第一节 自然资源的开发利用（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】 化学人教版必修第二册

第一节 自然资源的开发利用 题型01金属材料及利用 题型02 金属的冶炼原理 题型03 海水资源的开发利用 题型04 煤、石油和天然气的综合利用 题型01 金属材料及利用 1．金属在自然界中的存在形态 （1）极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。 （2）绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。 2．合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般大于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 （1）铁合金 根据含碳量的不同，铁合金分为生铁和钢。如不锈钢是一种最常见的合金钢，合金元素主要是铬和镍。 （2）铝合金 向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 （3）新型合金 用于贮氢的新型合金Ti­Fe合金和La­Ni合金；钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 3．正确选用金属材料的一般思路 （1）金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。 （2）所选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、导电性、导热性、强度等。 （3）材料的稳定性、日常维护、对环境的影响等应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、碱、盐环境下的化学稳定性及耐腐蚀性等。 （4）材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。 【典例1】（2025·广东清远·一模）历史文物彰显了中华民族悠久与灿烂的文化。下列历史文物的主要成分属于金属材料的是 A B C D 鲁国大玉璧 汝窑天蓝釉刻花鹅颈瓶 “孙子兵法”竹简 战国金怪兽 【变式1-1】（25-26高一上·广东湛江·期末）2025年我国九三阅兵仪式意义重大，参阅武器装备非常吸睛。下列用于一些武器装备的材料属于金属材料的是 A．钛合金部件 B．聚酰亚胺薄膜 C．碳纤维复合材料 D．氮化硅陶瓷轴承 【变式1-2】（25-26高一上·山东·月考）合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于交通工具、航空航天等领域。下列有关合金的说法中，不正确的是 A．硬铝可用于制造飞机的外壳 B．钛合金可用于制造“蛟龙”号的耐压球壳 C．不锈钢可用于制造地铁列车的车体 D．所有金属元素被称为“冶金工业的维生素” 【变式1-3】（24-25高一下·广东·期末）钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、耐压且强度高、不易腐蚀、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是 A．用来制造人造骨 B．用于制造潜水艇外壳 C．用于制造高端自行车车架 D．用来作保险丝 题型02 金属的冶炼原理 1．金属冶炼的一般原理 将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金属单质。即Mn＋＋ne－===M。 2．金属的冶炼方法 （1）金属活泼性与冶炼方法的关系如下： （2）金属的冶炼方法 热分解法 分解HgO 2HgO2Hg＋O2↑ 分解Ag2O 2Ag2O4Ag＋O2↑ 电解法 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 热还原法 高炉炼铁 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 铝热法炼铁 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 其他方法 湿法炼铜 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 火法炼铜 Cu2S＋O22Cu＋SO2 【典例2】（24-25高一下·天津南开·期末）下列关于金属冶炼方法的说法错误的是 A．因为氧化铝熔点高，工业上用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝 B．用热还原法冶炼金属铁时，可选用一氧化碳、铝等作还原剂 C．可通过加热氧化汞分解得到金属汞 D．湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜溶液发生置换反应 【变式2-1】下（24-25高一下·福建漳州·期末）下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．金属镁、铝都可以用电解熔融氯化物方法制得 B．可用铝热反应来冶炼金属镁 C．将金属钠加入溶液中制得金属钛 D．金属银、汞可用热分解法冶炼 【变式2-2】（24-25高一下·四川眉山·期末）下列关于金属冶炼的说法错误的是 A．HgO受热分解，工业上可用热分解法制汞 B．工业上常用电解饱和食盐水制金属钠 C．铁的冶炼可以通过一氧化碳还原氧化铁来完成 D．铝热反应是指铝作还原剂将不如它活泼的其他金属从其化合物中置换出来 【变式2-3】（24-25高一下·河北保定·期末）下列关于金属冶炼的说法中正确的是 A．电解饱和食盐水制取钠 B．热还原法制取汞、银 C．利用铝热反应制取铬、锰 D．利用热分解法制取铜 题型03 海水资源的开发利用 1．海水水资源的开发利用 （1）利用途径：海水的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、离子交换法和膜分离法等。（3）海水的蒸馏 ①主要仪器：A冷凝管，B蒸馏烧瓶，C锥形瓶。 ②冷却水的流向：a口进，b口出（下口进，上口出）。 ③B中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。 2．海水制盐 （1）方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。 （2）原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶。 3．海水提溴 （1）生产流程图 （2）主要化学(离子)方程式 ①Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2； ②Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。 [知识拓展] 4．海带提碘 （1）海带中含有碘元素的检验原理 2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O，淀粉遇I2变蓝。 （2）从海带中提取碘的方法 ①工艺流程 ②主要的反应原理 Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 5．海水提镁 （1）工艺流程 （2）有关反应的化学方程式 制碱：①CaCO3CaO＋CO2↑； ②CaO＋H2O===Ca(OH)2； 沉淀：③MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋CaCl2； 酸化：④Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O； 蒸发浓缩、冷却结晶、脱水：⑤MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； 电解制Mg：⑥MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 【典例3】（25-26高一上·江苏南京·月考）海水中含有丰富的化学资源，可从中提取多种化工原料。某工厂对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下。 下列说法不正确的是 A．步骤①可先依次加入过量NaOH、和溶液，过滤后再加入盐酸调节pH B．步骤②发生的反应是氯碱工业的主要反应 C．步骤③发生反应的离子方程式为 D．工业上将溶液加热蒸干得到，电解获得金属镁 【变式3-1】（24-25高一下·四川绵阳·期末）海洋是一座巨大的化学资源宝库，下图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法错误的是 A．除去粗盐中的等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液溶液溶液→过滤→盐酸 B．母液中加入石灰乳可得 C．③④⑤的目的是为了富集溴元素 D．海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法 【变式3-2】（24-25高一下·吉林·期末）海洋中有丰富的水生生物和化学资源。海水资源综合利用的部分过程如图所示，下列说法正确的是 A．试剂Y为石灰乳，发生反应的离子方程式为Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+ B．操作M用到的玻璃仪器为蒸发皿、酒精灯、玻璃棒 C．步骤Ⅱ用Na2CO3溶液吸收3mol Br2转移电子物质的量为6mol D．除去粗盐中杂质离子(Ca2+、Mg2+、SO)加入试剂的顺序可以为Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液 【变式3-3】（24-25高一下·甘肃酒泉·期末）海洋是一个巨大的宝藏，海水的综合利用示意图如下。下列说法不正确的是 A．通过蒸馏、电渗析法和离子交换法可以将海水淡化 B．海水提溴过程中用吸收溴的离子方程式为 C．从海水中制取钾、镁、溴均涉及氧化还原反应 D．工业上，冶炼金属钠发生的化学反应为 题型04 煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的组成 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 2．煤的综合利用 （1）煤的干馏 ①定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，也叫煤的焦化。 ②主要产品：出炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)，煤焦油，焦炭。 （2）煤的气化 ①定义：将煤转化为可燃性气体的过程。 ②主要反应：C＋H2O(g)CO＋H2。 （3） 3．天然气的综合利用 4．石油的组成 由多种碳氢化合物组成的混合物。 5．石油的综合利用 （1）石油的分馏：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程，分馏后可获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。 （2）石油的裂化 ①目的：提高汽油的产量和质量。 ②原理(以C16H34为例)： C16H34C8H18＋C8H16。 （3）石油的裂解 ①目的：生成乙烯等气态化工原料。 ②原理：C8H18C4H10＋C4H8。 C4H10C2H6＋C2H4。 C4H10CH4＋C3H6。 （4）石油的催化重整 ①目的：使链状烃转化为环状烃。 ②产品：苯或甲苯等化工原料。 6．化石能源与合成高分子材料 （1）三大合成高分子材料包括：塑料、合成橡胶、合成纤维。 （2）以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如： ①乙烯制聚乙烯：nCH2==CH2CH2—CH2 ②丙烯制聚丙烯：nCH2==CH—CH3 7．化学“三馏”的比较 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气、高温下使物质分解 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 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点相近的各组分组成的混合物 反应类型 化学变化 物理变化 物理变化 8.石油“两裂” 【典例4】（24-25高一下·四川成都·期末）工业上以煤、石油等化石燃料为原料生产高分子材料。下列说法正确的是 A．石油的分馏，煤的气化和液化都是物理变化 B．煤的干馏可获得出炉煤气、煤焦油、焦炭等物质 C．硫化橡胶、合成纤维、光导纤维都是有机高分子材料 D．(聚氯乙烯)塑料老化过程中会发生加成反应 【变式4-1】（24-25高一下·北京·期中）下列说法不正确的是 A．石油分馏是物理变化 B．石油裂化得到的汽油是混合物 C．天然气是一种具有重污染性的燃料 D．水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料 【变式4-2】（24-25高一下·四川绵阳·期末）煤、石油和天然气的综合利用是人类研究的重大课题，下列过程属于物理变化的是 A．煤的干馏 B．煤的气化 C．石油裂解 D．石油分馏 【变式4-3】（24-25高一下·江西吉安·期末）有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是 A．煤炭是赋存于地下的再生性化石能源，素有“工业粮食”之称 B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物 C．①为煤的干馏，指的是将煤中有机物在高温下蒸馏出来，故为物理变化 D．②为煤的气化过程，产物中含有CO、H2和CH4等 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 自然资源的开发利用 题型01金属材料及利用 题型02 金属的冶炼原理 题型03 海水资源的开发利用 题型04 煤、石油和天然气的综合利用 题型01 金属材料及利用 1．金属在自然界中的存在形态 （1）极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。 （2）绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。 2．合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般大于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 （1）铁合金 根据含碳量的不同，铁合金分为生铁和钢。如不锈钢是一种最常见的合金钢，合金元素主要是铬和镍。 （2）铝合金 向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 （3）新型合金 用于贮氢的新型合金Ti­Fe合金和La­Ni合金；钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 3．正确选用金属材料的一般思路 （1）金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。 （2）所选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、导电性、导热性、强度等。 （3）材料的稳定性、日常维护、对环境的影响等应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、碱、盐环境下的化学稳定性及耐腐蚀性等。 （4）材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。 【典例1】（2025·广东清远·一模）历史文物彰显了中华民族悠久与灿烂的文化。下列历史文物的主要成分属于金属材料的是 A B C D 鲁国大玉璧 汝窑天蓝釉刻花鹅颈瓶 “孙子兵法”竹简 战国金怪兽 【答案】D 【解析】A．鲁国大玉璧主要成分为玉石，属于无机非金属材料，A错误；B．汝窑天蓝釉刻花鹅颈瓶为瓷器，主要成分为陶瓷，属于无机非金属材料，B错误；C．“孙子兵法”竹简的主要成分为纤维素，属于天然有机材料，C错误；D．战国金怪兽主要成分为黄金，黄金是纯金属，属于金属材料，D正确；故选D。 【变式1-1】（25-26高一上·广东湛江·期末）2025年我国九三阅兵仪式意义重大，参阅武器装备非常吸睛。下列用于一些武器装备的材料属于金属材料的是 A．钛合金部件 B．聚酰亚胺薄膜 C．碳纤维复合材料 D．氮化硅陶瓷轴承 【答案】A 【解析】A．钛合金是性能优良的金属材料，A符合题意；B．聚酰亚胺薄膜是有机高分子材料，不属于金属材料，B不符合题意；C．碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂等基体复合而成的复合材料，不属于金属材料，C不符合题意；D．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料，不属于金属材料，D不符合题意；故选A。 【变式1-2】（25-26高一上·山东·月考）合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于交通工具、航空航天等领域。下列有关合金的说法中，不正确的是 A．硬铝可用于制造飞机的外壳 B．钛合金可用于制造“蛟龙”号的耐压球壳 C．不锈钢可用于制造地铁列车的车体 D．所有金属元素被称为“冶金工业的维生素” 【答案】D 【解析】A．硬铝是铝合金，密度小、强度高，适合制造飞机外壳，A正确；B．钛合金强度高、耐腐蚀，能承受深海高压，用于“蛟龙”号耐压球壳，B正确；C．不锈钢耐腐蚀、强度好，常用于地铁车体等交通工具，C正确；D．“冶金工业的维生素”特指稀土元素，而非所有金属元素，D错误；故选D。 【变式1-3】（24-25高一下·广东·期末）钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、耐压且强度高、不易腐蚀、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是 A．用来制造人造骨 B．用于制造潜水艇外壳 C．用于制造高端自行车车架 D．用来作保险丝 【答案】D 【解析】A．钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可用来制造人造骨，A不符题意；B．钛合金耐压且强度高，可用于制造潜水艇外壳，B不符题意；C．钛合金密度小、耐压且强度高、不易腐蚀、易于加工，可用于制造高端自行车车架，C不符题意；D．保险丝应该用熔点比较低的金属材料制作，而钛合金熔点高，所以不适合制成保险丝，D符合题意；答案选D。 题型02 金属的冶炼原理 1．金属冶炼的一般原理 将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金属单质。即Mn＋＋ne－===M。 2．金属的冶炼方法 （1）金属活泼性与冶炼方法的关系如下： （2）金属的冶炼方法 热分解法 分解HgO 2HgO2Hg＋O2↑ 分解Ag2O 2Ag2O4Ag＋O2↑ 电解法 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 热还原法 高炉炼铁 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 铝热法炼铁 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 其他方法 湿法炼铜 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 火法炼铜 Cu2S＋O22Cu＋SO2 【典例2】（24-25高一下·天津南开·期末）下列关于金属冶炼方法的说法错误的是 A．因为氧化铝熔点高，工业上用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝 B．用热还原法冶炼金属铁时，可选用一氧化碳、铝等作还原剂 C．可通过加热氧化汞分解得到金属汞 D．湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜溶液发生置换反应 【答案】A 【解析】A．工业上冶炼铝是电解熔融的氧化铝（加入冰晶石降低熔点），而非氯化铝，因为氯化铝熔融态不导电，A错误；B．热还原法冶炼铁可用CO（如高炉炼铁）或铝（铝热反应）作还原剂，符合实际，B正确；C．氧化汞受热易分解为汞和氧气（），汞的冶炼方法正确，C正确；D．湿法炼铜通过铁置换硫酸铜中的铜（），属于置换反应，D正确；故选A。 【变式2-1】下（24-25高一下·福建漳州·期末）下列关于金属冶炼的说法正确的是 A．金属镁、铝都可以用电解熔融氯化物方法制得 B．可用铝热反应来冶炼金属镁 C．将金属钠加入溶液中制得金属钛 D．金属银、汞可用热分解法冶炼 【答案】D 【解析】A．铝不能通过电解熔融氯化物制得，因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电，工业上电解的是Al2O3；镁可通过电解熔融MgCl2制得，A错误；B．铝热反应用于冶炼比铝不活泼的金属，而镁的金属活动性强于铝，铝无法还原MgO，B错误；C．钠会优先与水反应，无法置换TiCl4溶液中的钛，正确方法是用熔融态钠还原TiCl4，C错误；D．银和汞属于不活泼金属，其氧化物（如Ag2O、HgO）受热易分解，可用热分解法冶炼，D正确；故选D。 【变式2-2】（24-25高一下·四川眉山·期末）下列关于金属冶炼的说法错误的是 A．HgO受热分解，工业上可用热分解法制汞 B．工业上常用电解饱和食盐水制金属钠 C．铁的冶炼可以通过一氧化碳还原氧化铁来完成 D．铝热反应是指铝作还原剂将不如它活泼的其他金属从其化合物中置换出来 【答案】B 【解析】A．HgO受热易分解生成Hg和O2，工业上可用热分解法冶炼汞，A正确；B．工业上制金属钠需电解熔融NaCl，B错误；C．铁的冶炼通过CO还原Fe2O3生成Fe和CO2，属于还原法，C正确；D．铝热反应中铝作为还原剂，可置换出比其不活泼的金属（如Fe、Cr等），D正确；故选B。 【变式2-3】（24-25高一下·河北保定·期末）下列关于金属冶炼的说法中正确的是 A．电解饱和食盐水制取钠 B．热还原法制取汞、银 C．利用铝热反应制取铬、锰 D．利用热分解法制取铜 【答案】C 【解析】A．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，无法制取金属钠；钠需通过电解熔融氯化钠获得，A错误；B．利用热分解法制取汞、银，即加热氧化汞分解制取汞，加热氧化银分解制取银，B错误；C．铝是较活泼的金属，具有较强的还原性，可利用铝热反应制取钒、铬、锰，C正确；D．利用热还原法制取铜，即用一氧化碳或氢气还原氧化铜制取铜，D错误；故选C。 题型03 海水资源的开发利用 1．海水水资源的开发利用 （1）利用途径：海水的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、离子交换法和膜分离法等。（3）海水的蒸馏 ①主要仪器：A冷凝管，B蒸馏烧瓶，C锥形瓶。 ②冷却水的流向：a口进，b口出（下口进，上口出）。 ③B中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。 2．海水制盐 （1）方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。 （2）原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶。 3．海水提溴 （1）生产流程图 （2）主要化学(离子)方程式 ①Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2； ②Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。 [知识拓展] 4．海带提碘 （1）海带中含有碘元素的检验原理 2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O，淀粉遇I2变蓝。 （2）从海带中提取碘的方法 ①工艺流程 ②主要的反应原理 Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 5．海水提镁 （1）工艺流程 （2）有关反应的化学方程式 制碱：①CaCO3CaO＋CO2↑； ②CaO＋H2O===Ca(OH)2； 沉淀：③MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋CaCl2； 酸化：④Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O； 蒸发浓缩、冷却结晶、脱水：⑤MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； 电解制Mg：⑥MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 【典例3】（25-26高一上·江苏南京·月考）海水中含有丰富的化学资源，可从中提取多种化工原料。某工厂对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下。 下列说法不正确的是 A．步骤①可先依次加入过量NaOH、和溶液，过滤后再加入盐酸调节pH B．步骤②发生的反应是氯碱工业的主要反应 C．步骤③发生反应的离子方程式为 D．工业上将溶液加热蒸干得到，电解获得金属镁 【答案】D 【分析】由流程可知：海水通过晒盐得到粗盐，精制后电解饱和食盐水是氯碱工业，制备氯气、烧碱；向苦卤中先通入氯气，把溴离子氧化为溴单质，然后通入热空气吹出溴单质，处理后得到单质溴；得到溶液中加入氢氧化钙沉淀分离出氢氧化镁沉淀，氢氧化镁用盐酸溶解得到氯化镁溶液，以此分析解答。 【解析】A．加入过量NaOH发生Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓；加入过量BaCl2发生+Ba2+=BaSO4↓；加入过量Na2CO3溶液发生Ca2++=CaCO3↓、Ba2++=BaCO3↓，过滤后用盐酸除掉过量的、OH-，调节pH，则Na2CO3一定要在BaCl2溶液之后加入，A正确；B．步骤②为电解氯化钠溶液，得到氢气、氯气、氢氧化钠，是氯碱工业的主要反应，B正确；C．根据题意，步骤③用碳酸钠吸收单质溴生成溴化钠和溴酸钠，离子方程式为：，C正确；D．氯化镁加热蒸干的产物是氢氧化镁，D错误；故选D。 【变式3-1】（24-25高一下·四川绵阳·期末）海洋是一座巨大的化学资源宝库，下图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法错误的是 A．除去粗盐中的等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液溶液溶液→过滤→盐酸 B．母液中加入石灰乳可得 C．③④⑤的目的是为了富集溴元素 D．海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法 【答案】A 【分析】由流程可知，海水晒盐得到粗盐、淡水和母液；①为粗盐精制，加入试剂的顺序是：BaCl2溶液（除去）→NaOH溶液（除去）→Na2CO3溶液（除去和残留的氯化钡）→过滤后加盐酸（除去剩余的氢氧化钠和碳酸钠）得到精盐；第②步中氢氧化镁先与HCl反应生成氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，再在HCl气流中加热获得无水氯化镁，在HCl气流中加热防止水解，电解熔融氯化镁制取Mg；第③步将溴离子被氧化为溴单质，第④步中溴单质被还原为溴离子，第⑤步中溴离子再被氧化为溴单质，此过程的目的是浓缩、富集溴单质，以此来解答。 【解析】A．根据分析可知，加入试剂的顺序为：BaCl2溶液（除去）→NaOH溶液（除去）→Na2CO3溶液（除去和残留的氯化钡）→过滤后加盐酸（除去剩余的氢氧化钠和碳酸钠）得到精盐，A错误；B．母液中含有，加入石灰乳可生成沉淀，B正确；C．第③步将溴离子被氧化为溴单质，第④步中溴单质被还原为溴离子，第⑤步中溴离子再被氧化为溴单质，此过程的目的是浓缩、富集溴单质，C正确；D．海水淡化有多种方法，主要有蒸馏法、反渗透法和电渗析法，D正确；故选A。 【变式3-2】（24-25高一下·吉林·期末）海洋中有丰富的水生生物和化学资源。海水资源综合利用的部分过程如图所示，下列说法正确的是 A．试剂Y为石灰乳，发生反应的离子方程式为Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+ B．操作M用到的玻璃仪器为蒸发皿、酒精灯、玻璃棒 C．步骤Ⅱ用Na2CO3溶液吸收3mol Br2转移电子物质的量为6mol D．除去粗盐中杂质离子(Ca2+、Mg2+、SO)加入试剂的顺序可以为Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液 【答案】A 【分析】海水通过晒盐，得到粗盐、卤水、淡水，粗盐精制后通过电解饱和食盐水可以制备氢气、氯气、烧碱；卤水中主要是含有氯化镁，卤水中通入氯气氧化其中的Br-得到Br2，低浓度的Br2溶液通入热空气吹出Br2单质，再用Na2CO3吸收，得到溶液，再加硫酸，发生归中反应生成Br2；石灰乳和卤水发生复分解反应沉淀分离出Mg(OH)2沉淀，Mg(OH)2用盐酸溶解得到MgCl2溶液﹐通过蒸发浓缩冷却结晶得到MgCl2晶体，再在一定条件下脱水得到无水氯化镁，最后电解熔融MgCl2得到金属Mg，据此分析解答。 【解析】A．根据分析，试剂Y为石灰乳，石灰乳和卤水发生复分解反应沉淀分离出Mg(OH)2沉淀，发生反应的离子方程式为Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+，A正确；B．操作M为蒸馏，用到的玻璃仪器应为酒精灯、蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、牛角管等，B错误；C．步骤Ⅱ用Na2CO3溶液吸收 ，发生歧化反应：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，吸收3mol Br2转移电子物质的量为5mol ，C错误；D．除去粗盐中的杂质离子时，为保证杂质离子被除尽，所加试剂要过量，过量的离子也应除去，用氯化钡可除去硫酸根离子，用碳酸钠可除去钙离子和过量的钡离子，用氢氧化钠可除去镁离子，然后将沉淀一并滤出，故加入的试剂先后顺序可以为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液（注意碳酸钠必须在氯化钡之后加入），D错误；故选A。 【变式3-3】（24-25高一下·甘肃酒泉·期末）海洋是一个巨大的宝藏，海水的综合利用示意图如下。下列说法不正确的是 A．通过蒸馏、电渗析法和离子交换法可以将海水淡化 B．海水提溴过程中用吸收溴的离子方程式为 C．从海水中制取钾、镁、溴均涉及氧化还原反应 D．工业上，冶炼金属钠发生的化学反应为 【答案】B 【分析】海水通过一系列的加工处理，可以得到多种有用的物质，实现海水的综合利用。海水经淡化后可转化为淡水；海水可用于火电厂、核电厂的循环冷却水；从海水中提取钾盐，然后通过一定的方法可将钾盐转化为钾；从海水中提取溴化物，然后可将溴化物转化为溴；从海水中提取镁盐，然后可将镁盐转化为镁；从海水中提取食盐，食盐可以进一步加工得到纯碱、烧碱、钠(电解熔融NaCl)、氢气(电解饱和NaCl溶液)和氯气(电解熔融NaCl或电解饱和NaCl溶液)等产品。 【解析】A．蒸馏法是通过加热海水使水蒸发，然后将水蒸气冷凝得到淡水，海水中的盐分等杂质留在蒸馏装置中；电渗析法是利用离子交换膜的选择透过性，在外加电场作用下，使海水中的离子定向迁移，从而实现海水淡化；离子交换法是利用离子交换树脂，将海水中的钠离子、镁离子等阳离子和氯离子、硫酸根等阴离子交换出来，从而得到淡水，故A正确；B．和溴单质发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸，氢溴酸(HBr)属于一元强酸，在书写离子反应方程式时要拆成和，所以反应的离子方程式应为，故B错误；C．海水中的钾、镁、溴元素以离子形式存在，从海水中制取钾、镁、溴单质时，元素化合价发生变化，均涉及氧化还原反应，故C正确；D．金属钠很活泼，工业上通过电解熔融态的氯化钠来冶炼金属钠，则冶炼金属钠发生的化学反应为，故D正确；故选B。 题型04 煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的组成 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 2．煤的综合利用 （1）煤的干馏 ①定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，也叫煤的焦化。 ②主要产品：出炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)，煤焦油，焦炭。 （2）煤的气化 ①定义：将煤转化为可燃性气体的过程。 ②主要反应：C＋H2O(g)CO＋H2。 （3） 3．天然气的综合利用 4．石油的组成 由多种碳氢化合物组成的混合物。 5．石油的综合利用 （1）石油的分馏：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程，分馏后可获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。 （2）石油的裂化 ①目的：提高汽油的产量和质量。 ②原理(以C16H34为例)： C16H34C8H18＋C8H16。 （3）石油的裂解 ①目的：生成乙烯等气态化工原料。 ②原理：C8H18C4H10＋C4H8。 C4H10C2H6＋C2H4。 C4H10CH4＋C3H6。 （4）石油的催化重整 ①目的：使链状烃转化为环状烃。 ②产品：苯或甲苯等化工原料。 6．化石能源与合成高分子材料 （1）三大合成高分子材料包括：塑料、合成橡胶、合成纤维。 （2）以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如： ①乙烯制聚乙烯：nCH2==CH2CH2—CH2 ②丙烯制聚丙烯：nCH2==CH—CH3 7．化学“三馏”的比较 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气、高温下使物质分解 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 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点相近的各组分组成的混合物 反应类型 化学变化 物理变化 物理变化 8.石油“两裂” 【典例4】（24-25高一下·四川成都·期末）工业上以煤、石油等化石燃料为原料生产高分子材料。下列说法正确的是 A．石油的分馏，煤的气化和液化都是物理变化 B．煤的干馏可获得出炉煤气、煤焦油、焦炭等物质 C．硫化橡胶、合成纤维、光导纤维都是有机高分子材料 D．(聚氯乙烯)塑料老化过程中会发生加成反应 【答案】B 【解析】A．石油分馏是物理变化，但煤的气化和液化涉及化学反应生成新物质，属于化学变化，A错误；B．煤的干馏是在隔绝空气条件下将煤分解生成出炉煤气、煤焦油和焦炭等产物的过程，B正确；C．光导纤维主要成分为二氧化硅，属于无机非金属材料；而硫化橡胶、合成纤维属于有机高分子材料，C错误；D．PVC老化主要是脱HCl的分解反应，且PVC中不存在碳碳双键结构，不能发生加成反应，D错误；故答案为：B。 【变式4-1】（24-25高一下·北京·期中）下列说法不正确的是 A．石油分馏是物理变化 B．石油裂化得到的汽油是混合物 C．天然气是一种具有重污染性的燃料 D．水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料 【答案】C 【解析】A．石油分馏通过沸点差异分离组分，无新物质生成，属于物理变化，A正确；B．石油裂化将大分子烃分解为小分子烃，汽油含多种烃类，是混合物，B正确；C．天然气主要成分为甲烷，燃烧产物污染较少，属于清洁燃料，C错误；D．水煤气是煤与高温水蒸气反应生成CO和氢气，属于煤的气化产物，D正确；故选C。 【变式4-2】（24-25高一下·四川绵阳·期末）煤、石油和天然气的综合利用是人类研究的重大课题，下列过程属于物理变化的是 A．煤的干馏 B．煤的气化 C．石油裂解 D．石油分馏 【答案】D 【解析】A．煤的干馏是煤在隔绝空气条件下高温分解生成焦炭、煤焦油等新物质的过程，属于化学变化，A错误；B．煤的气化是将煤转化为CO、H2等可燃性气体的过程，涉及化学反应，B错误；C．石油裂解是通过高温使长链烃断裂为短链烃（如乙烯），生成新物质，属于化学变化，C错误；D．石油分馏是根据各组分沸点不同进行分离，无新物质生成，属于物理变化，D正确；故选D。 【变式4-3】（24-25高一下·江西吉安·期末）有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是 A．煤炭是赋存于地下的再生性化石能源，素有“工业粮食”之称 B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物 C．①为煤的干馏，指的是将煤中有机物在高温下蒸馏出来，故为物理变化 D．②为煤的气化过程，产物中含有CO、H2和CH4等 【答案】D 【分析】煤干馏得到出炉煤气、煤焦油和固体A，固体A与水在高温条件下反应得到水煤气，则A为焦炭；【解析】A．煤炭属于不可再生资源，再生性描述不正确，虽“工业粮食”称谓正确，A错误；B．煤中不含苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，B错误；C．①为煤的干馏，指的是将煤中有机物在高温下蒸馏出来，发生一系列复杂的物理化学变化，C错误；D．②为煤的气化过程，焦炭与水反应，产物中含有CO、H2和CH4等，D正确；答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $