置可用于灼烧海带的是 （填字母）。解析：可用于灼烧海带的仪器是坩埚，即装置B。 B （2）反应①中的氧化剂是 （填化学式）。解析：反应①中发生的离子方程式：H2O2＋2I－＋2H＋ I2＋2H2O，其中H2O2是氧化剂。（3）上述流程，进行操作Ⅰ时加入的有机试剂为 （填“苯”或“四氯化碳”）。解析：根据反应②后的有机层在上层溶液，说明萃取剂的密度比水小，而苯的密度比水小。（4）操作Ⅱ的名称为 。解析：从悬浊液得到固体粗碘，操作Ⅱ为过滤。 H2O2 苯 过滤 （5）反应②所得下层溶液，碘元素主要以I－和I 存在，写出反应③得到I2的离子方程式 。解析：反应③中I－和I 发生归中反应得到I2，离子方程式为5I－＋I ＋6H＋ 3I2＋3H2O。（6）为测定某含碘液废中I2的含量，取a mL废液，调节溶液pH后，加入Na2S2O3溶液，恰好完全反应时消耗c mol·L－1Na2S2O3溶液b mL（已知I2＋2S2 2I－＋S4 ），则废液中I2的含量为 mg·mL－1。 5I－＋I ＋6H＋ 3I2＋3H2O 解析：由I2＋2S2 2I－＋S4 ，则n（I2）＝ n（Na2S2O3）＝ ×c mol·L－1×b×10－3 L＝ ×10－3 mol，则I2的质量为m（I2）＝ ×10－3 mol×254 g·mol－1＝127bc×10－3 g＝127bc mg，a mL废液中I2的含量为mg·mL－1。学科素养·稳提升3内化知识 知能升华1. 许多国家十分重视海水资源的综合利用，下列物质中不需要通过化学变化就能从海水中获得的是（ ）A. Cl2、Br2、I2 B. Na、Mg、AlC. 食盐、淡水 D. NaOH、H2解析： 选项A、B、D中的物质必须经化学变化才能从海水中获取。12345678910112. （2024·孝感高一联考）我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云：鍮石，自然铜之精也。今炉甘石（主要成分ZnCO3）炼成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：铜一斤，炉甘石一斤，炼之成（假）鍮石。下列说法错误的是（ ）A. 假鍮石比鍮石更方便冲压成型B. 假鍮石的炼制过程会有气体产生C. 假鍮石的主要材质为合金D. 假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应1234567891011解析： 鍮石是纯铜，假鍮石是铜锌合金，合金硬度比其成分金属的大，假鍮石硬度大，相对不方便冲压成型，A错误；假鍮石炼制过程涉及反应：ZnCO3 ZnO＋CO2↑、2ZnO＋C 2Zn＋CO2↑等，有气体产生，B正确；假鍮石是铜锌合金，主要材质为合金，C正确；假鍮石的炼制过程中锌元素和碳元素的化合价发生改变，涉及氧化还原反应，D正确。12345678910113. 胡粉[主要成分是2PbCO3·Pb（OH）2]具有败毒抗癌、杀虫疗疮的功效，东汉炼丹理论家魏伯阳所著的《周易参同契》中记载：“胡粉投火中，色坏还为铅”，下列说法错误的是（ ）A. 胡粉难溶于水B. 胡粉可与盐酸或硝酸反应C. “火”中含有炭、COD. “还为铅”中的铅是指PbO1234567891011解析： 胡粉的主要成分为2PbCO3·Pb（OH）2，由胡粉的主要成分可知，其难溶于水，A正确；PbCO3和Pb（OH）2均可与盐酸或硝酸反应，故胡粉可与盐酸或硝酸反应，B正确；古代的“火”是由木材（主要成分为纤维素）燃烧产生的，纤维素不完全燃烧时会产生一氧化碳、炭，C正确；“还为铅”指胡粉通过一系列反应被还原为Pb，D错误。12345678910114. 金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属中，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是（ ）A. 电解法 B. 热还原法C. 热分解法 D. 铝热法解析： Na、Mg都很活泼，常用电解法冶炼，而Li的金属性介于Na与Mg之间，故Li也应采用电解法冶炼。12345678910115. 用铝热法还原下列化合物，若获得金属各1 mol，消耗铝最少的是（ ）A. MnO2 B. Cr2O3C. WO3 D. CuO解析： 根据选项氧化物中金属元素的化合价，获得1 mol Mn时需转移4 mol电子，获得1 mol Cr时需转移3 mol电子，获得1 mol W时需转移6 mol电子，获得1 mol Cu时需转移2 mol电子，则消耗铝最少的是CuO。12345678910116. 如图是海水提溴的工艺流程。下列说法不正确的是（ ）A. 在海水中加“酸和氯气”中酸的作用是中和海水中的碱性物质B. “吹出塔”处热空气的作用是将多余的氯气吹出C. “吸收塔”中发生的反应为Br2＋SO2＋2H2O H2SO4＋2HBrD. 以上流程“吹出塔”和“吸收塔”内的反应是为了富集海水中的溴1234567891011解析： 在海水中加“酸和氯气”中酸的作用是中和海水中的碱性物质，增强Cl2的氧化能力，A正确；“吹出塔”处热空气的作用是将生成的溴吹到“吸收塔”中，B错误；由题图可知，Br2被SO2和H2O吸收得到HBr溶液，发生的反应为Br2＋SO2＋2H2OH2SO4＋2HBr，C正确；通过“吹出塔”和“吸收塔”中发生的反应富集溴，再通过“蒸馏塔”把Br－氧化为Br2，冷却溴的蒸气得到液溴，D正确。12345678910117. 自然界并不缺少“镁”，缺少的是发现“镁”的眼晴。海水中镁的绝对含量高但相对浓度却小[c（Mg2＋）约为0.054 mol·L－1]。工业上常从海水中提镁，其生产过程的讨论方案如图所示：（1）要实现对海水中镁元素的富集，一般采取 （填序号）。①直接往海水中加入沉淀剂；②利用晒盐后的苦卤水，向其中加入沉淀剂；③先加热蒸发海水，再加入沉淀剂。 ② 1234567891011解析：要实现对海水中镁元素的富集，一般采取的方法为先沉淀后溶解沉淀，即利用晒盐后的苦卤水，向其中加入沉淀剂。1234567891011（2）根据下表中4种试剂的市场价格数据，选择 做沉淀剂最合理，如果“提镁”工厂就建在海边， 是生产这种试剂的最好原料。试剂 NaOH KOH Ca（OH）2 Ba（OH）2价格（元/吨） 3 300 9 500 580 3 500 Ca（OH）2 贝壳 解析：根据表中4种试剂的市场价格数据，选择Ca（OH）2做沉淀剂最合理，因为其成本最低，如果“提镁”工厂就建在海边，可灼烧贝壳（主要成分为CaCO3），来获取Ca（OH）2。1234567891011（3）根据下表中3种电解质的熔点数据，上图方案中，方案 最优；电解的化学方程式 。电解质 MgCl2 MgO MgSO4熔点/℃ 714 2 800 1 327 1 MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑解析：根据表中3种电解质的熔点数据，MgCl2的熔点最低，故使其熔融所耗能量最少，方案1最优，电解的化学方程式为MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑。1234567891011（4）电解所得的镁蒸气冷却后即为固体镁，冷却镁蒸气可以选择 （填字母）氛围。A. N2 B. CO2 C. Ar D. 空气解析：电解所得的镁蒸气冷却后即为固体镁，冷却镁蒸气可以选择在稀有气体Ar气氛围中，原因是金属Mg在高温下会和氮气、二氧化碳、空气中的O2发生化学反应。 C 12345678910118. （2024·海口琼山区月考）宋应星在《天工开物·五金·倭铅》中记载了锌的火法冶炼工艺：“每炉甘石（主要成分为ZnCO3）十斤，装载入一泥罐内，封裹泥固，以渐砑干，勿使见火拆裂。然后逐层用煤饼垫盛，其底铺薪，发火锻红，罐中炉甘石熔化成团，冷定毁罐取出。”依据上述材料下列说法不正确的是（ ）A. 火法冶炼锌的反应：ZnCO3＋2C Zn＋3CO↑B. 煤饼既提供热能又提供还原剂C. 装罐、封裹泥固的目的是防止锌被氧化D. 罐中炉甘石熔化是指ZnCO3熔化成液态的1234567891011解析： 火法冶炼锌的反应为ZnCO3＋2C Zn＋3CO↑，A正确；煤饼中的C既能用作还原剂，也能燃烧提供热量，B正确；Zn是活泼金属，加热条件下容易与空气中的氧气反应，C正确；罐中炉甘石熔化是指ZnCO3汽化，D错误。12345678910119. 海洋锰结核中含有大量锰、铁、铜、钴等金属元素，被公认为是一种重要的陆地矿产替代资源。已知铝、锰、锌、铁、钴（Co）、铜的金属活动性依次减弱。下列冶炼方法或反应不能达到制取对应金属单质目的的是（ ）A. 3MnO2＋4Al 3Mn＋2Al2O3B. 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2C. Cu2S＋O2 2Cu＋SO2D. 2Co2O3 4Co＋3O2↑1234567891011解析： 锰是一种难熔金属，活动性介于Al和Zn之间，可用铝热法冶炼，A能达到目的；工业上常用热还原法炼铁，B能达到目的；铜活泼性较差，利用火法炼铜，C能达到目的；不活泼的金属如汞、银用热分解法冶炼，钴不能用热分解法冶炼，D不能达到目的。123456789101110. （2023·江苏学业考试）用镁还原TiCl4可制取高熔点的金属钛，工艺流程如图。下列说法不正确的是（ ）A. 工业上电解熔融MgCl2可制备金属MgB. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4 Ti＋2MgCl2C. 用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气D. “真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2汽化，实现与Ti的分离1234567891011解析： 工业上电解熔融MgCl2可制备金属Mg，A正确；还原时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4 Ti＋2MgCl2，B正确；用金属镁还原TiCl4过程中，需通入Ar作保护气，N2不能做保护气，C错误；真空蒸馏时，需要将金属Mg、MgCl2分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质Mg和MgCl2的沸点，D正确。123456789101111. 某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，查阅资料可知：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性。设计了如下操作步骤（主要实验装置如图，夹持装置略去）：1234567891011①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl2；⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。请回答：（1）实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为 。解析：实验室采用加热MnO2和浓盐酸的方法制备氯气。 MnO2＋4HCl（浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 1234567891011（2）步骤②中鼓入热空气的作用为 。解析：热空气可以将溴蒸气吹出，步骤②中鼓入热空气的作用是使A中生成的Br2随空气流进入B中。（3）步骤③中发生的主要反应的离子方程式为 。解析：二氧化硫具有还原性，能被溴氧化，则步骤③中发生的主要反应的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O 4H＋＋2Br－＋S 。 使A中生成的Br2随空气流进入B中 Br2＋SO2＋2H2O 4H＋＋2Br－＋S 1234567891011（4）此实验中尾气可用 （填字母）吸收处理。a.水 b.浓硫酸c.NaOH溶液 d.饱和NaCl溶液解析：氯气、SO2等气体可以用氢氧化钠溶液吸收，故c项正确。 c 1234567891011（5）若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，请写出滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式： 。 5Br－＋Br ＋6H＋ 3Br2＋3H2O 1234567891011解析：滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，这说明溴和碳酸钠溶液发生氧化还原反应，反应的化学方程式为3Br2＋3Na2CO3 5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑。滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式为5Br－＋Br ＋6H＋ 3Br2＋3H2O。1234567891011 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第1课时 金属矿物的开发利用 海水资源的开发利用.pptx 第2课时 煤、石油和天然气的综合利用.pptx
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