第八章 化学与可持续发展【速记清单】-2023-2024学年高一化学单元速记·巧练（人教版2019必修第二册）

第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 必背知识清单01 金属矿物的开发利用 一、金属的存在 金属在自然界中的存在主要有两种形式，一种是 游离态 ，一种是 化合态 ，其中除了 金、铂 等极少数金属外，其他绝大多数金属都是以 化合态 存在于自然界。 二、金属冶炼的方法 【特别提醒】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 三、金属的回收和资源保护 (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)防止金属的腐蚀； (4)使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量； (5)加强废旧金属的回收和再利用。 【归纳总结】 1．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系： 金属单质还原性、失电子能力依次减弱，金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强。 【注意】常见几种金属的冶炼误区 (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。 (2)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。 (3)Au、Pt一般用物理法提取。 (4)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。 2．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。 必背知识清单02 海水资源的开发利用 一、海水资源的开发利用 1．海水水资源的利用 (1)海洋约占地球表面积的71%，海水中水的储量约占地球总水量的97%，约1.3×1018 t。 (2)利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 (3)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、离子交换法和膜分离法等。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。 海水的蒸馏 主要仪器：A：冷凝管，B：蒸馏烧瓶，C：锥形瓶。 冷凝水的流向：a口进，b口出。 B中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸 2．海水制盐 (1)从海水中制得的氯化钠，可以食用，同时也是生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸的工业原料。 (2)从海水中可以提取镁、钾、溴及其他化工产品。 (3)海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向。 3．从海水中获取能量 (1)从海水中提取铀和重水，用于核能开发。 (2)开发潮汐能、波浪能等新型能源。 二、常见海水化学资源的获取 1．海水化学资源的特点 (1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的 无机物 和 有机物 ，按含量计，海水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素的含量超过海水总量的99%，其他为 微量元素 ，总计有80多种元素。 (2)分散性：虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的浓度(或富集程度)却很低。 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)===4N