高三化學(xué)總復(fù)習(xí)實用 必考71 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件 新人教版

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1、 1以金屬礦物的開發(fā)和利用為例，認(rèn)識化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用，體會保護金屬資源的重要性。 2了解海水資源開發(fā)和利用的前景及化學(xué)在其中可以發(fā)揮的作用。 3認(rèn)識煤、石油和天然氣等化石燃料綜合利用的意義 4以聚乙烯為例，了解高分子材料在生活等領(lǐng)域中的應(yīng)用及可能帶來的環(huán)境問題。 5認(rèn)識化學(xué)在環(huán)境保護中的作用，樹立綠色化學(xué)的觀念。 1復(fù)習(xí)海水資源開發(fā)時，首先明確海水淡化的定義，海水淡化的方法，掌握海水中鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品元素的提取方法。 2有關(guān)化石燃料的綜合利用記憶性較強，平時復(fù)習(xí)時結(jié)合習(xí)題理解、記憶知識點，如煤的干餾、液化和氣化，石油的分餾、天然氣的燃燒等，特別注意使用冷凝管時進水的方向

2、。 3復(fù)習(xí)“環(huán)境保護與綠色化學(xué)”時，記憶性知識較多，需強化記憶。 第一講開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 一、金屬礦物的開發(fā)利用 1金屬在自然界中的存在 在自然界中，除了 等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬都以存在。 2金屬冶煉的實質(zhì) 金屬的冶煉過程就是把金屬的過程。即： (寫反應(yīng)通式)。Mnne=M金鉑金鉑化合物化合物從其化合物中還原出來從其化合物中還原出來 3金屬冶煉的方法 (1)熱分解法 用加熱分解氧化物的方法可制取Hg、Ag，化學(xué)方程式分別為： (2)熱還原法 H2還原WO3： Al還原Cr2O3： CO還原Fe2O3： (3)電解法 制取Na、Mg、Al等使用電解冶煉的方法，化學(xué)方程式分別為：

3、4金屬的回收和資源保護 (1)廢舊金屬最好的處理方法是。 (2)回收利用廢舊金屬的意義是節(jié)約礦物資源、減少環(huán)境污染、節(jié)約能源?；厥绽没厥绽?(3)合理開發(fā)和利用金屬礦物資源，有效地使用金屬產(chǎn)品、材料，主要的途徑有： ； ； ； 。提高金屬礦物的利用率提高金屬礦物的利用率減少金屬的使用量減少金屬的使用量加強金屬資源的回收和再利用加強金屬資源的回收和再利用使用其他材料代替金屬材料等使用其他材料代替金屬材料等 二、海水資源的開發(fā)利用 1水資源的利用 海水的淡化方法主要有和。 2化學(xué)資源的開發(fā)利用 (1)以食鹽為原料的氯堿工業(yè)、溴工業(yè)、鎂工業(yè)、鉀工業(yè)等。 (2)核能原料和 的開發(fā)利用。 (3)潮汐

4、能、波浪能的開發(fā)利用。 蒸餾法、電滲析法蒸餾法、電滲析法離子交換法離子交換法鈾鈾重水重水 考點一金屬礦物的開發(fā)利用 例1冶煉金屬一般有以下四種方法：焦炭法，水煤氣法(或氫氣、一氧化碳法)，活潑金屬置換法，電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：()火燒孔雀石煉銅Cu2(OH)2CO3，()濕法煉銅；現(xiàn)代有：()鋁熱法煉鉻，()從光鹵石(KClMgCl26H2O)中煉鎂。下列對應(yīng)關(guān)系不正確的是() AB C D答案答案B 1金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系 由于不同金屬的活動性不同，金屬離子得到電子被還原成金屬原子的能力也不同。金屬活動性順序表中，金屬的位置越靠后，越容易被還原，一般的還原方

5、法就能使金屬還原；金屬的位置越靠前，越難被還原，最活潑金屬只能用最強的還原手段來還原。 金屬活動順序與金屬冶煉方法的關(guān)系金屬的活動性順序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H) CuHg AgPt Au金屬原子失電子能力強弱金屬離子得電子能力弱強主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法物理方法 2.鋁熱反應(yīng) (1)鋁熱反應(yīng)是指鋁熱劑在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)，其中鎂條為引燃物質(zhì)，氯酸鉀為助燃物質(zhì)。 (2)原理：Al是還原劑，另一種氧化物是氧化劑，是鋁將氧化物中的金屬置換出來的反應(yīng)。應(yīng)用：冶煉難熔金屬，如V、Cr、Mn等；焊接鋼軌等。 (3)鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)是鋁將氧化物中的

6、化合態(tài)金屬還原為金屬單質(zhì)。 (4)反應(yīng)特點是在高溫下進行，反應(yīng)迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈液態(tài)且易與Al2O3分離。 (5)鋁熱劑是指鋁粉和某些金屬氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)組成的混合物。 3鋁土礦中提純Al2O3的兩種工藝流程 解析本題主要考查有關(guān)金屬冶煉的反應(yīng)原理。一般很活潑的金屬用電解法(KAl)；較活潑的金屬用還原法(ZnCu)，此法要求在較高溫時還原劑的還原性大于被冶煉的金屬；不活潑的金屬用熱分解法(Hg、Ag)。由于Mg的還原性大于H2，故B不正確。 答案B 2(2010德州模擬)金屬鋰是密度最小的金屬，等質(zhì)量的金屬，鋰能釋放出更多的電子，故常用來制造高

7、能量電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則下列能冶煉出金屬鋰的方法是() A電解法 B熱還原法 C熱分解法 D鋁熱法 解析可以根據(jù)金屬活動性與金屬冶煉方法之間的聯(lián)系，鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，應(yīng)該與鈉、鎂的冶煉方法相同，即電解法。 答案A 3試以FeCl3為主要原料，用三種方法制取單質(zhì)鐵。供選用的試劑有：石灰石、木炭粉、水、碳酸鈉，要求不得另選試劑，只寫反應(yīng)的化學(xué)方程式，并說明工業(yè)冶煉鐵的原理。 解析根據(jù)逆推法，可用下列格式進行推導(dǎo)： 考點二海水資源的開發(fā)利用 例2若將海水淡化作飲用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是() A加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化 B利用太陽能使海水蒸餾淡化 C將海

8、水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水 D將海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子 解析海水中的鹽水主要含有Na、Cl、SO 、 Mg2、Ca2、K等離子，這些離子均不會與明礬形成沉淀，故A完全不可行。 答案A 1海水淡化方法及原理淡化方法原理蒸餾法將海水加熱至105蒸發(fā)汽化，然后蒸汽冷凝而得到蒸餾水電滲析法利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達到除鹽目的離子交換法用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂除去海水中的陰、陽離子得到去離子水的方法 2.海水提鎂 (2)工藝流程： 3海水提溴 (1)主要反應(yīng)原理：Cl22Br=Br22Cl (2

9、)工藝流程： 4海水提碘 (1)主要反應(yīng)原理：Cl22I=I22Cl (2)工藝流程： 1從海水可獲得的在常溫下為液體的單質(zhì)是 () AMg BK CBr2 DI2 解析本題主要考查海洋中的元素及物質(zhì)存在的狀態(tài)，海水中除含H、O兩種元素外，還含有Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr等元素，顯然可制取所要求的4種單質(zhì)，其中只有Br2單質(zhì)為液體，故本題答案為C。 答案C 2許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是() A氯、溴、碘 B鈉、鎂、鋁 C燒堿、氫氣 D食鹽、淡水 解析本題考查海水資源的綜合利用，不發(fā)生化學(xué)變化的只有D項。食鹽提取利用蒸

10、發(fā)，淡水獲得利用蒸餾，兩者均為物理變化。Na、Mg、Al、Cl2、Br2、I2、燒堿、H2獲取，用到置換或電解等化學(xué)方法。 答案D 3海水是鎂的主要來源之一。從海水中提取鎂可按如下步驟進行：把貝殼制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗滌、過濾沉淀物；將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物；電解得到產(chǎn)物。 (1)以上提取鎂的全過程中，沒有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是() A分解反應(yīng) B化合反應(yīng) C置換反應(yīng) D復(fù)分解反應(yīng) (2)下列關(guān)于提取鎂的說法中，不正確的是() A此法的優(yōu)點之一是原料取自大海 B進行步驟的目的是富集MgCl2 C可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂 D電解法冶煉金屬要消耗大量電能

11、答案答案(1)C(2)C 海洋新價值觀，是指海洋對人類生產(chǎn)、生存和永續(xù)發(fā)展的地位和作用的總體認(rèn)識。海洋中蘊藏著巨大的礦物資源。據(jù)科學(xué)考證，在陸地上已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)，海洋里幾乎都有，陸地上沒有的海洋中也有。全球大部分的金剛石、獨居石、鋯石、金紅石、錫礦石都蘊藏在濱海砂礦中，海洋石油儲量占全球總儲量的45%50%。大洋底部多金屬結(jié)核的總儲量達1萬億至3萬億噸，含有鎳、銅、鈷、錳等40多種金屬元素。 例美國計劃2015年再次登陸月球，并在月球上建立永久性基地，為人類登陸火星作先期準(zhǔn)備。為了解決基地人員的供氧問題，科學(xué)家設(shè)想利用月球富氧巖石制取氧氣。其提氧原理是：用氫氣還原富氧巖石獲取水，再利用太陽能電池

12、電解水得到氫氣和氧氣。 玄武巖(鈦鐵礦)是月球的主要巖石之一，其質(zhì)地堅硬，主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3)。用上述提氧原理，理論上，從1 kg FeTiO3中可獲取約105.2 g O2。 (1)寫出FeTiO3與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式：_ (2)研究表明，月球上平均直徑為40微米的小圓珠形成的堆積物(富含F(xiàn)e2SiO4)是最適合提氧的礦物。這種堆積物作為提氧原料的優(yōu)點是_。 (3)研究人員查閱文獻后，得知鈦鐵礦在高溫下還能被炭粉還原：2FeTiO3C 2Fe2TiO2CO2，CO2通過生化處理可獲得O2。他們設(shè)計了兩套實驗裝置來測定鈦鐵礦中可提取氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 研究人員用圖1裝置從鈦鐵礦中提

13、取氧，實驗中得出的可提取氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值，產(chǎn)生這種情況的原因可能是_；用圖2裝置進行實驗的過程中，稱得反應(yīng)前鈦鐵礦的質(zhì)量為m1g，炭粉的質(zhì)量為m2g，鈦鐵礦完全反應(yīng)后，測得生成CaCO3的質(zhì)量為m3g，則鈦鐵礦中可提取氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達式為_。 (4)在鈦鐵礦提氧過程中科學(xué)家們常選用H2而不用其他還原劑，其主要原因是_。 1海水是一個巨大的化學(xué)資源寶庫，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是() A海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì) B海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化 C從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2 D利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 解析海水中

14、鉀元素以離子形式存在，生成鉀單質(zhì)必然發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A錯；海水蒸發(fā)制海鹽發(fā)生的是物理變化，B錯；潮汐發(fā)電是將動能轉(zhuǎn)化為電能，D錯。 答案C 2鉀是一種非?；顫姷慕饘伲着c氧氣反應(yīng)生成超氧化鉀(KO2)，KO2具有很強的氧化性可與鉀反應(yīng)而發(fā)生爆炸。在理論上我們可以用電解熔融的KCl的方法來制備金屬鉀，而實際我們不用此法制備鉀，而用熔融狀態(tài)下的KCl與Na反應(yīng)并及時抽走鉀蒸氣的方法制備鉀，可能的原因有以下四種，其中正確的是() 鉀易溶于熔融的鉀鹽中鉀蒸氣易逸出而污染環(huán)境鉀被氧化后的產(chǎn)物與鉀反應(yīng)具有爆炸性抽走鉀蒸氣時有利于鈉與熔融的KCl反應(yīng) A全部 B C D 解析由題干信息可以知道是正確的，金屬鉀

15、熔化后易溶于熔融的鉀鹽中，將溫度控制在比鉀沸點稍高，使鉀變?yōu)殁浾魵猓瑢⑩浾魵獬槌鲇欣阝c與熔化的KCl反應(yīng)向右移動；另外，鉀蒸氣易逸出會污染環(huán)境。 答案A 3下列方法不能用于海水處理得到淡水的是 () A電滲析法 B蒸餾法 C升華 D離子交換法 解析升華一般用于固體物質(zhì)的分離，其中某種物質(zhì)易升華，變?yōu)闅怏w逸出，使物質(zhì)得到提純分離。 答案C 4從海水中提取金屬鎂的生產(chǎn)步驟有：濃縮結(jié)晶加熟石灰加鹽酸過濾熔融電解，正確的生產(chǎn)順序是() A B C D答案答案C 5金屬鐵、鎂、錳、釩、鉻，可用鋁熱法制備的是() A B C D 解析鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，可以利用此反應(yīng)冶煉難熔金屬。但鎂的還原性強于鋁的

16、還原性，故鋁不能置換出化合物中的鎂。 答案C 6下表是氧化鎂和氯化鎂的熔沸點數(shù)據(jù)：物質(zhì)氧化鎂氯化鎂熔點/2852714沸點/36001412 解析B項中所得MgCl2溶液中雜質(zhì)較多，由于氧化鎂的熔點較高，若由其制鎂會消耗較多的能源，綜合兩項，應(yīng)選D。 答案D 7自然環(huán)境提供的能夠為人類利用的淡水資源并不豐富，而且淡水資源缺乏的形勢日益嚴(yán)峻。地球上海水總量約為1.3109億噸，是人類最大的資源庫。電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如下圖所示： 回答下列問題： (1)大海中的海水_(填“能”或“不能”)直接通入到該裝置中，理由是_ (2)a是電源的_極，b是電源的_極。 (3)

17、是_室(填“淡水”或“濃水”)，口排出的是_(填“淡水”或“濃水”)。 (4)電滲析法的主要原理是_。 (5)試舉出選擇性離子交換膜在其他工業(yè)中的應(yīng)用_。 (6)該裝置產(chǎn)生的濃水_(填“能”或“不能”)直接排放，理由為_， 請分析濃水可以用于哪些工業(yè)：_ 。 解析海水中有些懸浮雜質(zhì)不能用離子交換除去，必須過濾后才能淡化；從電源連接的電極名稱可判斷電源電極名稱，陰極接電源負(fù)極，陽極接電源正極；利用電場作用，使海水中陰、陽離子分別向陽、陰極定向移動，但在陽膜和陰膜的離子選擇性透過作用下，使有的間隔內(nèi)離子濃度變大(如間隔)，有的間隔內(nèi)離子濃度變小(如間隔)， 這樣就可以分別得到濃水和淡水；排出的濃水

18、中含大量鹽分，排入水中會改變水質(zhì)，排到土壤中會導(dǎo)致土壤鹽堿化，故不能直接排放；濃水含鹽分較高，精制后可以用于氯堿工業(yè)，或用于海水提鹽等工業(yè)。 答案(1)不能海水中往往有一些懸浮雜質(zhì)，需要把海水沉降、過濾后才能通入該裝置中(2)負(fù)正(3)淡水濃水(4)在電場作用下海水的陽離子趨向陰極，陰離子趨向陽極，但陽離子只能透過陽膜，卻被相鄰的陰膜阻擋，陰離子與此相反，使不同間隔內(nèi)交替集中陰離子和陽離子，形成含鹽多的濃水和含鹽少的淡水 (5)氯堿工業(yè)中的陽離子交換膜等(答案合理即可)(6)不能產(chǎn)生的濃水中含大量鹽分，直接排放會改變水質(zhì)、導(dǎo)致土壤鹽堿化可以用于氯堿工業(yè)或海水提鹽等工業(yè) 8粉末狀試樣A是由等物質(zhì)

19、的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗： 取適量A進行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成； 另取20 g A 全部溶于0.15 L 6.0 mol L1鹽酸中，得溶液C； 將中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12 L(標(biāo)況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B； 用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。 請?zhí)羁眨?(1)中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作是_， 產(chǎn)物中的單質(zhì)B是_。 (2)中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。 (3)中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是_。 (4)若溶液D的體積仍視為0.15 L，則溶液中c(Mg2)為_，c(Fe2)為_。 答案(1)加少量KClO3，插上Mg條并將其點燃Fe (2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2OMgO2HCl=MgCl2H2O (3)Fe2H=Fe2H2Fe2Fe3=3Fe2 (4)0.67 molL12.3 molL1