专题11 化学与可持续发展（知识串讲）-2022-2023学年高一化学下学期期中期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题11 化学与可持续发展 【知识串讲】 一、金属矿物的开发利用 1．金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系 金属的活 动性顺序 K、Ca、 Na、Mg、Al Zn、Fe、 Sn、Pb、Cu Hg、Ag Pt、Au 金属原子 失电子能力 强―→弱 金属离子 得电子能力 弱―→强 主要冶 炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法 还原剂或 特殊措施 强大电流 提供电子 H2、CO、C、 Al等加热 加热 物理方法或 化学方法 2．常见金属的冶炼(用化学方程式表示) 3．铝热反应实验 实验原理 Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来 实验 操作 实验 现象 (1)镁条剧烈燃烧 (2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应 (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，有熔融物落入沙中 实验 结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热 【实验原理】反应的化学方程式为 2Al + Fe2O3 === 2Fe + Al2O3 (1)铝热反应的引燃剂为镁条，助燃剂为氯酸钾。 (2)铝热剂为混合物，是由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的。 (3)镁条要打磨净表面的氧化膜，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。 (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。 4．工业炼铝的流程 方案一：碱溶法 方案二：酸溶法 【名师点拨】 常见几种金属的冶炼误区 (1)用电解法冶炼较活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液中，阴极放电的是H＋，而不是金属阳离子，故得不到金属单质。 (1)工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。但冶炼Al时需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化温度。 (3)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。 (4)Au、Pt一般用物理法提取。 (5)利用铝热反应不能冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等。 ①铝热反应是指金属铝与某些金属氧化物的混合物在高温条件下发生置换反应，生成氧化铝和金属单质的过程。 实质是用较活泼的还原剂铝，把活泼性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来。 ②铝热反应实验中，镁和KClO3的作用是为铝热反应提供引发反应所需的高温，但该反应属放热反应且放出大量的热，能使生成的金属熔化为液态。 铝热反应可应用于冶炼一些高熔点金属，如铁、锰、钒等。 二、海水资源的开发利用 1.如图为海水综合利用的示意图。 2．食盐除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。 主要流程： 有关反应的化学方程式： 电解氯化钠： 2NaCl（熔融） 2Na + Cl2 ↑ 4Na＋TiCl4(熔融)=== 4NaCl + Ti 电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 侯氏制碱法：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl NaHCO3分解： 2NaHCO3 === Na2CO3 + H2O + CO2 3．从海水中制取镁、溴、碘及其化工产品。 ①海水中镁的提取 主要流程： 主要化学反应 制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2； 沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋； 制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； 电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 ②海水中溴的提取 主要流程： 有关反应的化学方程式： Cl2 + 2Br- === 2Cl- + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O === 2HBr + H2SO4 Cl2 + 2Br- === 2Cl- + Br2 ③海带中碘的提取 主要流程： 有关反应的离子方程式： Cl2＋ 2I－=== 2Cl- + I2 或 H2O2＋ 2I－＋ 2H＋=== 2H2O + I2 4．海水淡化 方法 原理 蒸馏法 将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水 电渗析法 在外加直流电场作用下，利用