必必修二第四章復習課

第四章化學與可持續發展第一節開發利用金屬礦物和海水資源一、金屬在自然界中的存在形式1．金、鉑等極少數金屬以游離態形式存在。2．絕大多數以化合態形式存在。在金屬化合物中，金屬元素都是正價態。二、金屬的冶煉1.金屬冶煉的實質

利用氧化還原反應，使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子變成金屬原子。即：Mn++ne-M

將金屬從其化合物中還原出來，用于生產和制造各種金屬材料的過程，在工業上稱為金屬的冶煉。(1)熱分解法(2)電解法(3)

熱還原法3、

金屬冶煉的方法的選擇⑴熱分解法2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑(適用Hg及其以后的不活潑金屬)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)Cu

HgAgHgAg如：MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解（2）電解法（適合一些非常活潑金屬）（3）熱還原法

適用于金屬活動性順序表中的中間的多數金屬。它是金屬冶煉的常用方法。常用的還原劑有：活潑金屬、CO、H2、C(焦炭)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgZnFeSn

Pb(H)Cu鋁熱反應實驗4－1反應現象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發出耀眼的白光，紙漏斗內劇烈反應，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑注意：鎂條、氯酸鉀的作用：引燃劑濕法煉銅:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu火法煉銅:Cu2S+O2==2Cu+SO2高溫（4）其他方法KCaNaMgAlZnFeSn

Pb(H)CuHgAgPtAu金屬單質的還原性減弱，金屬離子的氧化性增強電解法熱還原法熱分解法物理方法金屬活動性順序與金屬的冶煉方法小結∣∣∣海水資源的開發利用海水的淡化：（1）海水淡化的途徑:◆從海水中提取淡水◆從海水中分離出鹽（2）海水淡化的方法:p90◆蒸餾法（最先使用，技術成熟，但成本高）◆電滲析法（成本低，但未能大量生產）◆離子交換法（目前正迅速發展，但需要不斷更新離子交換樹脂）蒸餾法所用的裝置及原理◆原理：加熱到水的沸點,使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。進冷卻水出二、海水化學資源的開發利用

種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質需要解決物質的富集的問題。總結：海水中含有的各種元素的特點：海水濃縮過濾HCl溶液，適量蒸發結晶NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液過量2.海水化學資源的開發利用(1)、NaCl的提取以NaCl為原料的化工生產

①NaCl的水溶液制NaOH

②制金屬Na和Cl2

③

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O2NaCl+2H2O電解

H2+Cl2+2NaOH

2NaCl（熔融）電解

2Na+Cl2制Na2CO3氯堿工業海水蒸發粗鹽水、重結晶

精鹽母液Mg(OH)2①MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2②

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O③

MgCl2(熔融)===Mg+Cl2

通電鹽酸、濃縮

MgCl2?H2O

脫水

MgCl2

電解

Mg石灰乳CaO

貝殼水煅燒①②③（2）海水提取鎂（3）海水提溴：主要方法是空氣吹出法海水濃縮酸化濃縮海水Br-通入氯氣海水Cl-Br2通入空氣水蒸氣(吹入)吸收塔SO2反應后富集溴HBr、SO42－通入Cl2Cl-Br2分離溴單質化學方程式：2NaBr＋Cl2===Br2

＋2NaClBr2

＋SO2

＋2H2O===2HBr＋H2SO42HBr＋Cl2===Br2

＋2HCl（4）海帶中提碘：海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機溶液萃取海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時用適當的氧化劑將其氧化成I2，再萃取出來。用H2O2做氧化劑，反應的離子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O反應原理

（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。將海帶剪碎，用酒精潤濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。

（2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，停止加熱，冷卻。

（3）將海帶灰轉移到小燒杯中，再向燒杯中加入10ml蒸餾水，攪拌，煮沸2min－3min，使可溶物溶解，過濾。

（4）向濾液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1mlH2O2溶液，觀察現象。（5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現象。

④實驗注意事項③實驗方法

海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風。第二節資源綜合利用環境保護第一課時廢氣、廢水、廢渣

煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料無機物(少量)有機物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量無機鹽等

污染環境COx、NOx、SO2

煙塵煤的組成1、煤的組成煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料——物盡其用，保護環境煤的干餾實驗裝置圖實驗裝置1實驗裝置22、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。表4-2煤干餾的主要產品和用途（2）煤的氣化：

定義：將煤轉化為可燃性氣體的過程。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高溫水煤氣

定義：將煤轉化為液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化。（3）煤的液化：直接液化：煤與氫氣作用生成液體燃料間接液化：先將煤轉化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇。CO+2H2CH3OH催化劑二、石油的組成及其綜合利用石油主要是多種碳氫化合物組成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液體，比水稍輕，不溶于水，有特殊氣味，無固定沸點。)按元素：碳、氫含量為97%~98%按物質：烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。（一般石油不含烯烴）按組成狀態：固態、液態、氣態。大部分是液態烴，同時在液態烴里溶有氣態烴和固態烴。二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:

主要是碳、氫元素是由各種烷烴、環烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質）石油的主要成分：2、石油的煉制(除水脫鹽后)石油的分餾：定義：利用原油中各組分的沸點不同進行分離的過程。分離后的各餾分仍然是混合物。3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：

（2）裂化的原理：

在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。提高輕質液體燃料(汽油、煤油、柴油等)的產量，特別是提高汽油的產量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。（4）催化重整：在加熱和催化劑作用下，通過結構的重新調整，使鏈狀烴轉化為環狀烴的過程。C16H34C8H18+C8H16催化劑加熱、加壓十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化劑加熱、加壓丁烷丁烯辛烷C4H10CH4+C3H6催化劑加熱、加壓甲烷丙烯丁烷C4H10C2H6+C2H4催化劑加熱、加壓乙烷乙烯丁烷你了解直餾汽油和裂化汽油嗎？直餾汽油：是石油經過常壓分餾獲得的產物，主要成分為介于5個碳到11個碳之間的烷烴和環烷烴等。不含有碳碳雙鍵，不能使溴水或酸性高錳酸鉀褪色。裂化汽油：是重油經過催化裂化制得的產物，主要成分為介于5個碳到11個碳之間的烷烴和烯烴等。含有碳碳雙鍵，能使溴水或酸性高錳酸鉀褪色。三、天然氣的組成及其綜合利用天然氣的主要成分是甲烷。我國的天然氣資源很豐富,但分布很不均勻,為了改善我國東部的能源結構,制定了什么計劃？綜合利用：A、燃料——清潔能源B、化工原料：合成氨、生產甲醇、合成兩碳或多碳有機物四、合成材料1、原料：2、合成材料基本特征：3、合成材料的合成原理：例如：乙烯合成聚乙烯丙烯合成聚丙烯石油、煤、天然氣相對分子質量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚加聚反應聚合反應：由相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量大的高分子的反應。此反應屬于乙烯的加成反應，所以這種聚合反應又叫加成聚合反應，簡稱加聚反應。塑料、合成橡膠、合成纖維綜合利用的意義：物盡其用、保護資源，創造出更多產品白色污染1、由于合成材料的廣泛應用和發展，一些塑料制品帶來的環境污染就是“白色污染”。2、白色污染的危害；3、白色污染的治理：

A、廢棄塑料的再利用（如直接作為材料、制作單體和燃料油、制作氣體等）；

B、制造易降解材料。第二節資源綜合利用環境保護第二課時環境保護思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質。工業上常利用它們與一些廉價易得的化學物質發生反應加以控制、消除或回收利用。請舉例說明這些方法的化學反應原理和類型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴重的大氣污染現象，會區域性或隨風漂移形成對土壤肥力、森林、水生動植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。

利用化學方法可以控制硫和氮氧化物，進而控制酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點，主要采取燃料預脫煤、爐內脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。

CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4

SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃再如，機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，轉化為N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃水華是淡水中的一種自然生態現象，是由于水的富營養化引起藻類（如藍藻、綠藻、硅藻等）的迅猛生長，水一般呈藍色或綠色。淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻“水華”的次生代謝產物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅人類的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動物或細菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現象。實際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發赤潮的生物種類和數量不同而呈現出不同顏色。返回綠色化學理念（防治優于治理）核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境造成的污染。又稱為“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”。從學科觀點看：是化學基礎內容的更新。（改變反應歷程）從環境觀點看：強調從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產生）從經濟觀點看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產成本。（盡可能提高原子利用率）熱點：原子經濟性——反應物原子全部轉化為最終的期望產物，原子利用率為100%2.光化學煙霧:起因:氮氧化物和碳氫化合物在大氣環境中受到強烈的太陽紫外線照射后,生成新的二次污染物.來源:汽車行駛排出的廢氣危害:光化學煙霧氧化性很強,能使橡膠開裂,并刺激眼睛和黏膜,使呼吸困難并誘發其他的病癥.3.臭氧空洞起因:氮的氧化物、氯氟烴(CF2Cl2)排,放到空氣中,使平流層的臭氧層變薄危害:使地面紫外線輻射增強的危害,皮膚病(癌)和其他疾病的發病率將急劇上升.4.白色污染起因:廢棄塑料制品垃圾難于被生物降解,如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所帶來的污染.危害:此材料可破壞土壤結構,影響市容衛生,且焚燒時產生一級致癌物二堊英.目前一次性塑料制品逐步被”綠色制品”——聚乳酸代替,這種物質可60天自行降解為CO2和H2O5.水體富營養化起因:大