8.1 自然资源的开发利用（5大题型专项训练）化学人教版必修第二册

**基本信息** 以五大题型为框架，系统整合自然资源开发利用核心知识，通过“概念-原理-应用”逻辑链构建方法体系，强化化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |金属材料的应用|1典例+3变式|金属选用四维度（性质、物理性能、化学稳定性、经济性）|从存在形态→合金性质→选用逻辑，体现“性质决定用途”化学观念| |金属冶炼方法|1典例+3变式|活泼性与冶炼方法对应（热分解/电解/热还原法）|冶炼原理→方法分类→反应实例，形成科学思维模型| |海水资源利用|1典例+3变式|提溴/碘/镁工艺流程（氧化-富集-提取）|海水淡化→元素提取，展现科学探究与实践能力| |化石燃料利用|1典例+3变式|煤（干馏/气化）、石油（分馏/裂化）加工方法|组成→加工工艺→产品应用，强化物质转化观念| |新能源开发|1典例+3变式|可再生与非可再生能源分类及应用|传统能源→新能源对比，渗透科学态度与责任|

第一节 自然资源的开发利用 题型01 金属材料的应用 题型02 常见金属的冶炼方法 题型03 海水资源的开发与利用 题型04 煤、石油和天然气的综合利用 题型05 新能源的开发与利用 题型01 金属材料的应用 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 的形式存在。 (2)绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界。 2．合金 概念 由两种或两种以上的 (或 )熔合而成的具有 特性的物质 性能 硬度 硬度一般 它的成分金属 熔点 熔点一般 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 3．金属的通性：金属具有金属光泽，导电、导热、良好的延展性等物理通性；金属的化学通性是易失电子，显示出还原性；金属最外层电子小于4，化合价只有0价和正价，一般能与酸、非金属性强的单质等反应。 4．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】日常使用的金属材料大多数属于合金，下列说法不正确的是 A．超级钢强度很大，能实现钢板的轻薄化 B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”它包含：第三副族的镧系及锗、铷共计17种元素 C．铝合金是用途广泛的合金之一，硬铝是一种铝合金，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．储氢合金是一类能大量吸收H2并与H2结合成金属氢化物的新型合金 【变式1-1】下列文物的主要材质属于金属材料的是 A．青陶罐 B．铜鼎 C．玉简 D．百褶裙 【变式1-2】中国自行研制了C919飞机。下列涉及C919飞机的相关材料中，属于金属材料的是 A．机体主结构——铝锂合金 B．起落架轮胎——复合橡胶材料 C．飞机风挡——特种航空玻璃 D．客舱地板——芳纶高分子材料 【变式1-3】以下关于金属和合金的说法正确的是 A．合金一定由两种或两种以上的金属组成 B．金属在地壳中的含量越高，开发利用的年代越早 C．镁铝合金的熔点比金属铝高 D．铝是地壳中含量最高的金属元素 题型02 常见金属的冶炼方法 1．金属的冶炼原理 金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程，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)常见金属的冶炼方法 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 4．铝热反应：铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。 (1)铝热剂：铝粉和某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MnO2等)的混合物。 (2)反应特点：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熔融态且易与Al2O3(固态)分离。 (3)应用：在冶金工业上，常用这一原理制取熔点较高的金属，如V、Cr、Mn等；也可用于焊接钢轨等。 【典例2】金属冶炼的本质是将金属从其化合物中还原为单质。下列过程中，不属于金属冶炼的是 A．电解熔融氯化钠制取钠 B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应 D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜 【变式2-1】冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：Ⅰ、火烧孔雀石炼铜；Ⅱ、湿法炼铜。现代有：Ⅲ、铝热法炼铬；Ⅳ、从光卤石()中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是 A．Ⅰ，① B．Ⅱ，② C．Ⅲ，③ D．Ⅳ，④ 【变式2-2】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2-3】矿石中含有丰富的金属元素，人类在长期的生产实践中探索出了各种冶炼金属的化学方法。下列有关说法错误的是 A．利用铝热反应可冶炼金属锰 B．选择不同方法冶炼不同金属的主要依据为金属熔点的高低 C．湿法炼铜的过程涉及了铁置换铜的反应 D．青铜器、金银的使用在铁器时代之前就存在 题型03 海水资源的开发与利用 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 法、电渗析法、离子交换法和膜分离法等。 (3)海水的蒸馏 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。 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】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．海水中元素的种类很多，总储量很大 B．通过蒸馏、反渗透等方法可以将海水淡化 C．从海水中制取钾、镁、溴均涉及氧化还原反应 D．电解食盐水可以得到钠单质和氯气 【变式3-1】地球淡水资源严重短缺，而海水约占地球上总水量的97%，海水淡化可作为补充淡水的途径之一。下列有关说法正确的是 A．蒸馏法是目前技术成熟且低成本的海水淡化方法 B．海水用铁盐淡化后可直接用于农田灌溉 C．海水用离子交换法淡化后其pH不变 D．蒸馏法淡化海水可获得NaCl、MgCl2以及I2等副产品 【变式3-2】利用海水提取溴和镁的过程如下，下列说法不正确的是 A．吸收塔试剂乙可以是，体现其还原性 B．空气吹出法利用了溴易挥发的性质 C．若提取，至少需要标准状况下44.8 L的 D．工业上冶炼金属镁和铝常利用电解其熔融氯化物的方法 【变式3-3】实验室中，从海带里提取碘的部分流程如图所示，下列说法不正确的是 海带海带灰海带灰悬浊液，③含I-的水溶液含I2的水溶液含I2的有机溶液 A．步骤①灼烧海带需要用坩埚 B．步骤③主要操作为过滤 C．步骤④主要反应为2I-＋H2O2＋2H＋=2H2O＋I2 D．步骤⑤可以加入酒精萃取I2 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。 【典例4】下列有关煤或石油综合利用的说法中不正确的是 A．在一定条件下将煤气化或液化生成气体或液体燃料 B．将煤干馏可制得煤焦油和焦炭 C．工业获得汽油主要的化学方法是将石油分馏 D．将石油裂解制得乙烯等化工原料 【变式4-1】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4-2】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】迄今为止，煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。下列关于煤、石油、天然气等资源的说法错误的是 A．煤的干馏、石油的分馏是物理变化 B．煤的液化、石油的裂化是化学变化 C．天然气作为化工原料，常用于合成氨和生产甲醇 D．三者均属于不可再生的能源 题型05 新能源的开发与利用 1．新能源：一般是指在新技术基础上，新近开发利用或正在积极研究、有待推广的，区别于煤炭、石油、天然气等传统常规能源的非常规能源。 2．新能源分类：主要包含两大类 （1）可再生能源：太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等 （2）非可再生新型能源：氢能、核能（核电）等 【典例5】新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，下列属于新能源的是 A．天然气、煤油、汽油 B．太阳能、煤炭、核能 C．太阳能、风能、氢能 D．水煤气、液化气、沼气 【变式5-1】能源是社会发展的动力。下列有关能源的叙述，错误的是 A．煤、石油和天然气都属于不可再生能源 B．风能、太阳能、地热能是清洁能源 C．共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保 D．新能源汽车是指使用电能的汽车 【变式5-2】我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。下列做法不利于碳达峰、碳中和的是 A．发展CO2捕集技术 B．推广使用新能源汽车 C．推动风能、水能、光能等可再生能源发展 D．工厂大量生产脱硫燃煤 【变式5-3】化学能源利用与生产生活息息相关，下列说法正确的是 A．新能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 B．氢气是非常有前途的新型能源，可以通过寻找化石燃料，利用燃烧放热使水分解产生更多氢气 C．燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，能将化学能完全转化为电能 D．发展燃煤脱硫技术能有效减少碳排放 / 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 金属材料的应用 题型02 常见金属的冶炼方法 题型03 海水资源的开发与利用 题型04 煤、石油和天然气的综合利用 题型05 新能源的开发与利用 题型01 金属材料的应用 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 3．金属的通性：金属具有金属光泽，导电、导热、良好的延展性等物理通性；金属的化学通性是易失电子，显示出还原性；金属最外层电子小于4，化合价只有0价和正价，一般能与酸、非金属性强的单质等反应。 4．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】日常使用的金属材料大多数属于合金，下列说法不正确的是 A．超级钢强度很大，能实现钢板的轻薄化 B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”它包含：第三副族的镧系及锗、铷共计17种元素 C．铝合金是用途广泛的合金之一，硬铝是一种铝合金，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．储氢合金是一类能大量吸收H2并与H2结合成金属氢化物的新型合金 【答案】B 【详解】A．超级钢强度很大，能实现钢板的轻薄化，A正确； B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”它包含：第三副族的镧系及钪、钇共计17种元素，B错误； C．铝合金是用途广泛的合金之一，硬铝是一种铝合金，硬铝的密度小、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，C正确； D．储氢合金是一类能大量吸收H2并与H2结合成金属氢化物的新型合金，便于氢的储运，D正确； 故选B。 【变式1-1】下列文物的主要材质属于金属材料的是 A．青陶罐 B．铜鼎 C．玉简 D．百褶裙 【答案】B 【详解】A．青陶罐主要由黏土烧制而成，属于陶瓷材料（无机非金属材料），故A错误； B．铜鼎的主要材质为铜或铜合金（如青铜），铜属于金属，合金也属于金属材料，故B正确； C．玉简中的“玉”为矿物材料，“简”多为竹木纤维（有机材料），均非金属材料，故C错误； D．百褶裙主要由纤维布料制成，属于有机高分子材料，故D错误； 故选B。 【变式1-2】中国自行研制了C919飞机。下列涉及C919飞机的相关材料中，属于金属材料的是 A．机体主结构——铝锂合金 B．起落架轮胎——复合橡胶材料 C．飞机风挡——特种航空玻璃 D．客舱地板——芳纶高分子材料 【答案】A 【详解】A．机体主结构——铝锂合金，属于金属材料，A选； B．起落架轮胎——复合橡胶材料，属于有机高分子材料，B不选； C．飞机风挡——特种航空玻璃，属于无机非金属材料，C不选； D．客舱地板——芳纶高分子材料，属于有机高分子材料，D不选； 答案选A。 【变式1-3】以下关于金属和合金的说法正确的是 A．合金一定由两种或两种以上的金属组成 B．金属在地壳中的含量越高，开发利用的年代越早 C．镁铝合金的熔点比金属铝高 D．铝是地壳中含量最高的金属元素 【答案】D 【详解】A．合金是由金属与金属或者金属与非金属熔合而成具有金属特性的物质，如生铁是主要由铁和碳组成的合金，故A错误； B．金属开发利用的年代主要与金属活动性有关，故B错误； C．合金的熔点一般比纯金属的熔点低，因此镁铝合金的熔点比金属铝低，故C错误； D．铝是地壳中含量最高的金属元素，故D正确； 故选D。 题型02 常见金属的冶炼方法 1．金属的冶炼原理 金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程，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)常见金属的冶炼方法 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 4．铝热反应：铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。 (1)铝热剂：铝粉和某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MnO2等)的混合物。 (2)反应特点：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熔融态且易与Al2O3(固态)分离。 (3)应用：在冶金工业上，常用这一原理制取熔点较高的金属，如V、Cr、Mn等；也可用于焊接钢轨等。 【典例2】金属冶炼的本质是将金属从其化合物中还原为单质。下列过程中，不属于金属冶炼的是 A．电解熔融氯化钠制取钠 B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应 D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜 【答案】B 【详解】A．电解熔融氯化钠制取钠，是从化合物(NaCl)中还原出金属单质(Na)，符合金属冶炼的定义，A正确； B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是将金属单质(Fe)转化为化合物(Fe3O4)，属于氧化反应，而非从化合物中还原出单质，B错误； C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应，是从化合物(Fe2O3)中还原出铁单质(Fe)，是将化合态的铁还原为单质铁，属于热还原法冶炼金属，C正确； D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜，是从化合物(CuSO4)中还原出铜单质(Cu)，属于湿法冶金，符合金属冶炼的定义，D正确； 故答案选B。 【变式2-1】冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气、一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：Ⅰ、火烧孔雀石炼铜；Ⅱ、湿法炼铜。现代有：Ⅲ、铝热法炼铬；Ⅳ、从光卤石()中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是 A．Ⅰ，① B．Ⅱ，② C．Ⅲ，③ D．Ⅳ，④ 【答案】B 【详解】A．火烧孔雀石炼铜（Ⅰ）是通过加热孔雀石[Cu2(OH)2CO3]分解得到CuO，再用焦炭还原：2CuO + C 2Cu + CO2，属于焦炭法，对应①，A正确； B．湿法炼铜（Ⅱ）是用铁从铜盐溶液中置换铜：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu，属于活泼金属置换法，对应③，而非水煤气法（②），B错误； C．铝热法炼铬（Ⅲ）是利用铝还原铬的氧化物：Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3，属于活泼金属置换法，对应③，C正确； D．从光卤石[KCl·MgCl2·6H2O]中炼镁（Ⅳ）需提取MgCl2后电解熔融MgCl2：MgCl2（熔融）Mg + Cl2↑，属于电解法，对应④，D正确； 故答案为：B。 【变式2-2】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2-3】矿石中含有丰富的金属元素，人类在长期的生产实践中探索出了各种冶炼金属的化学方法。下列有关说法错误的是 A．利用铝热反应可冶炼金属锰 B．选择不同方法冶炼不同金属的主要依据为金属熔点的高低 C．湿法炼铜的过程涉及了铁置换铜的反应 D．青铜器、金银的使用在铁器时代之前就存在 【答案】B 【详解】A．铝热反应利用铝的强还原性，可还原锰的氧化物冶炼金属锰，故A正确； B．金属冶炼方法主要依据金属活动性强弱，而非熔点高低，故B错误； C．湿法炼铜通过Fe与Cu2+反应置换出Cu，故C正确； D．青铜器（(铜锡合金)早于铁器，金银因性质稳定更早被使用，故D正确； 答案为B。 题型03 海水资源的开发与利用 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 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。 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】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．海水中元素的种类很多，总储量很大 B．通过蒸馏、反渗透等方法可以将海水淡化 C．从海水中制取钾、镁、溴均涉及氧化还原反应 D．电解食盐水可以得到钠单质和氯气 【答案】D 【分析】电解熔融KCl、MgCl2得到单质K、Mg，通入氯气可将NaBr氧化为溴单质，电解食盐水可获得烧碱NaOH，电解熔融NaCl得到单质Na和氯气，向饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠，加热分解生成纯碱碳酸钠； 【详解】A．海水中元素的种类很多，总储量很大，但是富集程度却很低，通过对海水处理可以提取很多有用的物质，如海水提镁、海水提溴等，故A正确； B．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，故B正确； C．海水中钾、镁、溴以离子形成存在，从海水中制取钾、镁、溴均为单质，元素化合价发生变化，均涉及氧化还原反应，故C正确； D．电解食盐水生成NaOH、氢气和氯气，不可以得到钠单质，故D错误； 故选D。 【变式3-1】地球淡水资源严重短缺，而海水约占地球上总水量的97%，海水淡化可作为补充淡水的途径之一。下列有关说法正确的是 A．蒸馏法是目前技术成熟且低成本的海水淡化方法 B．海水用铁盐淡化后可直接用于农田灌溉 C．海水用离子交换法淡化后其pH不变 D．蒸馏法淡化海水可获得NaCl、MgCl2以及I2等副产品 【答案】C 【详解】A．蒸馏法技术虽成熟，但成本较高，A错误； B．铁盐只能净化海水，不能淡化，净化后海水中NaCl的浓度不变，不能用于灌溉农田，B错误； C．离子交换法淡化海水，是用H＋交换阳离子，用OH-交换阴离子，H＋和OH-结合生成H2O，海水中H＋和OH-的浓度均不变，则pH不变，C正确； D．海水中不含碘单质，蒸馏海水时不能获得I2，D错误； 故选C。 【变式3-2】利用海水提取溴和镁的过程如下，下列说法不正确的是 A．吸收塔试剂乙可以是，体现其还原性 B．空气吹出法利用了溴易挥发的性质 C．若提取，至少需要标准状况下44.8 L的 D．工业上冶炼金属镁和铝常利用电解其熔融氯化物的方法 【答案】D 【分析】海水中加入氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤后在沉淀中加入盐酸溶解，得到氯化镁溶液，通过浓缩蒸发，冷却结晶得到氯化镁晶体，在氯化氢气流中加热失水得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁得到金属镁；得到的滤液中通入氯气氧化溴离子得到溴单质，吹入热的空气用二氧化硫吸收富集溴，通入氯气发生氧化还原反应生成单质溴； 【详解】A．吸收塔中发生的反应为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，该反应中作还原剂，A项正确； B．吹入热的空气用二氧化硫吸收富集溴，富集溴元素过程中利用了溴易挥发的性质，使用空气吹出法，B项正确； C．若提取，根据2Br-+Cl2=2Cl-+Br2，提取粗溴消耗氯气的物质的量为1mol，得到纯溴的物质的量为1mol，该过程包括两次氯气氧化步骤。为最终得到1molBr2，每一步氧化均需消耗1molCl2，故总共至少需要2molCl2，其在标准状况下的体积为44.8L，C项正确； D．较活泼的金属工业上采取电解法得到，金属镁在工业上利用电解熔融MgCl2冶炼，但AlCl3是共价化合物不导电，金属铝在工业上利用电解熔融Al2O3冶炼，，D项不正确； 答案选D。 【变式3-3】实验室中，从海带里提取碘的部分流程如图所示，下列说法不正确的是 海带海带灰海带灰悬浊液，③含I-的水溶液含I2的水溶液含I2的有机溶液 A．步骤①灼烧海带需要用坩埚 B．步骤③主要操作为过滤 C．步骤④主要反应为2I-＋H2O2＋2H＋=2H2O＋I2 D．步骤⑤可以加入酒精萃取I2 【答案】D 【分析】从海带里提取碘，海带灼烧后得到海带灰浸泡后得到海带灰的浊液，将悬浊液分离为残渣和含碘离子溶液应选择过滤的方法；过滤得到含碘离子的溶液加入氧化剂（如氯气、双氧水等）可氧化碘离子为碘单质，得到含碘水溶液；向含碘单质的水溶液中加入有机溶剂（苯或四氯化碳），萃取分液得到含碘的有机层，通过蒸馏得到碘单质，据此进行解答。 【详解】A．根据实验操作，灼烧海带需要将干海带放入坩埚中进行高温处理。坩埚是耐高温的容器，适合此步骤，A正确； B．步骤③是将海带灰悬浊液分离为含I⁻的水溶液和不溶物。这里需要过滤操作，将固体杂质除去，保留滤液，B正确； C．在酸性条件下，H2O2将I-氧化为I2，同时自身被还原为水，根据得失电子守恒和原子守恒配平离子方程式为：2I-+H2O2+2H＋=2H2O+I2，C正确； D．酒精（乙醇）能与水以任意比互溶，无法作为萃取剂使用，D错误； 故选D。 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。 【典例4】下列有关煤或石油综合利用的说法中不正确的是 A．在一定条件下将煤气化或液化生成气体或液体燃料 B．将煤干馏可制得煤焦油和焦炭 C．工业获得汽油主要的化学方法是将石油分馏 D．将石油裂解制得乙烯等化工原料 【答案】C 【详解】A．煤的气化是将煤转化为CO、H₂等气体燃料，液化是将煤转化为甲醇等液体燃料，均为煤的清洁高效利用途径，A正确； B．煤干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程，产物包含焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水等，B正确； C．石油分馏是利用各组分沸点不同进行分离的操作，属于物理变化，且工业上获得汽油的主要方法是重油的催化裂化，分馏得到的直馏汽油产量极低，C错误； D．石油裂解是深度裂化过程，主要目的是制备乙烯、丙烯等短链不饱和化工原料，D正确； 答案选C。 【变式4-1】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 【详解】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4-2】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 【详解】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】迄今为止，煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。下列关于煤、石油、天然气等资源的说法错误的是 A．煤的干馏、石油的分馏是物理变化 B．煤的液化、石油的裂化是化学变化 C．天然气作为化工原料，常用于合成氨和生产甲醇 D．三者均属于不可再生的能源 【答案】A 【详解】A．煤的干馏是隔绝空气加强热，干馏过程中有新物质生成，属于化学变化，A错误； B．煤的液化、石油的裂化都有新物质生成，属于化学变化，B正确； C．天然气主要成分为甲烷，甲烷可以分解为C和H2，可用于氨和甲醇的合成，C正确； D．煤、石油和天然气都是不可再生能源，D正确； 故答案选A。 题型05 新能源的开发与利用 1．新能源：一般是指在新技术基础上，新近开发利用或正在积极研究、有待推广的，区别于煤炭、石油、天然气等传统常规能源的非常规能源。 2．新能源分类：主要包含两大类 （1）可再生能源：太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等 （2）非可再生新型能源：氢能、核能（核电）等 【典例5】新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，下列属于新能源的是 A．天然气、煤油、汽油 B．太阳能、煤炭、核能 C．太阳能、风能、氢能 D．水煤气、液化气、沼气 【答案】C 【详解】A．天然气、煤油、汽油属于传统能源，故不选A；     B．太阳能、核能是新能源，煤炭是传统能源，故不选B； C．太阳能、风能、氢能都是新能源，故选C；     D．水煤气是水和煤反应生成的一氧化碳和氢气混合气体属于二次能源，液化气是石油分馏的产品，是化石能源，沼气成分为甲烷是可再生能源，故不选D； 选C。 【变式5-1】能源是社会发展的动力。下列有关能源的叙述，错误的是 A．煤、石油和天然气都属于不可再生能源 B．风能、太阳能、地热能是清洁能源 C．共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保 D．新能源汽车是指使用电能的汽车 【答案】D 【详解】A．煤、石油、天然气属于化石燃料，短时间内无法自然生成，属于不可再生能源，A不符合题意； B．风能、太阳能、地热能使用过程中不会产生污染物，属于清洁能源，B不符合题意； C．太阳能属于可再生清洁能源，利用太阳能发电完成卫星定位可减少化石能源消耗，有利于节能环保，C不符合题意； D．新能源汽车包含纯电动汽车、氢燃料电池汽车、混合动力汽车等多种类型，并非仅指使用电能的汽车，D符合题意； 故答案选D。 【变式5-2】我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。下列做法不利于碳达峰、碳中和的是 A．发展CO2捕集技术 B．推广使用新能源汽车 C．推动风能、水能、光能等可再生能源发展 D．工厂大量生产脱硫燃煤 【答案】D 【详解】A．发展CO2捕集技术可减少大气中的CO2，有利于碳中和，A项不符合题意； B．推广新能源汽车减少化石燃料使用，降低CO2排放，B项不符合题意； C．发展可再生能源替代化石能源，减少CO2排放，C项不符合题意； D．脱硫燃煤仅减少硫污染，但燃烧仍释放大量CO2，加剧碳排放，D项符合题意； 答案选D。 【变式5-3】化学能源利用与生产生活息息相关，下列说法正确的是 A．新能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 B．氢气是非常有前途的新型能源，可以通过寻找化石燃料，利用燃烧放热使水分解产生更多氢气 C．燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，能将化学能完全转化为电能 D．发展燃煤脱硫技术能有效减少碳排放 【答案】A 【详解】A．新能源通常指太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等可再生能源，A正确； B．通过燃烧化石燃料分解水制氢会消耗能源且产生CO2，不符合清洁能源理念，B错误； C．燃料电池效率高，但受热力学限制无法完全转化化学能为电能，C错误； D．燃煤脱硫减少的是SO2排放，与碳排放无关，D错误； 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $