第8章 化学与可持续发展 章末整合 重点突破 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（人教版2019，鲁琼）

第八章 章末整合　重点突破 体系构建　理清脉络 重点突破　素养提升 内容索引 体系构建　理清脉络 1.自然资源的开发利用 2.化学品的合理使用 3.环境保护与绿色化学 体验高考 1.(2023·浙江6月选考,3)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是 A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板 C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体 √ 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误； 氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀刻覆铜板,B正确；氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确。 体验高考 2.(2022·全国甲卷,7)化学与生活密切相关。下列叙述正确的是 A.漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果 B.温室气体是形成酸雨的主要物质 C.棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物 D.干冰可用在舞台上制造“云雾” √ 漂白粉的有效成分次氯酸钙与盐酸混合,会发生氧化还原反应生成有毒的氯气,两者不能混合使用,A错误； 温室气体主要是指二氧化碳,形成酸雨的主要物质是SO2、氮氧化物等,B错误； 棉花、麻来源于植物,主要成分均是纤维素,为碳水化合物,但蚕丝来源于动物,主要成分是蛋白质,蛋白质不是碳水化合物,C错误； 干冰是固态的二氧化碳,干冰升华时,吸收空气中大量的热,使周围空气温度降低,空气中的水分子凝结成了小水珠,形成 “云雾”效果,D正确。 体验高考 3.(2022·天津,1)近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是 A.我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成,淀粉是一种单糖 B.中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气,石油和 天然气都是混合物 C.我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备,锂离子电池放电时 将化学能转化为电能 D.以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟,硅树脂是 一种高分子材料 √ 体验高考 4.(2022·湖南,1)化学促进了科技进步和社会发展,下列叙述中没有涉及化学变化的是 A.《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜” B.利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱 C.科学家成功将CO2转化为淀粉或葡萄糖 D.北京冬奥会场馆使用CO2跨临界直冷制冰 √ “石胆能化铁为铜”指的是铁可以与硫酸铜发生置换反应生成铜,发生了化学变化,A不符合题意； “侯氏联合制碱法”制备纯碱是以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料,制取纯碱,副产氯化铵的过程,发生了化学变化,B不符合题意； CO2转化为淀粉或葡萄糖,有新物质生成,发生了化学变化,C不符合题意；CO2跨临界直冷制冰是利用液态CO2汽化吸热导致环境温度下降,从而使水结冰,属于物理变化,D符合题意。 体验高考 5.(2021·全国甲卷,7)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是 A.食品加工时不可添加任何防腐剂 B.掩埋废旧电池不会造成环境污染 C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体 D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染 √ 食品加工时,可适当添加食品添加剂,如防腐剂苯甲酸钠,故A错误； 废旧电池中含有重金属离子,会造成土壤污染、水体污染等,故B错误； 天然气主要成分为甲烷,不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体,故C正确； 含磷洗涤剂的排放,会使水中磷过多,造成水中藻类疯长,消耗水中溶解的氧,水体变浑浊,故D错误。 体验高考 6.[2021·全国甲卷,26(1)(2)]碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题： (1)I2的一种制备方法如图所示： ①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为__________________________,生成的沉淀与硝酸反应,生成________后可循环使用。 2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－ AgNO3 由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环。 体验高考 ②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为_____________________；若反应物用量比 ＝1.5时,氧化产物为___________；当 ＞1.5后,单质碘的收率会降低,原因是________ _________________。 FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量 的Cl2进一步氧化 通入Cl2的过程中,因I－还原性强于Fe2＋,Cl2先氧化还原性强的I－,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2；若反应物用量比 ＝1.5时即Cl2过量,先氧化完全部I－再氧化Fe2＋,恰好将全部I－和Fe2＋氧化,故氧化产物为I2、FeCl3；当 >1.5即Cl2过量特别多,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低。 体验高考 (2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________。 返回 重点突破　素养提升 突破一　金属冶炼方法与金属活泼性关系 跟踪训练 1.金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。 (1)金属的冶炼一般有下列方法： a.焦炭法 b.水煤气(氢气和一氧化碳)法 c.活泼金属置换法 d.电解法 请从上述四种方法中选择相应的字母填入表中空格： 高炉炼铁 湿法炼铜 铝热法炼铬 工业上冶炼铝         写出Al与Cr2O3反应的化学方程式：____________________________。 a c c d 跟踪训练 (2)铜在地壳中的含量远低于铝,但人类利用铜的历史远早于铝,这与古代发生的森林大火有一定的关系,因为人类在大火之后的灰烬中会发现红色发亮的物质。现在人们认识到,这种物质就是孔雀石[主要成分为Cu2(OH)2CO3,热稳定性差]在大火中转化而生成的铜,写出大火中与铜元 素有关的三个反应的化学方程式：_______________________________ __________________________________________________________。 Cu2(OH)2CO3受热分解为CuO、CO2、H2O,树木燃烧时会有CO、C生成,然后C或CO还原CuO生成Cu。 跟踪训练 2.金属锂是密度最小的金属,等质量的金属锂能释放出更多的电子,故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂可以采用的方法是__________。 电解法 锂的金属性介于钠和镁之间,其冶炼方法应与钠和镁的冶炼方法(电解法)相同。 突破二　化学中的“三馏”和“两裂” 1.化学中“三馏”的比较 名称 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气加强热使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同 产物 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物 类型 化学变化 物理变化 物理变化 28 2.化学中“两裂”的比较 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量,特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下,使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链烃 29 跟踪训练 1.(2023·青岛高一期末)下列说法正确的是 A.石油的分馏、裂化、裂解均属于化学变化 B.煤的干馏、气化、液化均属于物理变化 C.汽油、煤油、柴油、聚乙烯均是纯净物 D.石油在加热和催化剂的作用下可使烃分子重整生成苯、甲苯等有机物 √ 裂化、裂解均属于化学变化,石油的分馏是利用石油中各组分沸点的不同,用加热冷凝的方法将各组分分离的过程,没有新物质生成,属于物理变化,故A错误； 煤的干馏、气化、液化均有新物质生成,属于化学变化,故B错误； 石油分馏后所得的汽油、煤油和柴油仍属于混合物,聚乙烯是高分子,聚合度不确定,也是混合物,故C错误； 石油在加热和催化剂的作用下,可以通过结构调整,使链状烃转化为环状烃,如苯、甲苯等,D正确。 跟踪训练 2.下列说法错误的是 A.石油主要是由烃组成的混合物 B.①主要发生物理变化 C.②包括裂化、裂解等过程 D.③是加成反应,产物名称是二溴乙烷 √ 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,故A正确； 分馏是物理变化,故B正确； 由分馏产品得到乙烯发生了裂化、裂解,故C正确； 乙烯与溴发生加成反应得到1,2－二溴乙烷,故D错误。 突破三　六大环境问题及其危害 环境问题 主要污染物 主要危害 酸雨 (雨水pH<5.6) SO2及氮氧化物(NOx) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐 蚀等 温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖,水位上升,陆地面积减小 臭氧层空洞 氟氯代烃、氮氧化物(NOx) 到达地球表面的紫外线明显增多,给人类健康及生态环境带来多方面危害 34 光化学烟雾 碳氢化合物、氮氧化物(NOx) 刺激人体器官,特别是人的呼吸系统,使人生病甚至死亡 白色污染 难降解的废弃塑料 在土壤中影响农作物吸收养分和水分,导致农作物减产；易被动物当成食物吞入,导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解 赤潮(海水中)和水华(淡水中) 废水中含N、P等营养元素 水体富营养化,导致水中藻类疯长,消耗水中溶解的氧,使水质腐败变质、变臭,水生生物因缺氧而死亡 35 跟踪训练 1.当今环境污染已成为人类面临的重大威胁,下列对应关系不完全正确的是 A.酸雨——SO2、NO2、CO2等 B.光化学烟雾——NO2、CxHy等 C.温室效应——CO2、CH4等 D.白色污染——难降解的塑料膜、塑料袋等 √ CO2排放过多会引起温室效应,但不会造成酸雨。 跟踪训练 2.(2023·长沙高一月考)下列有关环境问题的说法正确的是 A.燃煤中加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量 B.臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康 C.pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨 D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染 √ 燃煤中加入CaCO3可吸收SO2,最终生成CaSO4,可减少SO2排放,A正确；O3的体积分数超过10－4%的空气不利于人体健康,B错误； pH小于5.6的降水通常称为酸雨,C错误； 含磷洗涤剂排入水体中,会造成水体富营养化,造成水体污染,D错误。 突破四　以资源开发利用为背景的化工流程 1.无机工艺流程试题结构模型 规律：“主线主产品,分支副产品,回头为循环”。 39 2.对原料预处理的常用方法 (1)研磨——减小固体颗粒的体积,增大固体与液体或气体的接触面积,加快反应速率。 (2)水浸——与水接触反应或溶解。 (3)酸浸——与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。 (4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质。 (5)煅烧——改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土。 40 3.解题思路 (1)首尾对比：对比分析原料与目标产物之间的关系,确定原料中需保留的元素(主元素)和需去除的元素(杂质),同时比较物质变化和主要元素化合价的变化。 (2)主元素跟踪：跟踪主要物质(元素)的转化形式和转化方法,即原料→中间物质→目标产物。 (3)除杂分析：分析原料中的“杂质”转化除去过程,分析每一步骤的目的以及反应产物、反应过程。 (4)综合判断：根据题干信息、流程信息、题中设问信息审题、解题(读完全题再做题)。 41 跟踪训练 1.如图为铝土矿(主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2)提取铝的流程,下列说法正确的是 A.残渣A主要是H2SiO3 B.滤液A中阳离子只存在Fe3＋和Al3＋ C.过程Ⅲ可以用HCl替代二氧化碳 D.滤液C主要是碳酸氢钠和硫酸钠溶液 √ 铝土矿主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2,加入过量的稀硫酸溶解、过滤得到的滤渣A为二氧化硅,滤液A为硫酸铝和硫酸亚铁、 硫酸铁,滤液中加入过量氢氧化钠溶液和过量硫酸反应,沉淀亚铁离子、铁离子,残渣B主要是氢氧化铁和氢氧化亚铁,滤液B主要是四羟基合铝酸钠溶液,通入过量的二氧化碳气体过滤得到的滤液C为碳酸氢钠和硫酸钠,固体C为氢氧化铝,灼烧得到的D为氧化铝,电解熔融氧化铝生成铝。 分析可知残渣A主要是SiO2,故A错误； 滤液A中有Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、H＋,故B错误； 盐酸为强酸,能与氢氧化铝反应,所以过程Ⅲ不可以用HCl替代二氧化碳,故C错误； 分析可知滤液C主要是碳酸氢钠和硫酸钠溶液,故D正确。 跟踪训练 2.(2023·山东烟台高一期中)目前世界上60%的镁是从海水中提取的,主要步骤如下： 下列说法不正确的是 A.为使海水中的MgSO4转化成Mg(OH)2, 试剂①可选择石灰乳 B.加入试剂①后,分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤 C.通过电解熔融的无水MgCl2得到48 g Mg,共转移2 mol电子 D.加入试剂②反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O √ √ MgSO4可与石灰乳[溶质为Ca(OH)2]发生复分解反应转化为氢氧化镁沉淀,A正确； 加入试剂①后,得到的是氢氧化镁沉 淀和滤液,所以采用的分离方法为过滤,B正确； 电解熔融氯化镁,可得到镁单质和氯气,所以得到48 g Mg转移电子的物质的量为 ×2＝4 mol,C错误； 试剂②为盐酸,可溶解氢氧化镁,使其达到富集的目的,因为氢氧化镁属于难溶物质,所以离子方程式中不可拆分,该过程的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O,D错误。 跟踪训练 3.(2023·北京北师大实验中学高一期中)浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下： 已知AgBr是淡黄色且不溶于硝酸的难溶物。 (1)氯元素在周期表中的位置是__________________。 第三周期第ⅦA族　 跟踪训练 (2)提取溴的过程中,滤液中通入Cl2生成Br2的离子方程式：___________ ______________。 经过2次Br－―→Br2转化的目的是____________。 (3)设计能证明SO2水溶液能够还原Br2的实验方案：_________________ ________________________________________________________。 Cl2＋2Br－ ===Br2＋2Cl－ 富集溴元素 取反应后适量溶液,加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,则证明SO2水溶液能够还原Br2　 跟踪训练 (4)通过将Mg(OH)2转化为无水MgCl2以制备单质Mg,无水MgCl2制取单 质Mg的化学方程式是__________________________。 (5)工业上常用上述流程“空气吹出法”实现海水提溴,将1 m3海水浓缩至1 L,使用该法最终得到36 g Br2,若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为____ mg·L－1。 60 流程所示为海水资源的综合利用,向海水中加入石灰乳,得到氢氧化镁沉淀和母液,将氢氧化镁沉淀进行一系列的操作,最终会得到单质镁,而将母液酸化后,加入氯气将Br―氧化,然后用热空气将氧化产物Br2吹出,而后用SO2将其还原,起到富集的作用,最后再用氯气将其氧化得到溴单质。使用该法最终得到36 g Br2,则Br原子的质量为36 g,提取率为60%,原海水中的Br原子的质量为 ＝60 g,则原海水中溴的浓度为 ＝60 mg·L－1。 返回 2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O 先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物即含I－的物质；再向混合溶液中(含I－)加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的两个反应中I－为中间产物,总反应为IO与HSO发生氧化还原反应,生成SO和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得：2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O。 2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 高炉炼铁的反应原理为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2,属于焦炭法；湿法炼铜的反应原理为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu,属于活泼金属置换法；铝热法炼铬的反应原理为2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr,属于活泼金属置换法；工业上冶炼铝的反应原理为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑,属于电解法。 Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O ＋CO2↑、2CuO＋C2Cu＋CO2↑、CuO＋COCu＋CO2 石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br 石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ $$