第八章 化学与可持续发展（图文版知识清单，不可编辑）化学人教版必修第二册

金属矿物的开发利用-知识清单 金属矿物的开发利用 1.金属元素在自然界中存在的形态 游离态(Free State)) 化合态(Combined State) 少数化学性质不活泼的金属 绝大多数金属（如钠(Na小、铁 (如金(Au以、铂(Pt)等)以单质 (Fe以、铝(Al)等)以化合物形 形式存在。 式存在于矿物中。 2. 金属冶炼原理与实质 实质 e= 金属化合物 还原过程 金属单质 将金属从其化合物中还原出来，用于生产 各种金属材料的过程。 Mn++ne=M(得电子，被还原) 3。金属的冶炼方法 金属活动性顺序 Ca Na Mg Al(活泼)→Zn Fe Sn Pb(H)Cu(中等)→Hg Ag Pt Au(不活泼) 热分解法 热还原法 电解法 适用于不活泼金属 适用于中等活泼金属 适用于活泼金属 (如Hg,Ag) (如Fe,Cu,Zn (如K,Ca,Na,Mg,Al) 常用还原剂：C、C0、H2、Al Na HgO 0 铁硕 融 跄融 三粔 NaC 瑞石光 铁 2NaCl(喀融)电邂2Na+C2↑ 2Hg0△2Hg+O2↑ Fe,0g+3C0高温2Fe+3C02 MgCl2(愘 电邂Mg+Ch2t 2Ag20≌4Ag+02↑ CuO+H2Cu+H2O 2AL203(饹) 电艇4Al+302t Zn0+C高 Zn+C0↑ 【特别提醒】冰晶石作助格剂， 降低馅点。 4. 金属矿物资源的合理开发和利用 龚源有限，分布不均 提高利用率 原因 消耗能量，环境污染 措施 @ 开发环保高效方法，防止腐蚀 加强回收和再利用 金属腐蚀，损失严重 使用代用材料 铝热反应实验-高中化学知识清单 第一节自然资源的开发利用 实验原理 【特别提醒】 Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，在高温下用 2.铝热剂：铝粉和金属氧化物 铝将氧化物中的金属置换出来（属于热还原法） (如Fez03、Fe304、Cr203 oV205、Mn0等)的混合物o 二、实验操作 1.将氧化铁粉未和铝粉按质量比约3：1混合 Mg条 均匀，放入纸漏斗中（纸漏斗底部剪一小 (引燃剂) 孔，下方放置盛有细沙的蒸发皿)。 KClO3 2.在混合物上方加少量氯酸钾固体，中间插 (助燃剂) 铝热剂 一根打磨净氧化膜的镁条。 (Al+FezO3) 3.点燃镁条，观察现象。 【特别提醒】 蒸发皿 1.引燃剂为镁条，助撼剂为氯酸钾（镁条橪烧放热， 氯酸钾分解产生0，助燃，引发铝热反应)。 细沙 3.镂条需打磨净表面氧化膜（否则难以点燃）；氧化 铁与铝粉需干燥，铝粉需未被氧化（否则反应雉以进 【特别提醒】 行) 4.蒸发皿中细沙要适量：防止蒸发 皿作裂，同时避免铭融物澱出伤人。 三、实验现象 1.镁条剧烈燃烧； 2.氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应； 3.反应放出大量热，发出耀眼白光； 4.纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。 四、实验结论 在高温下，铝与Fe203发生置换反应，放出大量热，化学方程式： 2Al Fe203 高温 2Fe Al2O3 海水资源的开发利用-知识清单 1。海水水资源的开发利用 直接利用 海水用于工业冷却（如电厂循环冷却）、 [特别提醒】直接利用 消防、冲厕等。 需考虑海水腐蚀问题。 海水淡化 ·通过去除海水中的盐分获得淡水，主要方法有： 蒸馏法(Distillation) 反渗透法(Reverse Osmosis)) 电渗析法(Electrodialysis) 半透膜 冷凝 加压 →淡水 浓缩 阴极 淡水 @- +⊙ 海水 加热 蒸发 冷凝 加压 浓盐水 多级闪急蒸馏法 淡水浓盐水 阳离子 阴离子 交换膜 交换膜 【原理】利用水的沸点低于 【原理】利用半透膜，加压 【原理】利用离子交换膜在 盐，通过加热素发再冷凝分 使水分子透过而截留盐分。 电场作用下分离离子。 离。 。2.海水化学资源的特点 微量元素 其他 (<1%) ·海水中含H、O及Cl、Na、K、Mg、Ca S、C、F、B、Br、Sr等11种常量元素 Na' (含量>99%)，其余为微量元素，总计80 多样性 多种元秦。 常量元素含量分布 元素总储量大，但多数元素浓度低 當集提取 (如海水中Au浓度约为4×109g/L), 需富集后提取。 分散性 【特别提醒】提取微量元素 需考虑经济效益和环保。 海水化学资源的开发利用-知识清单 1.食盐的开发利用（除食用外，作为工业原料） ①电解熔融NaCl制Na和CL2 ②电解炮和食盐水制烧碱、 ③侯氏制碱法（制Na2C03) Cl2 H2和CL2（氧碱工业) 反酸 电附 Cl2 H2 NaCl C2 Na 食盐入 NaOH NaOH 硍塔 腹服电杼电 化炕璃 2NaCl(馆融)电魅2Na+CLt 2NaCl+2H,O2NaOH+H,1+Clt NaCl+NH2+H2O+CO2=NaHCO34 Na用于冶炼金属（如4Na+ +NH,Cl(NaHCO,溶解度小，析出)； T1CL,(熔鼬)温4NaCl+T) NaSI+C0,0电继2 NaOH+NaOH 2NaHCO3-Na,CO3+HzO+CO21 (C0,可循环利用) 2.海水中镁的提取 加石灰乳 加盐酸 蒸发结晶 脱水 电解 +Cl2t 海水 Mg(OH)2沉淀 MgCl2溶液 MgClz6H2O 无水MgCl2 Mg 批注 【特别提醒】石灰乳来自贝壳：CaC0,温ca0+C0,t,Ca0+H,0=Ca(OH2 主要反应时：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2;MgOH)2+2HCl=MgCl2+2H20; MgCL2(馆融)电脑Mg+C2t (C2可用于海水提溴) 3.海水提溴 (吹出法) Cl氧化 热空气吹出 S02吸收 Cl氧化 蒸馏 浓缩海水 Br2 Br2蒸气 HBr Br2 液溴 主要离子反应： 氧化：Cl2+2Br=2C+Br2; 吸收：Br2+S02+2H20=4H+2Br+S04； 再氧化：CL2+2Br=2Ct+Br2 4.海带中碘的提取 灼烧 水浸、过滤 氧化剂氧化 萃取、分液 萃取、 分液 海带 海带灰 含的溶液 (1z in CCL) 主要离子反应：Cl2+2=2Ct+l2 批注【特别提醒】或H202+2+2Ht=2H20+l2,H202更环保 自然资源的开发利用 煤、石油和天然气的综合利用 1. 煤的综合利用 综合利用途径 煤的组成 ①煤的干馏（化学变化） Γ加热 傔气 复杂的混合量， 加煤在空气无加后分解 焦护气（含有H2CH、CO等） 煤恢 →煤拣油 煤焦油（含有芝、干霓有蒿式） →焦炭 主要C,也有 焦炭（用于金金） H、O、N、S和 ②煤的气化（化学变化） 无机矿物质 转化煤结为咸锈镞性气体 主嬖反应：CS)+H,O(g)蠡翘co(g+H,g)(Water Gas) 清汽饮炭 溘水气 ③煤的液化（化学变化） 直接液化：性有H,和催化剂得出达液体料； +H2 液体城料 间接液化：第一次气化转化至C0和H2,再后合成甲醇等：液接 C0+2H, 雀佬型CH,OH CoH合成甲醇 2.天然气的综合利用 利用 组成 ①直接燃烧 ②化工原料 天然气水合物(“可燃冰”) 主要成分CH4 CH,+202盒燕c0,+2H,0 一合成氨 CH,瘥入水中高高压/低温 (甲轮) (As Fuel) N,+3H,藏化N2NH, 在宝压中的集合 是清净燃料 CHa- 合成甲醇 CHanH2O CHCO+HCH.OH 未来能量源 →裂解制乙烯 清净搬料 2CH,离温C,H,+2H2 可燃冰结构模型 3.石油的综合利用 综合利用途径 组成 ①分馏（物理变化） 2302 ③裂解（化学变化） 分过不同沸点的分离 2505 复杂的混合物， 打破光油成为气气的气体短链水化物 产品：石油气、汽油、 1309 主要C、H, (如乙枪、可崽)为了合成材料 003 各种被水化的 灯法油、柴油、重油等 C,Ho赢温C,H,+C,H6 混合物 ②裂化（化学变化） ④催化重整 破重油成分为光轻油（如汽油），其柚 转化链链水化合物为有性化合物（如 子催化剂/高温 人人义人人 芝革、老辐)，增加汽连八碑数 C16H4催CgHa1g+CgH1G 4.合成材料 对环境影响 三大合成材料 废弃合成材料硬疑解解， 塑料（如聚乙孔、聚化之氧化） 导出“白色污染” 合成橡胶（如芬瑞肝二乙维胶） 【特别提醒】白色污染主要 合成纤维（如果脂、尼龙） 是指废弃塑料制品带来的 环境污染。 白色污染 Gp 化学品的合理使用：化肥与农药-知识清单 一、化学品的分类 1.大宗化学品 2.精细化学品 产量大、应用广，如乙 产量小、纯度高、附 烯、硫酸、 纯碱、化肥 加值高，如医药、农 等。 药、日用化学品、食 品添加剂等。 化肥 化肥 M,S0H,50 二、化肥的施用 施用目的：提供农作物生长所需的N、P、K等 施用目的与常见化肥 N 营养元素，保障增产、减少损失。 施用目的：提供农作物生长 所需的N、P、K等营养元素， 氨肥 肥 钾肥 复合肥 保障增产、减少损失。 氮肥 磷肥 钾肥 复合肥 NHNO2 Ca(H2P04)2 KCI KNO3 合理施用原则 CO(NH2)2 ①考虑因素 土壤酸碱性： 作物营养状况： 化肥性质： 酸性土壤施碱性化肥 CaCO3,碱性土壤施酸性 如叶菜类黑多 如NH HCO,需 深 化肥(NH4)2SO, 施复肥 深施防分解 ②不合理施用危害 N、P过多 (NH)2S04长期 造成水体富营荞化（水华、赤潮） 破坏土壤结构（土壤酸化） 三、农药的施用 农药发展 早期：天然物质（如 现今：有机合成衣药为主（如有 除虫菊、波尔多液) 机氯、有机裤、拟除虫菊酯类) 对环境 ①破坏生态平衡 ②蠢杀传粉是昆虫 ③造成农骏起标 ④污染大气、 的影响 (杀死害虫天敌) (如蜜蜂) (危害人体健康) 水和土蠖 发展方向 高效（低用量高效果） 任毒（对人畜安全） 低我留（易降解） 高中化学知识卡片-必修第二册 第二节化学品的合理使用 一二、合理用药知识清单 1.药物的种类 3.重要合成药 阿司匹林 含® 化学名称 乙酰水杨酸 按来源 技管理 OCOCH3 天然药物 处方药 (如中草药) (需医生处方，如抗生素) COOH 合成药物 非处方药 (思有药物大部分) (OTC标织，如惑冒药) COCH3 (邻乙酰氧基苯甲酸) 2.药物在人体内的作用方式 合成方法 改变物理、化学环境 与生物大分子结合 OH OH 受体者 扶酸药 OH 浓硫酸 (AI(OH),) +(CH,Co)20 CH,COOH 水杨酸 乙酰水杨酸 H 炎症反应 AI(OH)s+3H→AI3+3H,0 如药物分子与德、受体等 8 ☑ 中和胃酸(H),绶解胃痛 结合，调节生理功能 数 解热 镇痛 抗炎 (如阿司匹林抑制炎症反应) (降低体温) (缓解疼痛) (抑制炎症) 4.合理用药原则 不民反应 刺激胃黏膜 [特别提醒] (长糊大量服用可能 需饭后服用或 核心原則 导数胃痛、悉心) 制成肠洛片 @ 5.滥用药物的危害 安全 有效 经济 运当 (无毒性或 (能治疗疾病) (性价比高)（剂量、剂型、 低毒性) 给药迷径合适) 关键要素 无处方长期服安眠药 滥用抗生素 (成瘾) (耐药性) ①药物方面 ②机体方面 目凸⊙ 同四6前 剂量，剂型、 年龄(U儿童、老人需调暨) G6 给药遙径，时间 性别，症状、心理，退传 运动员服兴奋剂 吸食毒品 (如抗生寨需技时服用) (知过敏体质) (危害健康、违背公平) (严重损害身体、违法) OH 知识卡片：化学品的合理使用一安全使用食品添加剂 一、食品添加剂的定义 指为改善食品品质（色、香、味）、延长保质期（防腐、保鲜）及满足 加工工艺需求，加入食品中的人工合成或天然物质。 色香味俱佳 保质期延长 食品添加剂 工艺满足 二、食品添加剂的分类 ·按来源：天然（如红曲红、姜黄） 和人工合成（如柠檬黄、苯甲酸钠） 按功能（主要类别）：着色剂零、增味剂@、膨松剂出、凝固剂①、 防腐剂©、抗氧化剂⊙、营养强化剂 局 三、 重要食品添加剂（功能、常用物质及成分） 名称 主要作用 常用物质 代表物结构或成分 着色剂 改善食品颜色 红曲红、阝-胡萝卜素 姜黄、柠檬黄 增味剂 增加食品鲜味 味精（谷氨酸钠） HOOC(CH2)2C H(NH,)COONa 膨松剂 使面团疏 NaHCO3 NH4HCO3 【特别提醒】 松、多孔 复合膨松剂 合理使用食 食品添加剂 凝固剂 改善食品形态 盐卤(MgCL2)、 CaSO4 是安全的； 过量使用 防腐剂 防止食品 苯甲酸钠、山梨酸钾 CgH5C00Na、 (如亚硝酸 腐败变质 亚硝酸钠 CH-KO2 酸钠)可能 抗氧化剂 防止食品 危害健康。 氧化变质 抗坏血酸(NC) CoHgOg 营养 补充必要 维生素(VB、VD) CacO FeSO4 强化剂 营养成分 Cac03、Fes04 ·7H20、KI03 高中化学知识清单-环境保护与绿色化学 (第一部分：环境保护) 一、 环境保护 1.环境问题的含义 ●指人类不合理开发利用自然资源 生态破坏 导致的生态破坏（如水土流失、 土地荒漠化)，以及工农业生产和 8 生活造成的环境污染（如大气、 人类活动 水、土壤污染)。 环境污染 t(A 【特别提醒】生态破坏与环境污染往往相互影响，共同构成环境问题。 2.环境污染的来源与治理 工业“三废” 废气（含S02、N0x、C0等） 废水（含重金属离子、有机物等） 废渣（含重金属、有毒物质等） 【特别提醒】“三废”治理的关键是源头控制和末端治理相结合，如废气 脱硫、废水处理循环利用。 (1)大气污染 ●主要来源： 化石燃料燃烧（如煤燃烧产生S02、NOx)、 酸雨前体 S02NOx、C0 (s02、N0) C+02 C02 (完全性燃燒) S+02 → S02 (硫染杂度燃烧) 危害：形成酸雨（H<5.6),腐蚀建筑物，危害生物，酸化土壤和水体。 化学反应如：2S02+02+2H20→2H2S04