4.1 化学与能源资源的利用-【暑假大串联】2024-2025学年初升高化学衔接教材

第四章 化学技术与社会发展 4.1 化学与能源资源的利用 1.C 2.D 3.C 4.B 5.A 6.A 7.D 8.A 9.C 10.(1)吸附悬浮物,使之沉降(或吸附沉 降) (2)肥皂水 煮沸 (3)BCE 11.(1)有机物 (2)C2H5OH (3)CH4 +2O2 点燃 􀪅􀪅CO2+2H2O 12.【知识回忆】 与氧气接触且温度达 到着火点 【交流讨论】 (1)减少污染(或更 环保等) 擦干 (2)氧气(或空气) 【综合应 用】 放热 KOH 13.(1)铝 (2)大 (3)B (4)Fe2O3+ 6HCl􀪅􀪅2FeCl3+3H2O 4.2 化学物质与健康 1.A 2.B 3.B 4.D 5.D 6.D 7.D 8.B 9.A 10.(1)①C ②贫血 (2)石油 CH4+ 2O2 点燃 􀪅􀪅CO2 +2H2O (3)2NO2 +4CO 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅4CO2+N2 11.(1)5.85 (2)100 (3)AC 4.3 化学与材料 1.C 2.B 3.B 4.A 5.A 6.(1)AC (2)乳化 (3)淀粉(糖类)、蛋 白质 元素 (4)分子在不断运动 (5)佝偻 病 (6)吸附 7.(1)C D (2)不断运动的 (3)蛋白 质 (4)AC 8.(1)导电 (2)C (3)①空气(或氧气) ②Fe2O3+6HCl􀪅􀪅2FeCl3+3H2O Fe +2HCl􀪅􀪅FeCl2+H2↑ (4)Fe2O3+3CO 高温 􀪅􀪅2Fe+3CO2 76 4.4 化学与环境 1.C 2.A 3.C 4.D 5.C 6.D 7.(1)石油 (2)ABCD (3)绿色植物的 光合作用 (4)太阳能(风能等合理答案) 8.(1)CO2+H2 催化剂 高压、极低温度􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅HCOOH (2)物 理 (3)2H2+O2 点燃 􀪅􀪅2H2O (4)CaCO3 9.(1)N (2)化学 3CO+Fe2O3 高温 􀪅􀪅 2Fe+3CO2 C (3)氢气(或 H2) (4)将煤 粉碎成煤粉后燃烧(或鼓入足量的空气) 减 少二氧化硫的排放,减少酸雨的产生 第五章 化学实验 5.1 常见仪器和基本操作 1.C 【解析】 为了取用方便,块状的固 体药品要放在广口瓶中;取用液体药品时为了 防止洒落,稀盐酸应放在细口瓶中;滴管是吸 取或滴加少量液体药品的仪器;粉末状的药品 用药匙或纸槽取用。 2.D 3.B 【解析】 酒精具有可燃性,点燃时 要用火柴点燃;熄灭酒精灯用灯帽盖灭;酒精 灯不用时要盖上灯帽,防止酒精挥发;加热试 管内的液体时,要用酒精灯的外焰加热。 4.B 【解析】 使用酒精灯时不可用嘴 吹灭酒精灯。检查装置气密性的方法:把导管 的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导 管口有气泡冒出,则装置不漏气,图中所示操 作正确。根据实验室药品取用的原则,不能用 手直接接触药品。闻气体的气味时,应用手在 瓶口轻轻地扇动,使极少量的气体飘进鼻子 中,不能将鼻子凑到集气瓶口去闻气体的气 味。 ·4· 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 第四章 化学技术与社会发展 能源、健康、材料、环境等是人类社会面临 的重大问题,它们与化学有着密切的联系。通 过复习,要巩固相关知识,提高认识和解决问 题的能力,更要体会化学对社会发展的作用, 认识社会的可持续发展之路。强化双基和两 种能力,过程与方法,以及化学、社会和技术相 互之间的关系,运用化学知识解决简单实际问 题的能力等,内容源于课本又不局限于课本。 注意考查学科的基本素质和学科的基本能力与 基本方法,注意知识的应用拓展和创新。关注 社会热点、创设真实的问题情境,体会化学就在 身边,把化学问题与身边的实际生产、生活、科 学发展、社会发展等问题联系起来,注意学科之 间的渗透,使学生在学习、生活中养成从化学角 度去认识科学、技术、社会和生活方面有关问题 的习惯。注意加强复习内容的过程性和开放 性,开放性比较大的题型有利于培养学生综合 运用、知识迁移及举一反三的能力;注意加强复 习内容的探究性,尽可能给学生提供动手、动脑 的机会,让学生亲身体验,注意加强在新的情境 中来考查学生的双基和能力。注重化学基本知 识、技能与我们熟悉的生活情景和鲜活的时代 背景相结合,强调灵活运用知识解决问题,复习 内容涉及社会、生活、生产、科技等方面新的、前 沿的、高端的东西,能从化学的视角观察、分析 和解释生活、社会和生产、科技等所涉及的一 些简单的化学问题。 4.1 化学与能源资源的利用 一、燃烧与灭火 (一)燃烧 1.燃烧一般性化学定义:通常情况下,燃 烧是一种发光、发热、剧烈的氧化反应,是可燃 物跟助燃物(氧化剂)发生的一种剧烈的、发 光、发热的化学反应。燃烧的广义定义:燃烧 是指任何发光发热的剧烈的化学反应,不一定 要有 氧 气 参 加。比 如 金 属 钠(Na)和 氯 气 (Cl2)反应生成氯化钠(NaCl),该反应没有氧 气参加,但是是剧烈的发光发热的化学反应, 同样属于燃烧范畴。 2.燃烧的条件:(1)可燃物。(2)必须与 氧气(或空气、助燃剂)接触。(3)温度要达到 着火点。 (二)灭火的原理和方法 1.灭火的原理:燃烧需要同时满足三个 条件,若破坏其中的任何一个条件,就能达到 灭火的目的。由燃烧的条件可推论灭火的原 理:①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔 离。②使可燃物隔绝氧气(或空气)。③使温 度降低到可燃物的着火点以下。 2.常用灭火器有:泡沫灭火器、干粉灭火 器、二氧化碳灭火器,应根据不同的火灾,采用 不同的灭火器。 (1)泡沫灭火器:用来扑灭木材、棉花等燃 烧而引起的失火。 (2)干粉灭火器:除用来扑灭一般火灾外, 还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火。 (3)二氧化碳灭火器:用来扑灭图书档案、 贵重设备、精密仪器等处的失火。 44 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 注意: (1)我们所见到的燃烧一般都是可燃物在 空气或氧气中的燃烧,事实上,燃烧还可以在 其他一些气体环境中进行。例如镁可以在二 氧化碳中燃烧。 (2)着火点是达到燃烧所需的最低温度。 着火点是物质本身的固有属性,因此不能说用 降低着火点的方法来灭火,而只能是降温到着 火点以下。 二、爆炸及易燃物、易爆物的安全知识 1.爆炸:可燃物在有限的空间内急剧地 燃烧,就会在短时间内聚积大量的热,使气体 的体积迅速膨胀而引起爆炸。 2.易燃物、易爆物的安全知识:一般来 说,易燃物指的是那些易燃的气体和液体,容 易燃烧、自燃或遇火可以燃烧的固体以及一些 可以引起其他物质燃烧的物质等。易爆物指 的是那些受热或受到撞击时容易发生爆炸的 物质等。易燃物和易爆物在遇到明火、高温或 撞击时,极易燃烧或发生爆炸。因此,在生产、 运输、使用和贮存易燃物和易爆物时,必须严 格遵守有关规定,绝不允许违规操作。 3.一些与燃烧和爆炸有关的图标: 当心火灾—易燃物质 禁止放易燃物 当心爆炸—爆炸性物质 当心火灾—氧化物 禁止烟火 禁止带火种 禁止燃放鞭炮 禁止吸烟 三、化石燃料 1.煤:被称为“工业的粮食”。煤是一种 混合物,主要含有碳元素。煤隔绝空气加强 热———化学变化,可使煤分解成许多有用的物 质,有:焦炭(冶金、炼铁等);煤焦油(提炼化工 原料);煤气(气体燃料,它的有效成分有 H2、 CO等)。 2.石油:被称为“工业的血液”。石油是 一种混合物,主要含有碳、氢元素。石油的炼 制:石油经分馏———物理变化,能得到各种不 同的产品,如:液化石油气。 3.天然气:主要成分是甲烷(CH4),是较 清洁的燃料。 四、燃料燃烧对空气的影响 1.燃料中某些元素如硫、氮等燃烧时,产 生空气污染物SO2、NO2等。 2.燃料燃烧不充分,产生一氧化碳。 3.未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等 排放到空气中。 五、使用和开发新的燃料及能源 (一)酒精(化学式C2H5OH):是一种有 机物。 1.酒精的制取: (1)原料:高粱、玉米、薯类等。 (2)生产方式:发酵、蒸馏。 2.性质:无色透明、有特殊气味的液体, 能与水以任何比例互溶。在空气中能燃烧,放 出大量的热量,化学方程式为: C2H5OH+3O2 点燃 􀪅􀪅2CO2+3H2O 3.用途:用作酒精灯、内燃机等的燃料。 它属于可再生能源。 (二)沼气(主要成分为甲烷):是结构最简 54 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 单的有机物。 1.甲烷的物理性质:甲烷是一种无色无 味的气体,难溶于水,密度比空气小。 2.甲烷的化学性质:具有可燃性,燃烧时 产生明亮的蓝色火焰,放出热量。化学方程 式为: CH4+2O2 点燃 􀪅􀪅CO2+2H2O 在火焰上方罩一个干燥的烧杯,观察烧杯 内壁是否有水珠生成,若有水珠生成证明可燃 物中含有氢元素;迅速把烧杯倒过来向烧杯内 注入少量澄清石灰水,振荡,若石灰水变浑浊 证明含有碳元素。(也可在火焰上方罩一个内 壁附有石灰水的烧杯) (三)氢气 1.性质:无毒,极易燃烧。燃烧时放出大 量 热 量。化 学 方 程 式 为:2H2 + O2 点燃 􀪅􀪅 2H2O。 2.氢气是最理想的能源:燃烧时放出的 热量大、产物是水,无污染、原料来源广泛。 3.氢气作为燃料暂时还不能广泛使用的 原因是:氢气的制取成本高,贮存困难。 (四)能源展望 正在利用和待开发的新能源有:太阳能、 核能、风能、地热能、潮汐能等。 注意: (1)乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤 维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例 混配形成的新型替代能源。按照我国的国家 标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10% 的燃料乙醇调和而成。在汽油中加入适量乙 醇作为汽车燃料,可节省石油资源,减少汽车 尾气对空气的污染。 (2)可燃性气体都有爆炸极限,在点燃或 加热前要检查气体的纯度。 六、水的净化 1.通常水的净化过程有如下几个步骤: 静置沉淀、过滤、吸附和蒸馏。对这几个步骤 的分析见下表: 过 程 作 用 静置 沉淀 能除去水中一些比较大的固体颗粒, 不能除去质量较小的固体颗粒 过滤 净化程度高于沉淀,可以除去已沉淀 下来的杂质,还可以除去质量较小但 体积较大的固体颗粒,不能除去能溶 于水的杂质 吸附 相对于过滤而言,吸附净化水的程度 要高些,它不仅能除去水中漂浮的固 体杂质,还可以除去溶解在水中的一 些物质,如有颜色和具有特殊气味的 物质,但它也不能除去一些能溶于水 的离子杂质 蒸馏 不仅可以除去不溶于水的杂质,也可 以除去水中的一些颜色与气味,还能 降低水的硬度,通过蒸馏出来的水基 本上是纯净的水 2.硬水和软水 (1)硬水:水中溶有较多的可溶性钙、镁化 合物,这样的水叫硬水。 (2)软水:不含或含较少可溶性钙、镁化合 物的水叫做软水。 (3)鉴别硬水和软水的方法:肥皂水加到 软水中产生较多的泡沫,加到硬水中产生的泡 沫很少,且有较多的浮渣。 (4)使用硬水给生活带来的麻烦:①洗衣 服时,不但浪费肥皂,也洗不干净衣服,长时间 使用硬水洗衣会使衣服变硬。②锅炉用硬水 会形成锅垢,浪费燃料,使锅炉局部过热,引起 变形,甚至引起爆炸。③长期饮用硬水会对人 64 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 体健康造成影响。 (5)硬水软化的方法:硬水分暂时硬水和 永久硬水。暂时硬水主要含有的钙、镁化合物 为Ca(HCO3)2和 Mg(HCO3)2,通过加热烧 开 即 可 使 其 软 化,而 永 久 硬 水 主 要 含 有 CaCl2、MgCl2等钙、镁化合物,不易软化,需进 行更高一级的操作才可软化。 注意: (1)明矾吸附水中悬浮杂质而沉降,活性 炭除去异味和色素(属于物理变化)。 (2)利用蒸馏法可以制得蒸馏水,也可以 将沸点相差较大的液体混合物分开,如利用蒸 馏法可以将液态空气中的氧气和氮气分离,利 用蒸馏法还可以从石油中分离出汽油、航空煤 油和柴油等。 七、氧气用途 1.支持燃烧。 2.供给呼吸。 八、氮气用途 1.保护气。例:充入灯泡,延长灯泡使用 寿命;焊接金属时用作保护气;用于储藏粮食 和食品。 2.以氮气为原料制硝酸和氮肥。 3.用液态氮作冷冻剂。例:医疗和超导 冷却。工业上将液氮装在黑色钢瓶中。 九、稀有气体是一类物质,不是一种物质,成 员主要是:氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、 氙(Xe)、氡(Rn)等。 用途: 1.保护气。例:焊接金属的保护气。 2.制不同用途的灯泡。例:在灯泡中充 入不同的稀有气体,通电时发出不同颜色的灯 光,制成航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等。 十、金属资源的保护和利用 1.金属资源的保护 (1)防止金属腐蚀。 (2)回收利用废旧金属。 (3)合理开采矿物。 (4)寻找金属的替代物。 2.金属回收再利用的意义 (1)防止污染环境。 (2)节约能源。 (3)节约资源。 3.铁的冶炼 (1)炼铁的基本原理是:在高温条件下,利 用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁 矿石里还原出来。 3CO+Fe2O3 高温 􀪅􀪅2Fe+3CO2 (2)炼铁的原料:铁矿石[常见的铁矿石有 磁铁矿(主要成分是Fe3O4)和赤铁矿(主要成 分是Fe2O3)]、焦炭、石灰石和空气,主要设备 是高炉。 (3)一氧化碳还原氧化铁的实验: ①装置图(见下图): ②实验主要现象:红色粉末变为黑色,澄 清的石灰水变 浑 浊,尾 气 点 燃 产 生 淡 蓝 色 火焰。 ③实验注意事项:开始时先通入一氧化碳 排尽装置内空气再点燃酒精喷灯,结束时先熄 灭酒精喷灯,继续通一氧化碳直至装置冷却再 停止通一氧化碳。 4.铁的锈蚀 (1)铁生锈的条件是:铁与O2、水接触(铁 锈的主要成分:Fe2O3·xH2O)。 (2)防止铁制品生锈的措施: 74 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 ①保持铁制品表面清洁、干燥。 ②表面涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀、烤 蓝等。 ③制成不锈钢。 (3)铁锈很疏松,不能阻止里层的铁继续 与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被 锈蚀,因而应及时除去铁锈。 注意: (1)铜生铜绿的条件:铜与O2、水、CO2接 触。铜绿的化学式为Cu2(OH)2CO3。 (2)镁、铝、锌等金属活动性较强,在空气 中会形成一层 氧 化 物 薄 膜,阻 止 其 进 一 步 锈蚀。 【例1】 据《苏州日报》报道:太仓奥特斯维能 源等一批大项目建成后,苏州市光伏电池产电 功率突破7000兆瓦。下列有关“光伏电池”能 量形式转化的叙述正确的是 ( ) A.化学能转化为电能 B.电能转化为化学能 C.太阳(光)能转化为电能 D.电能转化为机械能 【思路点拨】 本题考查能量利用及其转化的 知识,解题关键是了解能量的常见转化形式。 抓住题眼“光伏电池”这一信息分析,可联想到 该电池是将太阳(光)能转化为电能。 【答案】 C 【例2】 镁不但能在空气中燃烧,也能在二氧 化碳气体中燃烧。下列说法错误的是 ( ) A.燃烧一定要有氧气参加 B.燃烧反应都属于氧化反应 C.镁等活泼金属着火不能用二氧化碳来 灭火 D.镁在空气、二氧化碳气体中燃烧都是 放热反应 【思路点拨】 镁能在二氧化碳中燃烧说明燃 烧不一定需要有氧气参加;既然镁能在二氧化 碳中燃烧,所以镁等活泼金属着火不能用二氧 化碳来灭火;燃烧都放出热量;不论是镁在空 气中燃烧还是镁在二氧化碳中燃烧都是镁与 氧元素反应生成了氧化镁,属于氧化反应。 【答案】 A 【例3】 水 是 生 命 之 源,我 们 应 该 爱 护 水 资源。 (1)自然界的水中都含有杂质,利用沉淀、 过滤和蒸馏等方法可以净化水,还可以利用活 性炭的 性净化水。 (2)使用硬水会给生活和生产带来许多麻 烦,可用 区分软水和硬水,生活中通 常用 的方法来降低水的硬度。 (3)“节约用水,从我做起”。请你写出一 种生活中节约用水的做法: 。 【思路点拨】 (1)根据活性炭具有吸附性进行 解答。(2)根据用肥皂水区分软水和硬水,生 活中通常用煮沸的方法来降低水的硬度进行 解答。(3)根据生活中节约用水的措施进行 解答。 【答案】 (1)吸附 (2)肥皂水 煮沸 (3)随 手关闭水龙头(合理即可) 1.净化一方水土,守护母亲河流。下列 做法不利于我市串场河湿地生态修复的是 ( ) A.保护滩涂湿地 B.强化污水处理 C.施用大量农药 D.推进造林绿化 2.空气是一种宝贵的自然资源,下列气 体不可直接从空气中分离获得的是 ( ) A.用作医疗急救的氧气 84 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 B.用作焊接保护气的稀有气体 C.用作食品防腐剂的氮气 D.用作清洁燃料的氢气 3.下列关于空气的说法中,错误的是 ( ) A.空气中含有少量的稀有气体,它们可 以制成多种用途的电光源 B.空气中分离出的氮气化学性质不活 泼,食品包装中充氮气可以防腐 C.按质量计算,空气中约含氮气78%、氧 气21%、稀有气体等其他成分1% D.空气中的氧气化学性质比较活泼,在 常温下能与许多物质发生化学反应 4.下列不属于氮气用途的是 ( ) A.用作灯泡的填充气 B.用作火箭的助燃剂 C.用作粮食的保护气 D.用作制氨气的原料 5.下列关于物质的性质和用途的说法 中,不正确的是 ( ) A.氧气被用作火箭的燃料,利用了氧气 的可燃性 B.氮气用来保护粮食,利用了氮气常温 下化学性质稳定 C.稀有气体充入霓虹灯,利用了稀有气 体通电时能发出不同颜色的光的物理性质 D.登山、潜水带氧气瓶,利用了氧气可供 给呼吸的化学性质 6.下列有关金属的说法中,正确的是 ( ) A.铜和硬铝都属于金属材料 B.生铁和钢都是铁的单质 C.铁、铝、铜都是银白色金属 D.不锈钢是永不生锈的钢铁 7.为了发展低碳经济,最近有科学家提 出“绿色自由”构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶 液中生成KHCO3,然后利用KHCO3 受热易 分解产生CO2 的性质,把CO2 从溶液中提取 出来,再经化学反应使之变为可再生燃料甲 醇。“绿色自由”构想的技术流程如下: 则下列有关说法中,错误的是 ( ) A.吸 收 池 发 生 的 主 要 反 应 为 CO2+ K2CO3+H2O􀪅􀪅2KHCO3 B.分解池发生的主要反应为2KHCO3 􀪅􀪅K2CO3+CO2↑+H2O C.由分解池分解后所得溶液X可通入吸 收池再利用,其主要成分是K2CO3 D.合成塔中发生反应的化学方程式为 2H2+CO2􀪅􀪅CH4O(甲醇) 8.在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的 金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施 中,不属于覆盖保护膜的是 ( ) A.擦拭保持洁净与干燥 B.链条上油 C.轮圈镀铬 D.车架喷漆 9.下列关于金属利用的说法中,错误的是 ( ) A.用铝制高压电线 B.用钨制灯丝 C.用纯铁制机床底座 D.用铝粉制防锈漆 10.地球的表面虽然70.8%被水覆盖,但 能供人类使用的淡水资源却很少。让我们爱 护水,从了解水开始。 (1)居民生活所需纯净水主要靠自来水厂 供给,自来水厂在净化水的过程中,加入明矾 94 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 的目的是 。 (2)饮用硬度过大的水不利于人体健康,检 验水是硬水还是软水,可用的物质是 , 生活中使硬水软化的常用方法是 。 (3)人类不仅面临淡水资源紧缺的问题, 而且面临水体污染的危害,下列做法会造成水 污染的是 (填字母)。 A.工业废水经过处理,达到标准后再 排放 B.生活中城镇垃圾的随处堆积 C.农业上农药、化肥的过量施用 D.退耕还林,恢复湿地生态 E.在河两岸兴建化工、造纸等重污染 工厂 11.甲烷、乙醇都是生活中常用的燃料。 植物的残体在隔绝空气的情况下就会产生甲 烷;而乙醇主要靠人类利用高粱、玉米和薯类 发酵等方法制取。据报道,科学家已经找到利 用甲烷与其他物质反应制取乙醇的新途径。 (1)甲烷和乙醇都属于 (填“无机 物”或“有机物”)。 (2)乙醇的化学式为 。 (3)甲烷完全燃烧的化学方程式为 。 12.化学小组围绕“燃烧与灭火”的主题 开展了相关活动。请你参与完成: 【知识回忆】 可燃物燃烧的必备条件是 。 【交流讨论】 (1)改进后的装置(如图二) 与图一相比,其优点是 。欲使图二中 的红磷着火,可将试管从水中取出并 后才能对试管加热。 (2)将装有某气体的大试管口朝下垂直插 入水中,使管口罩住白磷(如图三所示),结果 观察到“水火相容”的奇观,则大试管中所装的 气体可能是 。 【综合应用】 “水火不相容”是指水能灭 火,其实水有时也可以“生火”,比如金属钾遇 水会立刻着火,因为钾遇水生成 H2 和一种 碱,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反 应,其生成的碱的化学式为 。 13.铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金 属,与我们的生活息息相关。 (1)在空气中, (填“铝”或“铁”) 制品更耐腐蚀。 (2)人们大量使用的是合金而不是纯金 属,这是因为合金具有更多优良性能,例如钢 比纯铁硬度 (填“大”或“小”)。 (3)用下列试剂验证这三种金属的活动性 顺序,能达到目的的是 (填字母)。 A.硫酸铝溶液 B.硫酸亚铁溶液 C.硫酸铜溶液 (4)硫酸和盐酸都能除铁锈,写出盐酸与 铁锈主要成分反应的化学方程式: 。 05