8.1自然资源的开发利用 讲义 2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

自然资源的开发利用（学案） 学习要点： 考点01 金属冶炼的工业方法（重点考点） 考点02 工业冶炼金属Al 考点03 海水提取Mg（重点考点） 考点04 海水提取Br2（重点考点） 考点05 海水提取I2（重点考点） 考点06 海水提取NaCl（重点考点） 考点07 海水淡化 考点08 煤、石油和天然气的综合利用（重点考点） 考点01 金属冶炼的工业方法 1.热分解法（适用于 ） 分解HgO： 分解Ag2O： 2.电解法（适用于 ） 电解冶炼金属Na： 电解冶炼金属Mg： 电解冶炼金属Al： 问题1：电解法冶炼金属钠时，为什么电解的是熔融的氯化钠，而不是氯化钠水溶液？ 问题2：能否通过电解熔融的MgO制取金属镁？ 问题3：能否通过电解AlCl3制取金属铝？电解熔融Al2O3时为什么加入冰晶石（Na3AlF6）？ 3.热还原法（适用于 等） 常见还原剂有： 高炉炼铁： 反应： H2高温还原CuO： C高温还原CuO： 补充：其他方法 湿法炼铜： 火法炼铜： 【例01】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)可以通过电解氯化钠溶液来制取金属钠。(　 　) (2)热还原法中,还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。(　 　) (3)工业上可用H2还原BaO来制备金属钡。(　 　) (4)热分解法炼铜的原理为Cu2S+O2 2Cu+SO2。(　 　) 【例02】下列描述中不符合生产实际的是(　　) A．电解熔融氧化铝制金属铝 B．根据原电池原理生产化学电源 C．电解饱和食盐水制金属钠 D．电镀法铁上镀锌 【例03】下列关于工业冶炼金属说法正确的是(　　) A．制钠：高温分解NaCl制备Na B．制镁：电解MgCl2溶液制备Mg C．制铁：CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 D．制铜：“曾青(CuSO4)得铁，则化为铜”，原理为：2Fe + 3Cu2+ = 2Fe3+ + 3Cu 【例04】下列关于金属冶炼的说法正确的是(　　) A.金属的冶炼是将金属从其化合物中氧化出来 B.可以通过电解饱和NaCl溶液制备Na C.可将蓝铜矿[主要成分为2CuCO3·Cu(OH)2]与焦炭一起加热得到Cu D.银常用于制作饰品,银的冶炼方法为Ag2O+H2 2Ag+H2O 【例05】下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　) 选项 冶炼原理 方法 A 2HgO2Hg+O2↑ 热分解法 B 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑ 电解法 C Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 热还原法 D 2CuO2Cu+O2↑ 热分解法 考点2 工业冶炼金属Al4 3 5 2 1 写出上述过程的化学方程式（4，5）或离子反应方程式（1，2，3）： 1： （离子方程式） 2： （离子方程式） 3： （离子方程式） 4： （化学方程式） 5： （化学方程式） 1 5 2 写出上述过程的化学方程式（4，5）或离子反应方程式（1，2，3）： 1： （离子方程式） 2： （离子方程式） 3： （离子方程式） 4： （化学方程式） 5： （化学方程式） 【例6】工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下： 对上述流程中的判断正确的是(　　) A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物 B．CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替 C．反应Ⅱ中的离子方程式为：[Al(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓+ D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 【例7】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下： (1)沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有______，固体N是______。 (2)Ⅰ和Ⅱ步骤中分离溶液和沉淀的操作为_______，所用到的玻璃仪器是______________。 (3)滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为____________，它属于_____(填“酸”“碱”或“盐”)类物质。 (4)实验室里通常向AlCl3溶液中加入过量______(填“氨水”或“NaOH溶液”)来制取Al(OH)3，离子方程式为 。 考点3 海水提取Mg2 1 6 5 4 3 写出上述过程的化学方程式： 1： （化学方程式） 2： （化学方程式） 3： （化学方程式） 4： （化学方程式） 5： （化学方程式） 6： （化学方程式） 【例8】从海水中提取镁的工艺流程如图所示：下列说法错误的是(　　) A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤④电解MgCl2时阳极产生Mg C．步骤③将晶体置于HCl气流中加热是防止MgCl2水解 D．上述工艺流程中涉及分解反应、复分解反应和氧化还原反应 【例9】下图是从海水中提取镁的简单流程。 ①工业上常用于沉淀Mg2＋的试剂A是 ，Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是 。 ②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是 。 考点04 海水提取Br2 注： 元素被称为海洋元素。 基本操作： 氧化环节主要反应的离子方程式： 吸收环节主要反应的离子方程式： 【例10】（2023.7-24浙江学考） “吹出法”提溴工艺流程示意图如下： 下列说法不正确的是(　　) A.“氧化”过程中Cl2使Br— 转化为Br2 B.“吹出”过程中利用了Br2的挥发性 C.“吸收”过程中化学方程式：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO3 D.“蒸馏”的目的是得到液溴 【例11】溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般为0.067g/L，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子，向苦卤中通入氯气，可以得到单质溴。下列有关说法正确的是 A．向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为：＋Cl2Br2＋ B．向苦卤中通入氯气时，溴元素化合价升高，被还原 C．将单质溴从溴水中分离出来，可以利用裂化汽油进行萃取 D．将单质溴从溴水中分离出来，可以利用苯、四氯化碳等多种有机溶剂进行萃取 考点05 海水提取I2 注： 元素被称为智慧元素。 写出过程④的离子方程式： 【例12】(一)海带中含有丰富的碘。为从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行以下实验： (1)步骤③的实验操作名称是 ，操作⑤选苯做萃取剂的原因是 。 (2)下列有关流程⑤的叙述不正确的是 (填字母)。 a．用到的主要玻璃仪器是分液漏斗和烧杯 b．也可选择苯或酒精作萃取剂 c．操作时，充分振荡后，分液漏斗下口向上倾斜，打开活塞，使漏斗内气体放出；静置后打开上口的旋塞，先将水层倒出，然后放出下层溶液。 (3)步骤④中反应的离子方程式是 。 (4)要测量含碘离子的溶液中的浓度，取25mL该溶液，先加几滴 ，再逐滴滴入0.1 mol/L FeCl3溶液，当溶液颜色变为 时被全部氧化：并写出反应的离子方程式 。 (二)海带提碘实验中，得到碘的苯溶液后也可用“反萃取法”萃取、富集碘单质，实验步骤如下： (5)上述过程②中，发生的离子方程式 。 经过步骤③固体物质用少量水洗涤后得到粗I2，进一步精制时，选择必需的仪器搭建装置，并按次序(从下往上)排列： (夹持装置略)。 考点06 海水提取NaCl 已知： 粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、 除杂试剂：①Na2CO3②NaOH③BaCl2④盐酸 试剂加入顺序： 或 或 主要操作： 补充：结晶相关化学术语 结晶是晶体从 的过程， ①对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，如NaCl，则采用 的方法， ②而对溶解度受温度变化影响大的固态溶质，如KNO3，则采用 的方法。 ③若有结晶水，则采用 的方法。 【例13】 案例1 在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，怎样从母液(过滤后的滤液也叫母液) 中获取NaCl固体？ 案例2 若溶液中含有KNO3（少量NaCl），怎样获得KNO3固体？ 案例3　若母液是CuSO4饱和溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体？ 案例4　若母液是MgCl2饱和溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体？ 考点07 海水淡化 方法一： 蒸馏装置注意事项 1.烧瓶所盛液体不能超过容量的 ； 2.加几粒 或几片 ，以 ； 3.需垫 加热； 4.温度计量程应高于馏分的最高沸点，且使 处； 5.避免造成封闭体系； 6.冷凝管为 ，水从冷凝管的 （ ）； 7.先 ，后 。 【例14】实验小组尝试从海藻中提取碘，下列仪器或装置不能达到实验目的的是（ ） A．捣碎干海藻 B．灼烧海藻 C．萃取含碘溶液 D．蒸馏浸出液 【例15】下列有关实验原理和装置能达到实验目的的是（ ） 碎瓷片 A.萃取溴水中的溴并分液 B.分离乙酸和乙醇 C.制取乙酸乙酯 D.除去乙酸乙酯中的乙酸 方法二： 法 方法三： 法 必须先经过 交换树脂，再经过 交换树脂 方法四： 法 反渗透膜（RO膜）孔径为纳米级。一定的压力下，水分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜。 【例16】离子交换法净化水的过程如图所示，下列说法正确的是（ ） A．通过阳离子交换树脂后，水中阳离子总数不变 B．通过阴离子交换树脂后，水中只有被除去 C．经过净化处理后，水的导电性减弱 D．若将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂位置互换，可提高水的净化效率 【例17】海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜。下列对加压后右侧海水成分变化分析正确的是（ ） A.溶质质量增加 B.溶液质量不变 C.溶剂质量减少 D.溶质质量分数不变 考点08 煤、石油和天然气的综合利用 一、煤 1、组成 物质组成：由有机物和少量无机物组成的复杂 元素组成：主要为 元素，还含有少量 等元素。 煤直接作燃料—利用率低并污染环境 2、煤的综合利用（ 、 、 ） （1）煤的干馏（ 变化） 定义：将煤 使之分解的过程，工业上也叫煤的 。 主要产物（ 都有）： ① （ ） ② ③ 干馏产品 主要成分 主要用途 气体燃料、化工原料 氨、铵盐 氮肥 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材料 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 染料、医药、农药、合成材料 沥青 筑路材料、制碳素电极 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 （2）煤的气化（ 变化）【重点】 定义：将煤 的过程。 主要反应： ( 反应） 水煤气成分： （ ） （3）煤的液化（ 变化，了解即可） 直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料（例如烃类） 间接液化： 【问题】煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？ ，物质三态之间的变化是 ，煤的气化、液化是 。 【例18】判断正误 (1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(　　) (2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　　) (3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(　　) (4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(　　) (5)煤的气化和液化都是物理变化(　　) 【例19】下列说法不正确的是(　　) A.煤的干馏是化学变化 B.煤液化后可以得到甲醇等液体燃料 C.煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源 D.根据煤的干馏产品，可推知煤中含有C、H、O、N等元素 2、 石油 1.组成 组成元素：主要含有 两种元素，同时还含有少量的 等元素。 组成物类别：由多种碳氢化合物组成的混合物（碳、氢含量为97%~98%），主要是由各种化学性质比较稳定的 所组成的 ， 固定的熔沸点。 2.石油的综合利用（ ） （1）分馏（ 变化）：根据物质的沸点的不同进行分离的过程。 分馏出来的各种成分叫 。 每一种馏分仍然是多种烃的 。 直馏汽油 常压蒸馏：以 为原料，产品为石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。 减压蒸馏：以 为原料，产品为柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青等。 减压蒸馏是利用外界压强越小，物质的沸点越低的原理，降低分馏塔里的压强，使重油(常压下沸点在360 ℃以上)在低温下也能充分分馏， 。 （2）裂化（ 变化） 原料：重油或石蜡 目的：提高汽油等 的产量 注：裂化汽油含 裂化汽油含有碳碳双键 × （3）裂解（ 变化，深度的裂化） 原料：石油分馏产品（包括石油气） 目的：为了获得更多的 （气态短链烃） 裂解气的成分(三烯二烷) ：主要是 等。 （4）催化重整（ 变化） 石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使 转化为 。 目的：使 转化为 。 产品： 或 等化工原料。 补充：化学中“六气”的比较 高炉煤气 水煤气 天然气 液化石油气 焦炉气 裂解气 主 要 成 分 3、 天然气 主要成分： 可燃冰： 综合利用（了解） 1.合成氨 2.合成甲醇 3.合成多碳有机化合物 【例20】下列有关石油加工的叙述中，正确的是( ) A．石油属于可再生矿物能源 B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量和质量 C．石油分馏所得的馏分是一种具有固定熔、沸点的纯净物 D．石油的分馏、裂化和裂解都是化学变化 【例21】大庆油田古龙页岩油勘探取得重大战略性突破，新增石油预测地质储量12.68亿吨，成就了几代大庆人“大庆底下找大庆”的梦想。页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源，下列有关石油的说法不正确的是( ) A．石油经分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油都是纯净物 B．石油经裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要化工原料 C．运输原油的钢管被原油中的含硫化合物腐蚀属于化学腐蚀 D．石油的催化重整是将链状烃转化为环状烃，可获得芳香烃 【例22】下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是( ) A．天然气只能用做燃料 B．水煤气是通过煤的干馏得到的气体燃料 C．石油的裂解产品主要是用于化工生产 D．煤的气化和液化是为了得到清洁燃料 【例23】（24-25高二上·浙江宁波·期中）煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，下列有关说法正确的是( ) A．煤的干馏是指将煤在空气中加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化 B．天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等 C．石油经分馏得到的轻质油难以满足社会需求，需要通过裂解将重油裂解为汽油等轻质油 D．煤的气化是将煤隔绝空气加热到一定温度得到气体燃料的过程 【例24】（2024高三·江苏·专题练习）下列有关石油加工和煤的干馏的叙述中，正确的是( ) A．石油分馏所得的馏分是各种单一的烷烃，具有固定的沸点 B．石油裂解的主要目的是提高轻质油的产量和质量 C．煤的干馏主要得到焦炉煤气、煤焦油和焦炭 D．石油分馏塔从上到下的分馏产品依次是重油、柴油、煤油、汽油、石油气 【例25】（23-24高二下·广西贵港·期中）石油分馏、裂化、裂解是石油常见的加工方法，下列说法正确的是( ) A．石油分馏时发生了化学变化 B．石油常压分馏可以获得较多的轻质油和短链烯烃 C．石油的裂化和裂解属于化学变化 D．石油裂解的主要目的是获得重柴油、润滑油、石蜡等 【例26】（24-25高二上·山西晋中·开学考试）煤被誉为“工业的粮食”，石油被誉为“工业的血液”。下列关于煤和石油加工的说法正确的是( ) A．煤的干馏产物主要是各类有机物 B．石油的裂解、分馏都属于化学变化 C．煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯 D．石油的裂化说明长链烃在高温下可以断裂为短链烃 第 1 页 共 18 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 自然资源的开发利用（答案） 学习要点： 考点01 金属冶炼的工业方法（重点考点） 考点02 工业冶炼金属Al 考点03 海水提取Mg（重点考点） 考点04 海水提取Br2（重点考点） 考点05 海水提取I2（重点考点） 考点06 海水提取NaCl（重点考点） 考点07 海水淡化 考点08 煤、石油和天然气的综合利用（重点考点） 考点01 金属冶炼的工业方法 1.热分解法（适用于Hg或Ag） 分解HgO：2HgO2Hg+O2↑ 分解Ag2O：2Ag2O4Ag+O2↑ 2.电解法（适用于K、Ca、Na、Mg、Al） 电解冶炼金属Na：2NaCl（熔融） 2Na+Cl2↑ 电解冶炼金属Mg：MgCl2（熔融） Mg+Cl2↑ 电解冶炼金属Al：2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑ 问题1：电解法冶炼金属钠时，为什么电解的是熔融的氯化钠，而不是氯化钠水溶液？ 氯化钠水溶液中存在Na+和H+两种阳离子，H+得电子能力强于Na+，若电解氯化钠的水溶液将得不到金属钠。2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ （氯碱工业） 问题2：能否通过电解熔融的MgO制取金属镁？ MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融时会消耗大量热能，成本较高。 问题3：能否通过电解AlCl3制取金属铝？电解熔融Al2O3时为什么加入冰晶石（Na3AlF6）？ AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不能导电； 冰晶石作助熔剂，降低熔化Al2O3所需温度，降低能耗。 3.热还原法（适用于Zn、Fe、Cu等） 常见还原剂有：C，CO，H2，Al 高炉炼铁：Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 铝热反应：2Al+Fe2O3 Al2O3+ 2Fe H2高温还原CuO：H2+CuO Cu + H2O C高温还原CuO：C+2CuO 2Cu + CO2↑ 补充：其他方法 湿法炼铜：Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu 火法炼铜：Cu2S＋O2 2Cu + SO2 【例01】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)可以通过电解氯化钠溶液来制取金属钠。(　×　) (2)热还原法中,还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。(　√　) (3)工业上可用H2还原BaO来制备金属钡。(　×　) (4)热分解法炼铜的原理为Cu2S+O2 2Cu+SO2。(　×　) 【例02】下列描述中不符合生产实际的是(　　) A．电解熔融氧化铝制金属铝 B．根据原电池原理生产化学电源 C．电解饱和食盐水制金属钠 D．电镀法铁上镀锌 【例03】下列关于工业冶炼金属说法正确的是(　　) A．制钠：高温分解NaCl制备Na B．制镁：电解MgCl2溶液制备Mg C．制铁：CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 D．制铜：“曾青(CuSO4)得铁，则化为铜”，原理为：2Fe + 3Cu2+ = 2Fe3+ + 3Cu 【例04】下列关于金属冶炼的说法正确的是(　　) A.金属的冶炼是将金属从其化合物中氧化出来 B.可以通过电解饱和NaCl溶液制备Na C.可将蓝铜矿[主要成分为2CuCO3·Cu(OH)2]与焦炭一起加热得到Cu D.银常用于制作饰品,银的冶炼方法为Ag2O+H2 2Ag+H2O 【例05】下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　) 选项 冶炼原理 方法 A 2HgO2Hg+O2↑ 热分解法 B 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑ 电解法 C Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 热还原法 D 2CuO2Cu+O2↑ 热分解法 考点2 工业冶炼金属Al4 3 5 2 1 写出上述过程的化学方程式（4，5）或离子反应方程式（1，2，3）： Al2O3＋6===2＋3H2O ＋4===[Al(OH)4 [Al(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓+ 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑4 3 1 5 2 写出上述过程的化学方程式（4，5）或离子反应方程式（1，2，3）： Al2O3+2+3H2O2[Al(OH)4 [Al(OH)4+4H2O +3NH3·H2OAl(OH)3↓3 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑ 【例6】工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下： 对上述流程中的判断正确的是(　　) A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物 B．CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替 C．反应Ⅱ中的离子方程式为：[Al(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓+ D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 解析：A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能生成Al(OH)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。 【例7】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下： (1)沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有______，固体N是______。 (2)Ⅰ和Ⅱ步骤中分离溶液和沉淀的操作为_______，所用到的玻璃仪器是______________。 (3)滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为____________，它属于_____(填“酸”“碱”或“盐”)类物质。 (4)实验室里通常向AlCl3溶液中加入过量______(填“氨水”或“NaOH溶液”)来制取Al(OH)3，离子方程式为 。 【答案】 (1) Fe2O3 Al2O3 (2) 过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒 (3) Na[Al(OH)4] 盐 (4) 氨水 +3NH3·H2OAl(OH)3↓3 考点3 海水提取Mg2 1 6 5 4 3 【例8】从海水中提取镁的工艺流程如图所示：下列说法错误的是(　　) A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤④电解MgCl2时阳极产生Mg C．步骤③将晶体置于HCl气流中加热是防止MgCl2水解 D．上述工艺流程中涉及分解反应、复分解反应和氧化还原反应 【例9】下图是从海水中提取镁的简单流程。 ①工业上常用于沉淀Mg2＋的试剂A是 ，Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是 。 ②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是 。 考点04 海水提取Br2 注：溴元素被称为海洋元素。 基本操作：浓缩、氧化、吹出、吸收、氧化、蒸馏 氧化环节主要反应的离子方程式：2＋Cl2Br2＋2 吸收环节主要反应的离子方程式：SO2＋Br2＋2H2O4＋＋2 蒸馏 吸收 氧化 吹出 氧化 浓缩 【例10】（2023.7-24浙江学考） “吹出法”提溴工艺流程示意图如下： 下列说法不正确的是 A.“氧化”过程中Cl2使Br— 转化为Br2 B.“吹出”过程中利用了Br2的挥发性 C.“吸收”过程中化学方程式：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO3 D.“蒸馏”的目的是得到液溴 【例11】溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般为0.067g/L，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子，向苦卤中通入氯气，可以得到单质溴。下列有关说法正确的是 A．向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为：＋Cl2Br2＋ B．向苦卤中通入氯气时，溴元素化合价升高，被还原 C．将单质溴从溴水中分离出来，可以利用裂化汽油进行萃取 D．将单质溴从溴水中分离出来，可以利用苯、四氯化碳等多种有机溶剂进行萃取 考点05 海水提取I2 注：碘元素被称为智慧元素。 写出过程④的离子方程式：2＋2＋H2O2 ══ I2＋2H2O 【例12】(一)海带中含有丰富的碘。为从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行以下实验： (1)步骤③的实验操作名称是 ，操作⑤选苯做萃取剂的原因是 。 (2)下列有关流程⑤的叙述不正确的是 (填字母)。 a．用到的主要玻璃仪器是分液漏斗和烧杯 b．也可选择苯或酒精作萃取剂 c．操作时，充分振荡后，分液漏斗下口向上倾斜，打开活塞，使漏斗内气体放出；静置后打开上口的旋塞，先将水层倒出，然后放出下层溶液。 (3)步骤④中反应的离子方程式是 。 (4)要测量含碘离子的溶液中的浓度，取25mL该溶液，先加几滴 ，再逐滴滴入0.1 mol/L FeCl3溶液，当溶液颜色变为 时被全部氧化：并写出反应的离子方程式 。 (二)海带提碘实验中，得到碘的苯溶液后也可用“反萃取法”萃取、富集碘单质，实验步骤如下： (5)上述过程②中，发生的离子方程式 。 经过步骤③固体物质用少量水洗涤后得到粗I2，进一步精制时，选择必需的仪器搭建装置，并按次序(从下往上)排列： (夹持装置略)。 【答案】(1) 过滤 苯与水、碘不反应、苯与水不互溶、碘在苯中的溶解度大于水 (2) bc (3) 2＋2＋H2O2 ══ I2＋2H2O (4) KSCN溶液 红色 2+2Fe3+=I2+2Fe2+ (5) 5+ + 6 ══ 3I2+3H2O DCAF 考点06 海水提取NaCl 已知： 粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、 除杂试剂：①Na2CO3②NaOH③BaCl2④盐酸 试剂加入顺序：②③①④或③②①④或③①②④ 主要操作：溶解、过滤、蒸发结晶 结晶是晶体从饱和溶液中析出的过程， ①对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，如NaCl，则采用蒸发结晶的方法， ②而对溶解度受温度变化影响大的固态溶质，如KNO3，则采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。 ③若有结晶水，则采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。 【例13】案例1 在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，怎样从母液(过滤后的滤液也叫母液) 中获取NaCl固体？ 蒸发结晶 案例2 若溶液中含有KNO3（少量NaCl），怎样获得KNO3固体？ 蒸发浓缩、冷却结晶 案例3　若母液是CuSO4饱和溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体？ 蒸发浓缩、冷却结晶 案例4　若母液是MgCl2饱和溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体？ 蒸发浓缩、冷却结晶 考点07 海水淡化 方法一：蒸馏 蒸馏装置注意事项 1.烧瓶所盛液体不能超过容量的 ； 2.加几粒沸石或几片碎瓷片，以防止液体暴沸； 3.需垫石棉网加热； 4.温度计量程应高于馏分的最高沸点，且使温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处； 5.避免造成封闭体系； 6.冷凝管为直形冷凝管，水从冷凝管的下口流入，上口流出（下进上出）； 7.先通水，后加热。 【例14】实验小组尝试从海藻中提取碘，下列仪器或装置不能达到实验目的的是 A．捣碎干海藻 B．灼烧海藻 C．萃取含碘溶液 D．蒸馏浸出液 【例15】下列有关实验原理和装置能达到实验目的的是 碎瓷片 A.萃取溴水中的溴并分液 B.分离乙酸和乙醇 C.制取乙酸乙酯 D.除去乙酸乙酯中的乙酸 方法二：电渗析法 浓海水 淡水 方法三：离子交换法 必须先经过阳离子交换树脂，再经过阴离子交换树脂 方法四：反渗透法 反渗透膜（RO膜）孔径为纳米级。一定的压力下，水分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜。 【例16】离子交换法净化水的过程如图所示，下列说法正确的是 A．通过阳离子交换树脂后，水中阳离子总数不变 B．通过阴离子交换树脂后，水中只有被除去 C．经过净化处理后，水的导电性减弱 D．若将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂位置互换，可提高水的净化效率 【例17】海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜。下列对加压后右侧海水成分变化分析正确的是 A.溶质质量增加 B.溶液质量不变 C.溶剂质量减少 D.溶质质量分数不变 考点08 煤、石油和天然气的综合利用 一、煤 1、组成 物质组成：由有机物和少量无机物组成的复杂混合物 元素组成：主要为C元素，还含有少量H、O、N、S等元素。 煤直接作燃料—利用率低并污染环境 2、煤的综合利用（煤的干馏、煤的气化、煤的液化） （1）煤的干馏（化学变化） 定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。 主要产物（固、液、气都有）： ①出炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯) ②煤焦油 ③焦炭 干馏产品 主要成分 主要用途 出炉 煤气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料 粗氨水 氨、铵盐 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材料 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 染料、医药、农药、合成材料 沥青 筑路材料、制碳素电极 焦炭 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 （2）煤的气化（化学变化） 定义：将煤转化为可燃性气体的过程。 主要反应：C + H2O(g) CO + H2 (吸热反应) 水煤气成分：CO、H2（CO2、H2O） （3）煤的液化（化学变化，了解即可） 直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料（例如烃类） 间接液化： C + H2O(g) CO + H2 【问题】煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？ 不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。 【例18】判断正误 (1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(　　) (2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　　) (3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(　　) (4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(　　) (5)煤的气化和液化都是物理变化(　　) ×××√× 【例19】下列说法不正确的是(　　) A.煤的干馏是化学变化 B.煤液化后可以得到甲醇等液体燃料 C.煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源 D.根据煤的干馏产品，可推知煤中含有C、H、O、N等元素 2、 3、 石油 1.组成 组成元素：主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、 氮等元素。 组成物类别：由多种碳氢化合物组成的混合物（碳、氢含量为97%~98%），主要是由各种化学性质比较稳定的烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物，没有固定的熔沸点。 2.石油的综合利用（分馏、裂化/裂解、催化重整） （1）分馏（物理变化）：根据物质的沸点的不同进行分离的过程。 分馏出来的各种成分叫馏分。 每一种馏分仍然是多种烃的混合物。 直馏汽油 常压蒸馏：以原油为原料，产品为石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。 减压蒸馏：以重油为原料，产品为柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青等。 减压蒸馏是利用外界压强越小，物质的沸点越低的原理，降低分馏塔里的压强，使重油(常压下沸点在360 ℃以上)在低温下也能充分分馏，防止重油在高温下炭化结焦。 （2）裂化（化学变化） 原料：重油或石蜡 目的：提高汽油等轻质液体燃料的产量 注：裂化汽油含不饱和烃 （3）裂解（化学变化，深度的裂化） 原料：石油分馏产品（包括石油气） 目的：为了获得更多的重要化工原料（气态短链烃） 裂解气的成分(三烯二烷) ：主要是乙烯、丙烯、丁烯、甲烷、乙烷等。 （4）催化重整（化学变化） 石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。 目的：使链状烃转化为环状烃。 产品：苯或甲苯等化工原料。 补充：化学中“六气”的比较 高炉煤气 水煤气 天然气 液化石油气 焦炉气 裂解气 主 要 成 分 CO  CO2 CO H2 CO2 H2O CH4 C3H8  C4H10 等 H2  CO   CH4    C2H4  C2H4  C3H6  C4H8 CH4   C2H6 4、 天然气 主要成分：CH4 可燃冰：CH4•nH2O 综合利用（了解） 1.合成氨 2.合成甲醇 3.合成多碳有机化合物 【例20】下列有关石油加工的叙述中，正确的是( ) A．石油属于可再生矿物能源 B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量和质量 C．石油分馏所得的馏分是一种具有固定熔、沸点的纯净物 D．石油的分馏、裂化和裂解都是化学变化 【例21】大庆油田古龙页岩油勘探取得重大战略性突破，新增石油预测地质储量12.68亿吨，成就了几代大庆人“大庆底下找大庆”的梦想。页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源，下列有关石油的说法不正确的是( ) A．石油经分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油都是纯净物 B．石油经裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要化工原料 C．运输原油的钢管被原油中的含硫化合物腐蚀属于化学腐蚀 D．石油的催化重整是将链状烃转化为环状烃，可获得芳香烃 【例22】下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是( ) A．天然气只能用做燃料 B．水煤气是通过煤的干馏得到的气体燃料 C．石油的裂解产品主要是用于化工生产 D．煤的气化和液化是为了得到清洁燃料 【例23】（24-25高二上·浙江宁波·期中）煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，下列有关说法正确的是( ) A．煤的干馏是指将煤在空气中加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化 B．天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等 C．石油经分馏得到的轻质油难以满足社会需求，需要通过裂解将重油裂解为汽油等轻质油 D．煤的气化是将煤隔绝空气加热到一定温度得到气体燃料的过程 【例24】（2024高三·江苏·专题练习）下列有关石油加工和煤的干馏的叙述中，正确的是( ) A．石油分馏所得的馏分是各种单一的烷烃，具有固定的沸点 B．石油裂解的主要目的是提高轻质油的产量和质量 C．煤的干馏主要得到焦炉煤气、煤焦油和焦炭 D．石油分馏塔从上到下的分馏产品依次是重油、柴油、煤油、汽油、石油气 【例25】（23-24高二下·广西贵港·期中）石油分馏、裂化、裂解是石油常见的加工方法，下列说法正确的是( ) A．石油分馏时发生了化学变化 B．石油常压分馏可以获得较多的轻质油和短链烯烃 C．石油的裂化和裂解属于化学变化 D．石油裂解的主要目的是获得重柴油、润滑油、石蜡等 【例26】（24-25高二上·山西晋中·开学考试）煤被誉为“工业的粮食”，石油被誉为“工业的血液”。下列关于煤和石油加工的说法正确的是( ) A．煤的干馏产物主要是各类有机物 B．石油的裂解、分馏都属于化学变化 C．煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯 D．石油的裂化说明长链烃在高温下可以断裂为短链烃 第 17 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $$