第八章 化学与可持续发展 知识清单 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

必修第二册高中化学知识清单 高中化学名师工作室◎整理 第八章 化学与可持续发展 【知识网络】 第一节 自然资源的开发利用 考点1　金属矿物的开发利用 一、金属元素在自然界中的存在形态 二、金属冶炼原理与实质 1. 原理：金属从化合物中还原出来。 2. 实质：化合物中金属得到电子被还原生成金属单质。 三、金属冶炼的三个步骤及目的 四、金属冶炼的方法 1. 根据金属活泼性选择冶炼方法 2. 金属冶炼方法 （1）热分解法 2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑ （2）电解法 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑（不能电解MgO，MgO熔点太高，耗能高） 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑（不能电解AlCl3，AlCl3为共价化合物，熔融状态下不导电；冰晶石的作用为助溶剂，降低Al2O3的熔点。） （3）热还原法 常用还原剂有焦炭、CO、氢气、铝等，如： 高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 （4）其他方法 湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 火法炼铜：Cu2S＋O22Cu＋SO2 五、铝热反应 1．铝热反应 （1）概念：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。 （2）原理：Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来。 （3）铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 （4）反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。 （5）应用：冶炼难熔的、相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 2．铝热反应实验 【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） 【实验现象】 (1)镁带剧烈燃烧。 (2)氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。 (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，有熔融物落入沙子中。 【实验结论】在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热。 【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。 六、金属资源的合理开发利用 1．合理开发和利用金属矿物资源的原因 （1）资源有限且分布不均 （2）金属的冶炼消耗许多能量 （3）金属冶炼造成环境污染 （4）金属腐蚀造成大量损失 2．合理开发和利用金属矿物资源的措施 （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 考点2　海水资源的开发利用 一、海水水资源的利用 1．海水水资源利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 2．海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史 最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 3．海水的蒸馏原理 （1）主要仪器：A—直形冷凝管，B—蒸馏烧瓶，C—锥形瓶； （2）蒸馏烧瓶规格的选择：液体体积占烧瓶容积的1/3~2/3 （3）冷却水的流向：下口进、上口出； （4）B中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。忘加沸石：先停热，再冷却，后补加。 （5）蒸馏过程：开始时，先通冷却水，再加热；结束时，先停热，再停通冷却水。 二、海水中化学资源的开发利用 海水中的化学元素：海水中含量最多的为O、H两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他元素为微量。虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度很低。 1．海水制盐 氯化钠除食用外，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↑ 电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 侯氏制碱法：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHC