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

8.1 自然资源的开发利用 题型01 金属与合金性能比较 题型02 常见金属的冶炼 题型03 金属材料的应用 题型04 石油分馏 题型05 石油的裂化裂解 题型06 煤的综合利用 题型07 海水提取 题型01 金属与合金性能比较 1. 硬度 合金远大于其组成纯金属，如黄铜（铜锌合金）硬度＞纯铜，硬铝（铝镁硅合金）硬度＞纯铝。 2. 熔点 合金低于其组成纯金属，如焊锡（锡铅合金）熔点低，可焊接金属；武德合金熔点更低，作保险丝。 3. 强度与韧性 合金的机械强度、韧性优于纯金属，如钢（铁碳合金）抗拉强度远大于纯铁，可制作结构件。 4. 抗腐蚀性 多数合金抗腐蚀性更强，如不锈钢（铁铬镍合金）耐锈蚀，纯铁易生锈；铝合金抗腐蚀优于纯铝。 5. 导电性、导热性 合金的导电、导热性弱于其组成纯金属，纯银/铜是最佳导电体，合金一般不用于精密导电部件。 6. 密度与延展性 合金密度多介于组成金属之间，延展性通常低于纯金属，纯金、纯铜延展性极好，合金则更塑形稳定。 核心规律 合金通过改变纯金属的原子排列（打破均匀有序结构），使原子间相对滑动更困难，因此硬度、强度提升，熔点、延展性下降，同时可通过调整成分比例，定制所需特殊性能（如抗腐蚀、耐高温）。 【典例1】（25-26高一上·天津滨海新·月考）下列有关合金的说法不正确的是 A．生铁和钢是两种铁碳合金，含碳量生铁小于钢 B．硬铝合金密度小强度大，可用于制造飞机部件 C．合金与纯金属相比，结构发生变化 D．镧镍合金能吸收氢气，实现氢气的安全存储与运输 【变式1-1】（23-24高一上·天津·阶段练习）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比纯铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为，俗称铁红 【变式1-2】（23-24高一上·天津静海·阶段练习）下列物质性质与用途对应关系正确的是 A．“84”消毒液具有强氧化性，能用于饮用水杀菌消毒 B．硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，常用于制造飞机外壳 C．碳酸钠的溶液显碱性，医疗上可用作中和胃酸 D．用盐酸除铁锈，是因为溶于水后，其溶液显碱性 【变式1-3】（23-24高一上·天津·阶段练习）下列关于铝及其化合物的叙述不正确的是 A．工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜 B．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出氢气在同温同压下体积比为1：1 C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 D．铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属 题型02 常见金属的冶炼 1、金属的冶炼 （1）金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属以 形式存在外，绝大多数金属元素以 形式存在。 （2）金属冶炼 ①概念：将金属矿物中的金属从其化合物中 出来的过程。 ②原理：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子 电子被 成金属原子，从而获得金属单质。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （3）金属冶炼的一般步骤 ①富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 ②冶炼：利用氧化还原反应，用还原剂把矿石中的金属离子还原成单质。 ③精炼：提纯金属。 （4）金属冶炼的化学方法——金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。 ①热分解法——冶炼不活泼金属 a.分解HgO制取Hg： b.分解Ag2O制取Ag： ②热还原法：金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： a.CO还原Fe2O3： ； b.H2还原WO3： ； c.C还原ZnO： 。 ③电解法——冶炼活泼金属 a.冶炼钠： b.冶炼镁： c.冶炼铝： 注：金属活动性与冶炼方法的关系 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 金属原子失电子能力 金属离子得电子能力 主要冶炼方法 ④其他方法 a.湿法炼铜：Fe与CuSO4溶液反应制取铜的化学方程式为 b.火法炼铜：Cu2S在空气中高温灼烧可得到Cu： （5）金属提炼的物理方法——富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如 。 【特别提醒】（1）熟记金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系，对解决该部分题目非常关键。同时，利用好规律“单强离弱”，即金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。 （2）金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发利用的时间就较早。同理，金属的位置越靠前，人们开发利用的时间就较晚。 2、铝热反应——铝热反应实验中的有关问题 实验装置 实验现象 ①镁带 ，放出大量的 ，并发出耀眼的 ，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被 ，有 落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如 等；②金属 ，如野外焊接钢轨等 （1）原理：Al是 剂，另一种氧化物是 剂。 （2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属 为金属单质。 （3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈 且易与Al2O3 。 （4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的 。 （5）应用：冶炼 金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 【特别提醒】（1）熟记金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系，对解决该部分题目非常关键。同时，利用好规律“单强离弱”，即金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。 （2）金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发利用的时间就较早。同理，金属的位置越靠前，人们开发利用的时间就较晚。 【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】（24-25高一下·天津南开·期末）化学与生产、生活、科技、环保等息息相关，下列叙述不正确的是 A．用海水为原料制得精盐，再电解熔融态的 NaCl可制得金属钠 B．乙酰水杨酸具有解热镇痛作用，将其与某高分子聚合物连接起来可得到缓释药物 C．煤的干馏和石油的分馏都属于物理变化 D．“氮氧化合物是一类主要的大气污染物，可用氨气在一定条件下处理氮氧化合物 【变式2-2】（24-25高三上·天津·期中）下列过程中，不涉及氧化还原反应的是 A．利用加热的方法提纯(杂质为) B．黄铁矿制硫酸 C．海水提溴 D．利用铝热反应冶炼铁、铬、锰等金属 【变式2-3】（24-25高三上·天津蓟州·阶段练习）类推是中学化学中重要的思维方法。下列类推结论正确的是 A．电解熔融NaCl制取Na，故电解熔融也能制取Mg B．氧化钠加入酚酞溶液中，使其变红；过氧化钠加入酚酞溶液中，也使其变红且不褪色 C．铝和硫加热得到，故铁和硫加热得到 D．次氯酸钙溶液和反应生成和HClO，故次氯酸钙和反应生和HClO 题型03 金属材料的应用 一、分类及核心特性 1. 纯金属：导电性/导热性/延展性好，如Cu（导线）、Al（散热片）、Au/Ag（精密仪器）、Fe（纯铁软，少单独用） 2. 合金（金属+金属/非金属）：硬度更高、熔点更低、抗腐蚀性更强，是工业主流，如铁合金、铝合金、铜合金、钛合金 二、常见金属/合金及典型应用 1. 铁合金（生铁/钢，用量最大） 生铁（含C2%~4.3%）：硬而脆，铸造成型（铁锅、机床底座） 钢（含C0.03%~2%）：韧性/可塑性好，分碳素钢（建筑、刀具）和合金钢（不锈钢<Cr/Ni>：餐具、医疗器械；锰钢：钢轨、挖掘机铲斗） 2. 铝合金 质轻、强度高、抗腐蚀，用于航空航天（飞机机身）、交通工具（汽车轮毂）、日常（门窗、易拉罐） 3. 铜合金 黄铜（Cu+Zn）：耐磨、易加工，阀门、水管、乐器 青铜（Cu+Sn）：硬度高、抗腐蚀，古代器皿、轴承 白铜（Cu+Ni）：抗腐蚀、光泽好，精密仪器、饰品 4. 钛合金 密度小、强度高、抗腐蚀、与人体相容性好，航空航天、医疗器械（人工关节）、海洋工程 三、金属材料选择原则（核心考点） 1. 主要用途：如导电用Cu/Al，承重用钢/钛合金 2. 物理性质：密度、硬度、熔点、导电性/导热性 3. 化学性质：抗腐蚀性（如潮湿环境用不锈钢）、与酸/碱的反应 4. 价格：性价比优先（如不用纯金做导线） 5. 资源：储量是否丰富（如铁铝储量大，应用广） 6. 加工难度：是否易铸造、焊接、拉伸 7. 对环境的影响：是否有毒、是否易回收 四、金属的腐蚀与防护（应用重点） 1. 主要腐蚀：铁的生锈（与O₂、H₂O同时接触，生成Fe₂O₃·xH₂O） 2. 防护方法 物理方法：涂油、刷漆、镀金属（镀锌/铬）、烤蓝 化学方法：改变内部结构（制成不锈钢） 电化学方法：牺牲阳极法（如轮船外壳焊锌块，Zn先腐蚀保护Fe） 五、金属资源的利用 1. 常见矿石：赤铁矿（Fe₂O₃）、磁铁矿（Fe₃O₄）、铝土矿（Al₂O₃）、黄铜矿（CuFeS₂） 2. 冶炼原则：活泼金属（Al/Mg）用电解法，较活泼（Fe/Cu）用热还原法，不活泼（Au/Ag）直接提纯 3. 回收利用：节约资源、减少污染（如废旧钢铁、铝制品回收） 【典例3】（23-24高一上·天津滨海新·期末）下列说法不正确的是 A．丹霞地貌的岩层因含而呈红色 B．火灾现场有大量钠时，要用干燥的沙土灭火 C．铝制餐具不宜用来长时间存放酸性或碱性食物 D．常见的一些合金的硬度比其成分金属的大 【变式3-1】（23-24高三上·天津南开·期末）下列叙述不正确的是 A．纯碱可用于制皂 B．二氧化硅可用于制造玻璃 C．纯铝可用于制造飞机的外壳 D．二氧化硫可用作食品添加剂 【变式3-2】（22-23高一上·天津和平·期末）下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是             A．飞机窝扇用的是耐高温的合金材料 B．蛟龙号载人舱是用钛合金制的 C．深海一号能源站钢架子 D．新能源汽车储氢材料 A．A B．B C．C D．D 【变式3-3】（22-23高一上·天津南开·期末）为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金材质，下列关于铝合金的说法不正确的是 A．铝合金属于混合物 B．铝合金属于金属材料 C．铝合金的熔点比金属铝低 D．鼻梁条使用铝合金，是利用其密度大、抗腐蚀性好的优点 题型04 石油分馏 1.石油的组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。 2.石油炼制方法 石油的 炼制方法 石油的分馏 石油的裂化 石油的裂解 石油的催化重整 原理 用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同 围的蒸馏产物 在催化剂存在的条件下，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： C16H34 在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃： C4H10CH4＋ 　C4H10C2H4＋ 在加热和催化剂作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃 目的 获得 、 、 等轻质油 提高 的产量，特别是 的产量。 获得 、 、 等重要的基本化工原料 获得 、 等产品 主要 原料 原油 重油 石油分馏产品(包括石油气) 石油中的脂肪链烃 主要 产品 汽油、煤油、柴油、重油 汽油、甲烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等 乙烯、丙烯等 苯、甲苯 主要变 化类型 3.蒸馏、分馏、干馏辨析： 名称 定义 适用范围 变化类型 蒸馏 把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作 被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯 分馏 对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏 多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分 干馏 把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程 【典例4】（25-26高三上·天津南开·期中）下列资源利用中，在给定工艺条件下转化关系错误的是 A．石油乙烯 B．煤煤油 C．石油汽油 D．油脂甘油 【变式4-1】（23-24高一下·天津滨海新·期末）下列过程不涉及化学变化的是 A．煤的液化 B．石油分馏 C．橡胶老化 D．粮食酿酒 【变式4-2】（2024·天津北辰·三模）下列过程发生了化学变化的是 A．钠元素的焰色试验呈黄色 B．利用CO2合成燃料实现“碳中和” C．石油分馏得到汽油、柴油等 D．液氦在临界温度下转变为超流氦 【变式4-3】（23-24高三上·天津南开·阶段练习）加油站有不同型号的汽油。下列说法正确的是 A．煤可以通过干馏转化为汽油 B．汽油是石油分馏的产物属于纯净物 C．重油通过催化裂化转化为汽油等物质 D．汽油、生物柴油的主要成分都是烃类 题型05 石油的裂化裂解 裂化与裂解对比 名称 裂化 裂解 原理 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 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 目的 【特别提醒】（1）由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。（2）煤的干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热。（3）煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，煤中并不含有小分子有机物苯、萘、蒽等；苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物煤焦油中含有的。 【典例5】（2025高一下·天津南开·学业考试）下列工业生产仅用物理变化就可实现的是 A．煤的气化 B．海水提溴 C．石油裂化 D．空气提氧 【变式5-1】（23-24高一下·天津·期末）下列过程属于物理变化的是 A．石油裂化 B．石油分馏 C．煤的焦化 D．煤的气化 【变式5-2】（22-23高一下·天津·期末）下列说法正确的是 A．石油分馏是物理变化，所得的汽油是纯净物 B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量 C．工业上常采用电解熔融制取金属铝 D．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物 【变式5-3】（22-23高一下·天津滨海新·期末）下列有关煤、石油和天然气的说法错误的是 A．煤的干馏为化学变化，石油的分馏为物理变化 B．“可燃冰”是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质 C．以煤或天然气为主要原料，均可以生产甲醇 D．通过石油裂化和裂解可以得到苯或甲苯等环状烃 题型06 煤的综合利用 1.煤的组成：煤是由 和少量 组成的复杂 物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、 、 等元素。 2.综合利用 方法 原理和产品 干馏 原理 将煤 使之分解的过程 产品 主要有 、 、 、 、焦炉气 气化 原理：将煤转化为 的过程，主要反应的化学方程式为 C＋H2O(g)CO＋H2 液化 直接液化：煤与氢气作用生成 间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成 等 【易错提醒】1.煤于馏是化学变化，其目的是获得多种化工原料，如焦炭、焦炉气、煤焦油等； 2.煤干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热； 3.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤中并不合有小分子有机物苯、萘，酚类等，苯、萘、酚类等物质是煤于馏的产物中含有的。 4.煤的气化、液化都是化学变化。 3.煤的干馏产品和用途 产品 主要成分 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 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料 沥清 碳素电极、筑路材料 焦炭 碳 电石、冶金、燃料、合成氨造气 4.煤的综合利用的意义 ①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的 、 、 和 等污染物的排放。 ②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成 的有效途径，煤的 也有很大的提高。 ③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的 原料。 【典例6】（2022高一下·天津南开·学业考试）下列变化属于物理变化的是 A．石油分馏 B．乙烯聚合 C．煤的液化 D．氯气溶于水 【变式6-1】下列说法正确的是 A．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．煤的干馏、气化，石油的分馏都是物理变化 C．石油没有固定熔沸点，但分馏产物有固定的熔沸点 D．石油裂解的目的是提高汽油的产量和质量 【变式6-2】下列属于物理变化的是 ①石油的分馏 ②煤的干馏 ③煤的液化 ④溴水中加入苯，振荡、静置后水层无色 ⑤SO2通入品红溶液，红色褪去 ⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去 ⑦乙烯催熟果实 ⑧白磷加热到260℃转化为红磷 ⑨电渗析法进行海水淡化 A．①④⑥ B．②④⑧⑨ C．①③⑤⑦ D．④⑥⑨ 【变式6-3】（2020高一·天津·学业考试）下列过程中不涉及化学变化的是 A．石油分馏 B．煤的干馏 C．海水提溴 D．合成聚乙烯 题型07 海水提取 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 法、 法、 法和 法等。其中 法的历史最久。 （3）海水的蒸馏 ①主要仪器：A ，B ，C 。 ②冷却水的流向： 口进， 口出。 ③B中加入碎瓷片的目的是 。 2、从海水中提取溴——吹出法 （1）工艺流程图： 　 （2）主要工艺流程 ①浓缩：使海水晒盐和海水淡化过程中的副产物Br-得到浓缩。用 将浓缩的海水酸化。 ②氧化：向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质： ③富集：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的： ④氧化：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： ⑤分离提纯：用 萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，然后 。 【思考与讨论p101】参考答案： （1）氧化环节主要反应的离子方程式：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 （2）吸收环节主要反应的离子方程式：Br2+SO2+2H2O=2Br-+4H++SO42- 3、进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题 ①反应原理：海带中的碘元素主要以 的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成 ，再萃取出来。 如用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是： ②实验注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的 ；用干海带更易于 ；灼烧海带的地方要注意 。 4、海水提取镁的原理 （1）工艺流程图： （2）原理：海水的镁主要以Mg2＋形式存在，最终转化为Mg的途径有： ①制石灰乳： 、 ； ②沉淀Mg2＋： ； ③制备MgCl2： 、 ； ④电解MgCl2： 。 5、海水晒盐 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、盐酸等的化工原料。 （1）原理：蒸发、结晶（ 变化），日晒风吹使水分蒸发、晶体析出。 （2）流程：海水盐田饱和食盐水析出粗盐精盐 （3）氯化钠的应用 ①氯碱工业：电解饱和食盐水，可生产氢氧化钠、氢气和氯气。 化学方程式： 。 ②制钠和氯气： 。 ③制盐酸： 。 ④制漂白剂(84消毒液)： 。 ⑤制纯碱： ； 。 【典例7】（24-25高三上·天津蓟州·阶段练习）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，则下列说法正确的是 A．除去粗盐中的、、、等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液→NaOH溶液→溶液→过滤后加盐酸 B．将溶液蒸发可得无水 C．③⑤中溴元素均被氧化 D．蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法 【变式7-1】（25-26高三上·天津·月考）下列物质的用途与氧化还原反应无关的是 A．铁粉可作为食品的抗氧化剂 B．臭氧、二氧化氯可作为自来水消毒剂 C．用海水制取 D．纯碱溶液可用于洗涤油污 【变式7-2】（23-24高一下·天津·阶段练习）海水是巨大的资源宝库：从海水中提取食盐和溴的过程如下： 下列说法错误的是 A．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等 B．电解熔融的氯化钠是一个将电能转化为化学能的过程 C．步骤Ⅱ中将Br2还原为Br-的目的是富集溴元素 D．向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2，工业上常用电解熔融的Mg(OH)2来制取镁 【变式7-3】（22-23高三下·天津和平·阶段练习）工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是 A．制硝酸： B．制取镁：海水 C．制碘：干海带浸出液碘水 D．制溴：浓缩海水 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 8.1 自然资源的开发利用 题型01 金属与合金性能比较 题型02 常见金属的冶炼 题型03 金属材料的应用 题型04 石油分馏 题型05 石油的裂化裂解 题型06 煤的综合利用 题型07 海水提取 题型01 金属与合金性能比较 1. 硬度 合金远大于其组成纯金属，如黄铜（铜锌合金）硬度＞纯铜，硬铝（铝镁硅合金）硬度＞纯铝。 2. 熔点 合金低于其组成纯金属，如焊锡（锡铅合金）熔点低，可焊接金属；武德合金熔点更低，作保险丝。 3. 强度与韧性 合金的机械强度、韧性优于纯金属，如钢（铁碳合金）抗拉强度远大于纯铁，可制作结构件。 4. 抗腐蚀性 多数合金抗腐蚀性更强，如不锈钢（铁铬镍合金）耐锈蚀，纯铁易生锈；铝合金抗腐蚀优于纯铝。 5. 导电性、导热性 合金的导电、导热性弱于其组成纯金属，纯银/铜是最佳导电体，合金一般不用于精密导电部件。 6. 密度与延展性 合金密度多介于组成金属之间，延展性通常低于纯金属，纯金、纯铜延展性极好，合金则更塑形稳定。 核心规律 合金通过改变纯金属的原子排列（打破均匀有序结构），使原子间相对滑动更困难，因此硬度、强度提升，熔点、延展性下降，同时可通过调整成分比例，定制所需特殊性能（如抗腐蚀、耐高温）。 【典例1】（25-26高一上·天津滨海新·月考）下列有关合金的说法不正确的是 A．生铁和钢是两种铁碳合金，含碳量生铁小于钢 B．硬铝合金密度小强度大，可用于制造飞机部件 C．合金与纯金属相比，结构发生变化 D．镧镍合金能吸收氢气，实现氢气的安全存储与运输 【答案】A 【详解】A．生铁含碳量(2%-4.3%)高于钢(0.03%-2%)，表述中“生铁小于钢”错误，故A不正确； B．硬铝合金(如Al-Cu-Mg系)密度低、强度高，广泛用于航空部件，故B正确； C．合金中异种原子混合导致晶格畸变或新相形成，结构变化是合金特性，故C正确； D．镧镍合金(LaNi5)通过吸附/解吸氢气实现安全储运，属功能合金应用，故D正确； 答案选A。 【变式1-1】（23-24高一上·天津·阶段练习）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是 A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比纯铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为，俗称铁红 【答案】C 【详解】A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确； B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正确； C．生铁为铁碳合金，合金的熔点低于成分金属，即生铁的熔点低于熟铁，故C错误； D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，俗称铁红，故D正确； 故选C。 【变式1-2】（23-24高一上·天津静海·阶段练习）下列物质性质与用途对应关系正确的是 A．“84”消毒液具有强氧化性，能用于饮用水杀菌消毒 B．硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，常用于制造飞机外壳 C．碳酸钠的溶液显碱性，医疗上可用作中和胃酸 D．用盐酸除铁锈，是因为溶于水后，其溶液显碱性 【答案】B 【详解】A．“84”消毒液的主要成分次氯酸钠具有强氧化性，能用于杀菌消毒，但不能用于饮用水杀菌消毒，否则次氯酸钠与胃液中的盐酸反应会生成有毒的氯气，发生意外事故，故A错误； B． 硬铝合金具有密度小、强度高、抗腐蚀能力强等优点，常用于飞机外壳的制造，故B正确； C．碳酸钠碱性较强，不能用作胃酸中和剂，医疗上可用碳酸氢钠作中和胃酸剂，故C错误； D．氧化铁是红棕色不溶于水的固体，则用盐酸除铁锈是因为氧化铁能与盐酸反应生成难溶于水的氯化铁和水，故D错误； 故选：B。 【变式1-3】（23-24高一上·天津·阶段练习）下列关于铝及其化合物的叙述不正确的是 A．工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜 B．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出氢气在同温同压下体积比为1：1 C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 D．铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属 【答案】D 【详解】A．氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜，故A正确； B．铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，铝和氢氧化钠反应生成四羟基铝酸钠和氢气，铝元素化合价由0升高为+3，相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，根据得失电子守恒，放出氢气在同温同压下体积比为1：1，故B正确； C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域，故C正确； D．铝化学性质活泼，铝制品在生活中被广泛使用，是因为铝表面能生成一层氧化膜，故D错误； 选D。 题型02 常见金属的冶炼 1、金属的冶炼 （1）金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属以游离态形式存在外，绝大多数金属元素以化合态形式存在。 （2）金属冶炼 ①概念：将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的过程。 ②原理：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(写反应通式，用M表示金属)。 （3）金属冶炼的一般步骤 ①富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 ②冶炼：利用氧化还原反应，用还原剂把矿石中的金属离子还原成单质。 ③精炼：提纯金属。 （4）金属冶炼的化学方法——金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。 ①热分解法——冶炼不活泼金属 a.分解HgO制取Hg：2HgO2Hg＋O2↑ b.分解Ag2O制取Ag：2Ag2O4Ag＋O2↑ ②热还原法：金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： a.CO还原Fe2O3：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； b.H2还原WO3：WO3+3H2W+3H2O； c.C还原ZnO：2ZnO＋C2Zn＋CO2↑。 ③电解法——冶炼活泼金属 a.冶炼钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ b.冶炼镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ c.冶炼铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 注：金属活动性与冶炼方法的关系 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 金属原子失电子能力 强  →  弱 金属离子得电子能力 弱  →  强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 ④其他方法 a.湿法炼铜：Fe与CuSO4溶液反应制取铜的化学方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu b.火法炼铜：Cu2S在空气中高温灼烧可得到Cu：Cu2S+O2 2Cu + SO2 （5）金属提炼的物理方法——富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如Pt、Au。 【特别提醒】（1）熟记金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系，对解决该部分题目非常关键。同时，利用好规律“单强离弱”，即金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。 （2）金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发利用的时间就较早。同理，金属的位置越靠前，人们开发利用的时间就较晚。 【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 【详解】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】（24-25高一下·天津南开·期末）化学与生产、生活、科技、环保等息息相关，下列叙述不正确的是 A．用海水为原料制得精盐，再电解熔融态的 NaCl可制得金属钠 B．乙酰水杨酸具有解热镇痛作用，将其与某高分子聚合物连接起来可得到缓释药物 C．煤的干馏和石油的分馏都属于物理变化 D．“氮氧化合物是一类主要的大气污染物，可用氨气在一定条件下处理氮氧化合物 【答案】C 【详解】A．海水经过一系列处理可制得精盐，电解熔融态的发生反应：，能够制得金属钠，A正确； B．乙酰水杨酸具有解热镇痛作用，将其与高分子聚合物连接起来，药物在体内可以缓慢释放，从而得到缓释药物，B正确； C．煤的干馏是指煤在隔绝空气条件下加热分解的过程，有新物质生成，属于化学变化；石油的分馏是利用石油中各成分沸点不同进行分离的过程，没有新物质生成，属于物理变化，C错误； D．氮氧化合物是大气污染物，氨气具有还原性，在一定条件下可与氮氧化合物发生氧化-还原反应将其转化为无害物质，如，D正确； 综上，答案是C。 【变式2-2】（24-25高三上·天津·期中）下列过程中，不涉及氧化还原反应的是 A．利用加热的方法提纯(杂质为) B．黄铁矿制硫酸 C．海水提溴 D．利用铝热反应冶炼铁、铬、锰等金属 【答案】A 【分析】氧化还原反应指反应前后有元素化合价改变的反应。 【详解】A．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，能加热的方法提纯，但是不涉及氧化还原反应，故A符合题意； B．黄铁矿(FeS2)制硫酸过程中，S元素化合价由-1逐步升高至+6，是氧化还原反应，故B不符合题意； C．海水提溴是溴离子变为溴单质的过程，是氧化还原反应，故C不符合题意； D．利用铝热反应冶炼铁、铬、锰等金属，是金属元素由化合态变为单质的过程，是氧化还原反应，故D不符合题意； 故选A。 【变式2-3】（24-25高三上·天津蓟州·阶段练习）类推是中学化学中重要的思维方法。下列类推结论正确的是 A．电解熔融NaCl制取Na，故电解熔融也能制取Mg B．氧化钠加入酚酞溶液中，使其变红；过氧化钠加入酚酞溶液中，也使其变红且不褪色 C．铝和硫加热得到，故铁和硫加热得到 D．次氯酸钙溶液和反应生成和HClO，故次氯酸钙和反应生和HClO 【答案】A 【详解】A．金属Na和Mg都是活泼性金属，电解熔融NaCl制取Na，氯化钠和氯化镁在熔融状态下都导电，故电解熔融MgCl2也能制取Mg，A正确； B．氧化钠加入酚酞溶液中，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，溶液变红，过氧化钠加入酚酞溶液中，与水反应生成氢氧化钠，溶液也会变红，但过氧化钠具有漂白性，会使变红的溶液褪色，B错误； C．铝和硫加热生成，而铁和硫加热得到FeS，不会得到，C错误； D．次氯酸的酸性小于碳酸，次氯酸钙溶液和CO2反应生成CaCO3和HClO；次氯酸具有氧化性，能够把+4价硫氧化为+6价，所以次氯酸钙和SO2反应生CaSO4和HCl，D错误； 故选A。 题型03 金属材料的应用 一、分类及核心特性 1. 纯金属：导电性/导热性/延展性好，如Cu（导线）、Al（散热片）、Au/Ag（精密仪器）、Fe（纯铁软，少单独用） 2. 合金（金属+金属/非金属）：硬度更高、熔点更低、抗腐蚀性更强，是工业主流，如铁合金、铝合金、铜合金、钛合金 二、常见金属/合金及典型应用 1. 铁合金（生铁/钢，用量最大） 生铁（含C2%~4.3%）：硬而脆，铸造成型（铁锅、机床底座） 钢（含C0.03%~2%）：韧性/可塑性好，分碳素钢（建筑、刀具）和合金钢（不锈钢<Cr/Ni>：餐具、医疗器械；锰钢：钢轨、挖掘机铲斗） 2. 铝合金 质轻、强度高、抗腐蚀，用于航空航天（飞机机身）、交通工具（汽车轮毂）、日常（门窗、易拉罐） 3. 铜合金 黄铜（Cu+Zn）：耐磨、易加工，阀门、水管、乐器 青铜（Cu+Sn）：硬度高、抗腐蚀，古代器皿、轴承 白铜（Cu+Ni）：抗腐蚀、光泽好，精密仪器、饰品 4. 钛合金 密度小、强度高、抗腐蚀、与人体相容性好，航空航天、医疗器械（人工关节）、海洋工程 三、金属材料选择原则（核心考点） 1. 主要用途：如导电用Cu/Al，承重用钢/钛合金 2. 物理性质：密度、硬度、熔点、导电性/导热性 3. 化学性质：抗腐蚀性（如潮湿环境用不锈钢）、与酸/碱的反应 4. 价格：性价比优先（如不用纯金做导线） 5. 资源：储量是否丰富（如铁铝储量大，应用广） 6. 加工难度：是否易铸造、焊接、拉伸 7. 对环境的影响：是否有毒、是否易回收 四、金属的腐蚀与防护（应用重点） 1. 主要腐蚀：铁的生锈（与O₂、H₂O同时接触，生成Fe₂O₃·xH₂O） 2. 防护方法 物理方法：涂油、刷漆、镀金属（镀锌/铬）、烤蓝 化学方法：改变内部结构（制成不锈钢） 电化学方法：牺牲阳极法（如轮船外壳焊锌块，Zn先腐蚀保护Fe） 五、金属资源的利用 1. 常见矿石：赤铁矿（Fe₂O₃）、磁铁矿（Fe₃O₄）、铝土矿（Al₂O₃）、黄铜矿（CuFeS₂） 2. 冶炼原则：活泼金属（Al/Mg）用电解法，较活泼（Fe/Cu）用热还原法，不活泼（Au/Ag）直接提纯 3. 回收利用：节约资源、减少污染（如废旧钢铁、铝制品回收） 【典例3】（23-24高一上·天津滨海新·期末）下列说法不正确的是 A．丹霞地貌的岩层因含而呈红色 B．火灾现场有大量钠时，要用干燥的沙土灭火 C．铝制餐具不宜用来长时间存放酸性或碱性食物 D．常见的一些合金的硬度比其成分金属的大 【答案】A 【详解】A．丹霞地貌的岩层因含Fe2O3而呈红色，Fe3O4是黑色固体，A错误； B．钠能与水反应，所以火灾现场有大量钠时，要用干燥的沙土灭火，B正确； C．铝能与酸、碱反应，所以铝制餐具不宜用来长时间存放酸性或碱性食物，C正确； D．合金的硬度比其成分金属的大，D正确； 故选A。 【变式3-1】（23-24高三上·天津南开·期末）下列叙述不正确的是 A．纯碱可用于制皂 B．二氧化硅可用于制造玻璃 C．纯铝可用于制造飞机的外壳 D．二氧化硫可用作食品添加剂 【答案】C 【详解】A．纯碱可用于制皂、玻璃等，故A正确；     B．二氧化硅可用于制造玻璃，故B正确； C．纯铝的硬度不符合飞机外壳的要求，铝合金可用于制造飞机的外壳，故C错误；     D．二氧化硫有还原性，可用作食品添加剂，故D正确； 故选C。 【变式3-2】（22-23高一上·天津和平·期末）下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是             A．飞机窝扇用的是耐高温的合金材料 B．蛟龙号载人舱是用钛合金制的 C．深海一号能源站钢架子 D．新能源汽车储氢材料 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A.飞机窝扇用的耐高温的合金材料是钛合金，属于新型合金，A不合题意； B．由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀，因此可用于蛟龙号载人舱的舱体材料等，属于新型合金，B不合题意； C．不锈钢在19世纪末20世纪初的研制、投产，是一种由铁和碳元素形成的传统合金，还添加了少量的铬、镍等金属，不属于新型合金，C符合题意； D．新能源汽车储氢材料，有LaNi5、Mg2Cu、Mg2Ni等，属于新型合金，D不合题意。 故选C。 【变式3-3】（22-23高一上·天津南开·期末）为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金材质，下列关于铝合金的说法不正确的是 A．铝合金属于混合物 B．铝合金属于金属材料 C．铝合金的熔点比金属铝低 D．鼻梁条使用铝合金，是利用其密度大、抗腐蚀性好的优点 【答案】D 【详解】A．合金属于混合物，A项正确； B．合金属于金属材料，B项正确； C．合金的熔点比成分金属低，铝合金的熔点比金属铝低，C项正确； D．鼻梁条使用铝合金，是利用其密度小、抗腐蚀性好的优点，D项错误； 答案选D。 题型04 石油分馏 1.石油的组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。 2.石油炼制方法 石油的 炼制方法 石油的分馏 石油的裂化 石油的裂解 石油的催化重整 原理 用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物 在催化剂存在的条件下，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： C16H34 C8H18＋C8H16 在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃： C4H10CH4＋C3H6　C4H10C2H4＋C2H6 在加热和催化剂作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃 目的 获得汽油、煤油、柴油等轻质油 提高轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量。 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料 获得苯、甲苯等产品 主要 原料 原油 重油 石油分馏产品(包括石油气) 石油中的脂肪链烃 主要 产品 汽油、煤油、柴油、重油 汽油、甲烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等 乙烯、丙烯等 苯、甲苯 主要变 化类型 物理变化 化学变化 化学变化 化学变化 3.蒸馏、分馏、干馏辨析： 名称 定义 适用范围 变化类型 蒸馏 把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作 被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯 物理变化 分馏 对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏 多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分 物理变化 干馏 把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程 化学变化 【典例4】（25-26高三上·天津南开·期中）下列资源利用中，在给定工艺条件下转化关系错误的是 A．石油乙烯 B．煤煤油 C．石油汽油 D．油脂甘油 【答案】B 【详解】A．石油裂解可生成乙烯，该过程正确，A正确； B．煤干馏主要产物是焦炭、煤焦油等，煤油来自石油分馏，B错误； C．石油分馏通过沸点差异分离出汽油，C正确； D．油脂皂化反应生成甘油和高级脂肪酸盐，D正确； 故选B。 【变式4-1】（23-24高一下·天津滨海新·期末）下列过程不涉及化学变化的是 A．煤的液化 B．石油分馏 C．橡胶老化 D．粮食酿酒 【答案】B 【详解】煤的液化、橡胶老化和粮食酿酒都有新物质生成，属于化学变化。 石油分馏是利用个成分的沸点不同进行分离，属于物理变化，故选B。 【变式4-2】（2024·天津北辰·三模）下列过程发生了化学变化的是 A．钠元素的焰色试验呈黄色 B．利用CO2合成燃料实现“碳中和” C．石油分馏得到汽油、柴油等 D．液氦在临界温度下转变为超流氦 【答案】B 【详解】A．钠元素的焰色试验过程中，没有新物质生成，不是化学变化，A错误； B．利用CO2合成燃料，生成了新的物质，发生了化学变化，B正确； C．石油分馏得到汽油、柴油等，利用的是石油各组分的沸点不同，未发生化学变化，C错误； D．液氦在临界温度下转变为超流氦，未生成新的物质，没有发生化学变化，D错误； 故答案选B。 【变式4-3】（23-24高三上·天津南开·阶段练习）加油站有不同型号的汽油。下列说法正确的是 A．煤可以通过干馏转化为汽油 B．汽油是石油分馏的产物属于纯净物 C．重油通过催化裂化转化为汽油等物质 D．汽油、生物柴油的主要成分都是烃类 【答案】C 【详解】A．煤的干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气，煤的干馏不能转化为汽油，A项错误； B．汽油主要成分是的脂肪烃，不是纯净物，B项错误； C．重油通过催化裂化可以转化为小分子烃类，如汽油，C项正确； D．生物柴油是酯类，不是烃类，D项错误； 故选C。 题型05 石油的裂化裂解 裂化与裂解对比 名称 裂化 裂解 原理 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 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 目的 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 获得短链不饱和烃 【特别提醒】（1）由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。（2）煤的干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热。（3）煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，煤中并不含有小分子有机物苯、萘、蒽等；苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物煤焦油中含有的。 【典例5】（2025高一下·天津南开·学业考试）下列工业生产仅用物理变化就可实现的是 A．煤的气化 B．海水提溴 C．石油裂化 D．空气提氧 【答案】D 【详解】A．煤的气化是将煤转化为CO、H2等气体燃料，生成新物质，属于化学变化，A错误； B．海水提溴是利用氧化剂把Br－氧化为Br2，发生了氧化还原反应，涉及化学反应，B错误； C．石油裂化将相对质量大的烃分子分解为分子质量小的烃分子，生成新物质，属于化学变化，C错误； D．空气提氧是把空气液化，利用沸点不同分离氧气和氮气，无新物质生成，属于物理变化，D正确； 【变式5-1】（23-24高一下·天津·期末）下列过程属于物理变化的是 A．石油裂化 B．石油分馏 C．煤的焦化 D．煤的气化 【答案】B 【详解】A．石油裂化是大分子生成小分子烷烃和烯烃，属于化学变化，选项A不合题意； B．石油分馏是依据沸点不同将石油分成不同沸点范围段产物的过程，没有新物质生成，属于物理变化，选项B符合题意； C．煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺，属于化学变化，选项C不合题意； D．煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4 等可燃性气体和CO2 、N2 等非可燃气体的过程，选项D不合题意； 答案选B。 【变式5-2】（22-23高一下·天津·期末）下列说法正确的是 A．石油分馏是物理变化，所得的汽油是纯净物 B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量 C．工业上常采用电解熔融制取金属铝 D．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物 【答案】B 【详解】A．石油分馏利用石油中各组分的沸点不同进行分离，属于物理变化，所得的汽油为混合物，故A错误； B．石油的裂化可将含碳原子较多，沸点较高的烃分裂为含碳原子较少，沸点较低的烃，以提高汽油等轻质油的产量，故B正确； C．氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，应电解熔融状态下的氧化铝，故C错误； D．煤中不含有苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过干馏获取，故D错误； 答案选B。 【变式5-3】（22-23高一下·天津滨海新·期末）下列有关煤、石油和天然气的说法错误的是 A．煤的干馏为化学变化，石油的分馏为物理变化 B．“可燃冰”是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质 C．以煤或天然气为主要原料，均可以生产甲醇 D．通过石油裂化和裂解可以得到苯或甲苯等环状烃 【答案】D 【详解】A．石油的分馏是通过沸点不同分离出各种不同的烃，属于物理变化，煤的干馏是化学变化，A错误； B．可燃冰是天然气水台物，分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状的结晶物质，稳定性较差，B正确； C．煤先发生气化生成CO和氢气，然后根据CO和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇；天然气的主要成分是甲烷，在高温条件下能分解为C和H2，用来合成甲醇，C正确； D．石油裂化主要获得汽油，石油裂解主要获得乙烯丙烯等小分子烃，通过煤的干馏可以获得苯或甲苯等环状烃，D错误； 故选D。 题型06 煤的综合利用 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，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 2.综合利用 方法 原理和产品 干馏 原理 将煤隔绝空气加强热使之分解的过程 产品 主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气 气化 原理：将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的化学方程式为 C＋H2O(g)CO＋H2 液化 直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料 间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等 【易错提醒】1.煤于馏是化学变化，其目的是获得多种化工原料，如焦炭、焦炉气、煤焦油等； 2.煤干馏有两个条件：一是隔绝空气，防止煤在空气中燃烧；二是加强热； 3.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤中并不合有小分子有机物苯、萘，酚类等，苯、萘、酚类等物质是煤于馏的产物中含有的。 4.煤的气化、液化都是化学变化。 3.煤的干馏产品和用途 产品 主要成分 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 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料 沥清 碳素电极、筑路材料 焦炭 碳 电石、冶金、燃料、合成氨造气 4.煤的综合利用的意义 ①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放。 ②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。 ③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。 【典例6】（2022高一下·天津南开·学业考试）下列变化属于物理变化的是 A．石油分馏 B．乙烯聚合 C．煤的液化 D．氯气溶于水 【答案】A 【详解】A．石油分馏是分离沸点不同的液体混合物，在这个变化过程中没有新物质生成，因此该变化为物理变化，A符合题意； B．乙烯在一定条件下发生缩聚反应产生聚乙烯，聚乙烯与乙烯是两种不同的物质，因此乙烯聚合的反应为化学变化，B不符合题意； C．煤的液化过程中有新物质产生，因此发生的变化属于化学变化，C不符合题意； D．氯气溶于水时，与水反应产生HCl、HClO，由于变化过程有新物质产生，因此发生的变化属于化学变化，D不符合题意； 故合理选项是A。 【变式6-1】下列说法正确的是 A．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．煤的干馏、气化，石油的分馏都是物理变化 C．石油没有固定熔沸点，但分馏产物有固定的熔沸点 D．石油裂解的目的是提高汽油的产量和质量 【答案】A 【详解】A．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都含有烯烃，所以都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A正确； B．煤的干馏、气化是化学变化，石油的分馏是物理变化，故B错误； C．石油没有固定熔沸点，其分馏产物仍旧是混合物，即也没有固定的熔沸点，故C错误； D．石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯等重要的化工原料，故D错误； 故答案为：A。 【变式6-2】下列属于物理变化的是 ①石油的分馏 ②煤的干馏 ③煤的液化 ④溴水中加入苯，振荡、静置后水层无色 ⑤SO2通入品红溶液，红色褪去 ⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去 ⑦乙烯催熟果实 ⑧白磷加热到260℃转化为红磷 ⑨电渗析法进行海水淡化 A．①④⑥ B．②④⑧⑨ C．①③⑤⑦ D．④⑥⑨ 【答案】A 【详解】①石油的分馏是利用混合物沸点的差异进行分离，属于物理变化； ②煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使它分解，属于化学变化； ③煤的液化是指从煤中产生液体燃料的一系列方法的统称，属于化学变化； ④溴水中加入苯，振荡、静置后水层无色，发生萃取作用，属于物理变化； ⑤SO2通入品红溶液，红色褪去，SO2表现出漂白性，发生化学变化； ⑥将活性炭加入碳素墨水中，黑色褪去，活性炭发生吸附作用，属于物理变化； ⑦乙烯催熟果实，是将水果中的淀粉转化为糖类，属于化学变化； ⑧白磷加热到260℃转化为红磷，发生同素异形体的转化，属于化学变化； ⑨电渗析法进行海水淡化，是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐的目的，从而提取淡水，属于化学变化； 由分析可知，①④⑥属于物理变化，故选A。 【变式6-3】（2020高一·天津·学业考试）下列过程中不涉及化学变化的是 A．石油分馏 B．煤的干馏 C．海水提溴 D．合成聚乙烯 【答案】A 【详解】A．石油分馏是控制温度范围，分离混合物的过程，无新物质生成，为物理变化，故A正确； B．煤的干馏是隔绝空气加强热发生了化学反应，故B错误； C．海水提溴是溴离子被氧化剂氧化生成单质溴的过程，为化学变化，故C错误； D．合成聚乙烯是乙烯发生的加成聚合反应生成，为化学变化，故D错误； 故选：A。 题型07 海水提取 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。其中蒸馏法的历史最久。 （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。 ③B中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。 2、从海水中提取溴——吹出法 （1）工艺流程图： 　 （2）主要工艺流程 ①浓缩：使海水晒盐和海水淡化过程中的副产物Br-得到浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。 ②氧化：向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ③富集：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 ④氧化：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2=2HCl+Br2 ⑤分离提纯：用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，然后蒸馏。 【思考与讨论p101】参考答案： （1）氧化环节主要反应的离子方程式：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 （2）吸收环节主要反应的离子方程式：Br2+SO2+2H2O=2Br-+4H++SO42- 3、进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题 ①反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。 如用H2O2作氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O ②实验注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带更易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。 4、海水提取镁的原理 （1）工艺流程图： （2）原理：海水的镁主要以Mg2＋形式存在，最终转化为Mg的途径有： ①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2； ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋； ③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； ④电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 5、海水晒盐 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、盐酸等的化工原料。 （1）原理：蒸发、结晶（物理变化），日晒风吹使水分蒸发、晶体析出。 （2）流程：海水盐田饱和食盐水析出粗盐精盐 （3）氯化钠的应用 ①氯碱工业：电解饱和食盐水，可生产氢氧化钠、氢气和氯气。 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 ②制钠和氯气：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 ③制盐酸：H2＋Cl22HCl。 ④制漂白剂(84消毒液)：2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O。 ⑤制纯碱：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 【典例7】（24-25高三上·天津蓟州·阶段练习）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，则下列说法正确的是 A．除去粗盐中的、、、等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液→NaOH溶液→溶液→过滤后加盐酸 B．将溶液蒸发可得无水 C．③⑤中溴元素均被氧化 D．蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法 【答案】C 【分析】由流程可知，海水晒盐得到粗盐、母液，①为粗盐精制，Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入； 第②步中先与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步中，溴离子被氧化成溴单质； 第④步中溴单质被还原为溴离子； 第⑤步溴离子又被氧化成溴单质，据此分析； 【详解】A．选项中的试剂添加顺序中，钡离子最后无法除去，Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入，A错误； B．溶液发生水解生成氢氧化镁，若直接蒸发可得到氢氧化镁，不能得到无水氯化镁，B错误； C．由分析可知，③⑤中溴元素化合价均升高，被氧化，C正确； D．蒸馏法会消耗大量的能源，不是最具有发展前景的方法，D错误； 故选C。 【变式7-1】（25-26高三上·天津·月考）下列物质的用途与氧化还原反应无关的是 A．铁粉可作为食品的抗氧化剂 B．臭氧、二氧化氯可作为自来水消毒剂 C．用海水制取 D．纯碱溶液可用于洗涤油污 【答案】D 【详解】A．铁粉作为抗氧化剂，铁被氧化生成氧化物，涉及氧化还原反应，故不选A； B．臭氧和二氧化氯消毒利用强氧化性，发生氧化还原反应，故不选B； C．海水中溴元素以Br-的形式存在，制Br2需将Br-氧化为Br2，涉及化合价变化，属于氧化还原反应，故不选C； D．纯碱水解使溶液呈碱性，油脂在碱性条件下水解为高级脂肪酸盐和甘油，无化合价变化，不是氧化还原反应，故选D； 选D。 【变式7-2】（23-24高一下·天津·阶段练习）海水是巨大的资源宝库：从海水中提取食盐和溴的过程如下： 下列说法错误的是 A．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等 B．电解熔融的氯化钠是一个将电能转化为化学能的过程 C．步骤Ⅱ中将Br2还原为Br-的目的是富集溴元素 D．向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2，工业上常用电解熔融的Mg(OH)2来制取镁 【答案】D 【详解】A．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，选项A正确； B．电解熔融的氯化钠是一个将电能转化为化学能的过程，选项B正确； C．步骤Ⅱ中将Br2还原为Br－，发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，目的是富集溴元素，选项C正确； D．向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2，工业上常用电解熔融的MgCl2来制取镁，选项D错误； 答案选D。 【变式7-3】（22-23高三下·天津和平·阶段练习）工业上制备相关物质，涉及的反应原理及部分流程较为合理的是 A．制硝酸： B．制取镁：海水 C．制碘：干海带浸出液碘水 D．制溴：浓缩海水 【答案】D 【详解】A．氮气和氢气催化反应生成氨气，氨气催化氧化生成NO，NO和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和氧气、水生成硝酸，A不符合题意； B．海水加入石灰乳得到氢氧化镁沉淀，分离出沉淀加入盐酸得到氯化镁溶液，溶解结晶得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁得到镁单质，B不符合题意； C．干海带灼烧后浸出，浸出液加入过氧化氢将碘离子氧化为碘单质，萃取得到碘，C不符合题意； D．浓缩海水通入氯气氧化溴离子得到溴单质，使用热空气吹出后用二氧化硫吸收得到溴化氢溶液，通入氯气反应得到溴单质，D符合题意； 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $