8.1 自然资源的开发利用【上好课】高一化学深度学习辅导讲义（人教版必修第二册）

本高中化学讲义聚焦“自然资源的开发利用”核心知识点，系统梳理金属材料（合金的概念、性能及应用）、金属冶炼（基于金属活动性顺序的电解法、热还原法、热分解法等）、海水资源开发（淡化方法及提溴、提碘、提镁工艺流程）、化石燃料综合利用（煤的干馏/气化/液化，石油的分馏/裂化/裂解等），构建从资源开发原理到实际应用的完整知识链，为学生提供结构化学习支架。 该资料以“化学与可持续发展”为统领，通过钛合金潜水器壳体、铝热反应焊接钢轨等实例渗透“物质性质决定用途”的化学观念，结合海水提溴流程图、煤干馏产品用途表等培养科学思维。设置铝热反应实验现象分析、海带提碘流程设计等探究活动，强化科学探究与实践能力。典例、变式题及高考真题分层设计，课中辅助教师突破重难点，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，兼具学科特色与实用价值。

第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 要点 1 金属矿物的开发与利用 1. 金属材料 （1） 合金 ① 概念：合金是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。 ② 成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属。即合金中一定含金属元素，可能含非金属元素（如钢中含碳） 。 ③ 性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 a. 熔点：一般比它的各成分金属的低； b. 硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 注：① 构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 ② 常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 ③ 合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 ④ 新型合金及重要应用 a. “蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造,利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。 b. 喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其熔点高、耐高温的性质。 2. 常见的金属材料及应用 （1） 金属材料的工业分类 黑色金属材料 有色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金 （2） 黑色金属材料——钢铁 ① 钢是用量最大、用途最广的合金。 ② 钢 （3） 有色金属材料——铜和铝 ① 铝及铝合金 ② 铜及铜合金 要点 2 金属冶炼 1. 金属在自然界中的存在 2. 金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。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 4. 金属冶炼的方法——金属活动顺序与金属冶炼的关系 （1） 电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属）。 a．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ b．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ c．2Al2O34Al＋3O2↑ 一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如： 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ （2） 热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合较活泼的金属。 a．CO还原Fe3O4：Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2； b．C还原ZnO：ZnO＋CZn＋CO↑； c．H2还原WO3：WO3＋3H2W＋3H2O。 注：在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但反应中真正作还原剂的是CO。 （3） 热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。 a．2HgO2Hg＋O2↑； b．2Ag2O4Ag＋O2↑。 （4） 湿法。在工业上还有一种冶金方法叫做湿法冶金，也称为水法冶金。它是利用在溶液中发生的化学反应（如置换反应），对金属进行提取和分离的冶金过程。例如： Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 5. 铝热反应 实验原理 Al和某些金属氧化物在高温下进行,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分离 与Fe2O3性质相似的FeO、Fe3O4、CuO、TiO2（二氧化钛）、V2O5（五氧化二钒）、Gr2O3（三氧化二铬）、MnO2、Co3O4（四氧化三钴）、WO3（三氧化钨）等氧化物，也都能与金属铝在高温下发生氧化还原反应，生成Al2O3和新的金属单质，放出大量的热，这样的反应都属于铝热反应。 实验 装置 实验 现象 ①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验 结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 原理 应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等 注：铝热反应的三个注意事项 ① 铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。 ② 铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg条、KClO3的作用是产生高温，引发铝热反应。 ③ 铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 6. 特殊金属的冶炼方式 有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等， 主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 要点 3 海水资源的开发利用 1. 海水淡化的方法 海水利用包括海水直接利用、海水淡化和海水综合利用，以及海水农业等。 （1） 蒸馏法：把海水烧到沸腾，水蒸发为蒸汽，盐留在锅底，蒸汽冷凝为蒸馏水，即是淡水。 缺点：消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水。 改进：多级闪急蒸馏淡化。适当加温的海水进入真空或接近真空的蒸馏室，会在瞬间急速蒸发为蒸汽。此种淡化装置可以造得比较大，真空蒸发室可以造得比较多，连接起来，成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂，可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水。水电联产，可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂，大多采用此法。 海水蒸馏原理示意图 （2） 电渗析法：使用一种特别制造的薄膜来实现。在电力作用下，海水中盐类的阳离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；阴离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。 （3） 反渗透法：使用的薄膜叫“半透膜”，半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地往咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了，因此叫做反渗透。 （4） 冷冻法：即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。这种方法具有难以克服的弊端，需要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。 　 此外，离子交换法、太阳能法、压气蒸馏法、流通电容吸附法、露点蒸发法等也是正在发展中的海水淡化技术。 2. 海水提溴 （1） 工艺流程 海水中，溴总是以溴化镁和溴化钠的形式存在。提取溴的方法常用空气吹出法，即首先浓缩海水，使溴盐富集；加酸使海水酸化（调节化学平衡，防止氯的各价酸生成），通入氯气，溴离子被氧化成单质溴；使溴蒸汽和SO2、水蒸汽反应产生HBr；再把HBr用氯气氧化得到Br2。 （2） 发生反应的化学方程式 ① 2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl； ② Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4； ③ 2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。 3. 海带提碘 直接从海水中提取碘，利用晒盐后的卤水也可制取碘，所采用的方法有活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸银或硫酸铜沉淀法、离子交换树脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海带中碘的含量一般为0.3％～0.5％，比海水中碘的浓度高10万倍。 （1） 工艺流程 （2） 发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。 4. 海水提镁 镁在海水中的含量仅次于氯和钠，总储量约为1.8×1015吨，主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。从海水中提取镁并不复杂，先把石灰乳注入到盛有海水的容器中，使海水中的氯化镁变为氢氧化镁沉淀，从海水中滤出的氢氧化镁再加盐酸，使之生成氯化镁，并将其溶液煮沸、浓缩、烘干成无水氯化镁，经过电解熔融氯化镁，便得到金属镁和氯气。 （1） 工业流程 （2） 发生反应的化学方程式 ① Ca(OH)2+MgCl2＝CaCl2+Mg(OH)2↓ ② Mg(OH)2 + 2HCl＝MgCl2 + 2H2O ③ MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑　　　 要点 4 煤、石油、天然气的综合利用 1. 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 注：1. 煤干馏是化学变化，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，煤中并不含有小分子有机物苯、萘，酚类等，苯、萘、酚类等物质是煤干馏的产物中含有的。 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 2. 石油的综合利用 （1） 石油的物理性质和成分 ①颜色状态：黄绿色至黑褐色的黏稠液体。 ②组成：主要是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物。其成分主要是烷烃和环烷烃,有的含芳香烃。 （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 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 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 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 （4） 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 注：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。 3. 天然气的综合利用 （1） 主要成分：CH4 （2） 用途：① 清洁的化石燃料 ② 生产甲醇：CH4+H2OCO+H2，CO+2H2CH3OH。 ③ 合成氨：CH4+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2，N2＋3H22NH3； ④ 合成分子内含2个或2个以上碳原子的有机物 （3） 以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 以煤、石油、天然气为原料，通过聚合反应原理合成的材料的相对分子质量很大，属于高分子化合物。塑料、合成纤维、合成橡胶为三大合成材料。 （4） 化学“七气” 名称 来源 主要成分 用途 高炉煤气 炼铁高炉 CO2、CO等 燃料 水煤气 水煤气炉 CO、H2等 燃料、化工原料 炼厂气 石油炼制厂 低级烷烃 燃料、化工原料 油田气 油田 低级烷烃 燃料、化工原料 天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料 裂解气 裂解炉 “三烯二烷” 石油化工原料 焦炉气 炼焦炉 H2、CH4、C2H4等 燃料、化工原料 命题点 1 合金性质与金属材料的应用 典例1关于生铁和钢的区别正确的是 A. 生铁属于纯净物，钢属于混合物 B. 生铁比钢的含碳量更高 C. 生铁比钢弹性更好 D. 生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳 【答案】B 【解析】A．生铁也是混合物，且含碳量更高，A错误；B．生铁比钢的含碳量更高(生铁：>2%，钢：0.03-2%)，B正确；C．钢弹性更好，C错误；D．钢中含碳，D错误。 故选B。 变式1《考工记》：金(青铜)有六齐，六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。下列有关说法错误的是 A. 六齐是铜锡合金6种配比 B. 大刃硬度大于斧斤 C. 六齐之金，日久也会有铜绿生成 D. 依据铜锡不同比例可以配成黄铜 【答案】D 【解析】A．根据题意，六齐是指青铜中铜和锡的六种不同比例形成的不同器具，故A正确；B．迁移铁合金的知识：铁碳也有不同比例，碳含量越高，硬度越大，故B正确；C． 出土青铜都有铜绿，故C正确；D．黄铜是铜锌合金，铜锡不同比例仍为青铜，故D错误。 故选D。 命题点 2 金属矿物的开发利用 典例1下列金属冶炼的反应原理，不恰当的是 A. 2NaCl(熔融) B. C. D. 【答案】B 【分析】金属冶炼的方法与金属的活泼性相关，金属越是活泼，越难冶炼，其中活泼金属Na、Mg、Al要用电解法来冶炼，而Fe、Cu可用还原法来冶炼； 【解析】A．Na是活泼金属，利用电解熔融的氯化钠获得金属Na，A正确，不符合题意；B．Mg是活泼金属，利用电解熔融的氯化镁获得金属Mg，B错误，符合题意；C．Al是活泼金属，利用电解熔融的氧化铝获得金属Al，C正确，不符合题意；D．Fe是较活泼金属，利用热还原法来获得Fe，其中可以使用的还原剂有C、CO、和Al，D正确，不符合题意。 故选B。 典例2某“太空金属”钛广泛应用于新型功能材料等方面，工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2，含少量FeO和Fe2O3)冶炼金属钛的工艺流程如图所示，下列说法正确的是 A. 基态钛原子核外有4个未成对电子 B. 金属Mg与TiCl4可在氮气气氛条件下进行反应 C. 步骤II加热可促进TiO2+的水解 D. 步骤III中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+CTiCl4+CO 【答案】C 【分析】钛铁矿(主要成分是TiO2，含少量FeO和Fe2O3)加硫酸酸浸，浸出液中含铁离子、亚铁离子和TiO2+，加适量铁发生还原，将铁离子转变为亚铁离子，蒸发浓缩冷却结晶提取出绿矾晶体，滤液经加热TiO2+水解得TiO2·H2O，分解得到粗TiO2后，加焦炭、氯气反应得到TiCl4，用Mg还原得到Ti。 【解析】A．基态钛原子核外电子排布式为，有2个未成对电子，A错误；B．Mg为活泼金属，能与、、、等物质发生反应，故金属Mg与必须在稀有气体氛围条件下进行反应，B错误；C． TiO2+会水解，步骤II加热可促进TiO2+的水解，C正确；D．方程式未配平，步骤III中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO ，D错误；答案选C。 变式1（双选）一种锰矿的主要成分为，杂质为、、MnS、FeS、CuS、NiS等。研究人员设计了如下流程制备金属锰，可能用到的数据见下表。 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.5 7.6 沉淀完全pH 3.2 6.7 8.5 9.8 下列说法正确的是 A. “脱硫”过程中FeS发生反应： B. 物质X为，滤渣Y为 C. 上述流程表明：， D. “电解”所得阳极产物均可循环利用 【答案】AD 【分析】锰矿（主要成分为，杂质为、、MnS、FeS、CuS、NiS）在催化剂条件下与氢氧化钠、空气反应生成硫单质、硅酸钠和金属氢氧化物，过滤，向滤渣中加入硫酸进行酸浸，生成硫酸盐，过滤，滤渣1为硫和硫酸钙，向滤液中加入MnO调节pH=4从而沉淀铁离子，过滤，向滤液中加入MnS沉淀铜和镍元素后再过滤得到主要含有MnSO4的溶液，将该溶液电解得到金属锰。 【解析】A．“脱硫”过程中FeS被氧气氧化在碱性条件下生成硫单质与氢氧化铁，，A正确；B．脱硫过程二氧化硅与氢氧化钠溶液发生反应转化为硅酸钠，硅酸钠与硫酸反应会生成硅酸，滤渣中还含有硫酸钙，B错误；C．难溶沉淀会像更难溶沉淀转化，“除杂”过程中加入MnS的目的是为了使Ni2+与Cu2+转化为NiS和CuS，推知、，C错误；D．惰性电极“电解”MnSO4，会产生氧气和硫酸，这些所得阳极产物均可循环利用，D正确。 故选AD。 命题点 3 海水淡化 典例1若实行海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是  A. 加入明矾，使海水的盐分沉淀而淡化 B. 利用太阳能，将海水蒸馏淡化 C. 将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水 D. 将海水通过离子交换树脂，以除去所含的盐分 【答案】A 【解析】明矾净水是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些泥沙，并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化，A项错误；利用太阳能使海水蒸馏淡化，是有研究价值的一种淡化途径，B项正确；海水缓慢凝固后可结成冰，在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化，C项正确；将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一种已被应用的海水淡化方法，D项正确。 故选A。 变式1以下说法正确的是 A. 海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约 B. 海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法 C. 海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本比较低 D. 以上说法都正确 【答案】B 【解析】海水含盐量高，无法直接饮用，而淡水资源非常有限，因此要节约水资源；海水淡化的各种方法中，蒸馏历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。 故选B。 命题点 4 海水综合利用 典例1从淡化海水中提取溴的流程如下： 下列有关说法不正确的是 A. X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B. 步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C. 工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D. 步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 【答案】C 【解析】Na2SO3与Br2发生反应的化学方程式为Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，可用Na2SO3饱和溶液吸收Br2，A正确；步骤Ⅲ根据氯的非金属性比溴的强，利用置换反应制取Br2，B正确；步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，无法计算Cl2的体积，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D正确。 故选C。 典例2为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，解答下列问题： （1） ①中反应的离子方程式： ____________________________________________________________。 （2） ②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗________(填“上口倒出”或“下口放出”)。 （3） ③是将富集在CCl4中的碘单质利用化学转化重新富集在水中，称为反萃取，写出该反应的化学方程式： _________________________________________________________。 （4） ④中反应的离子方程式： _____________________________________________________________。 （5） 操作⑤的名称为________。 【答案】(1)2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O　(2)下口放出　(3)3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O　(4)5I－＋IO＋6H＋===3I2↓＋3H2O　(5)过滤 典例3海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；④电解得到产物。 （1） 以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是 A. 分解反应　　　　 B. 化合反应 C. 置换反应 D. 复分解反应 （2） 下列关于提取镁的说法中，不正确的是 A. 此法的优点之一是原料取自大海 B. 进行①②③步骤的目的是富集MgCl2 C. 可用电解熔融氧化镁的方法制取镁 D. 电解法冶炼金属要消耗大量电能 【答案】（1）C　 （2）C 【解析】（1）从海水提取镁的全过程中，涉及的反应有：把贝壳制成石灰乳CaCO3 CaO＋CO2↑，分解反应；CaO＋H2O===Ca(OH)2，化合反应；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，复分解反应；Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，复分解反应；电解熔融的MgCl2得到产物MgCl2 Mg＋Cl2↑，分解反应。 （2）在提取镁的过程中，不能采用电解熔融氧化镁的方法，因为MgO的熔点很高。 变式1全球海水中的溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99 %，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg·L－1。其工业提取法有： （1） 空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴。该方法涉及的反应有： ①_________________（写出化学方程式）；②3Br2+3CO32-=BrO3-+5Br-+3CO2↑；③BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O。 其中反应②中氧化剂是_________________　，还原剂是_________________。 （2） 空气吹出SO2吸收法。该方法基本同（1），只是将吹出的溴用SO2来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式_________________。 （3） 溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度的不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的玻璃仪器名称是_________________。下列可以用于海水中溴的萃取的试剂是_________________。 　　①乙醇　 ②四氯化碳　 ③硝酸 【答案】（1）Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 Br2 Br2 （2）Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 　　 （3）分液漏斗、烧杯 ② 【解析】工业上提取溴的原理：将氯气通入到富含溴离子的海水中，把溴置换出来，然后被某些溶液吸收，再提纯即可得到，Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2，溴与二氧化硫反应的化学方程式：Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4，方法（3）是利用物理方法，用有机溶剂溶解，因为溴易溶于有机溶剂，作为海水中萃取溴的溶剂只能是②四氯化碳。 变式2海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下图： （1） 指出从海藻中提取I2的实验操作名称：① ，③ ；②的离子方程式 。 （2） 提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是 A. 甲苯、酒精　　　　　 B. 四氯化碳、苯　　　　　C. 汽油、乙酸 　　　　 D. 汽油、甘油 （3） 为使海藻中I-转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器。尚缺少的仪器是 。 （4） 从含碘的有机溶剂中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置中的错误之处 。 （5） 进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是 ，最后晶态碘在 中。 【答案】（1）过滤 萃取 2I-+Cl2=I2+2Cl- （2）B （3）分液漏斗 （4）①没有石棉网；②温度计插入液面以下；③冷凝器进、出水方向颠倒 （5）萃取剂沸点较低，I2易升华 圆底烧瓶 【解析】（1）从悬浊液中分离I-，应用过滤；从I2的水溶液中把它提取出来，用萃取。 （2）A中酒精，C中乙酸，D中甘油，都是易溶于水的物质，所以不能用于萃取碘水中的碘。 （3）萃取分液所必需的仪器是分液漏斗。 （4）蒸馏的三点错误：①没有石棉网；②温度计插入液面以下；③冷凝器进、出水方向颠倒。 （5）根据（2）B选项中的两种萃取剂的沸点数据：苯80℃、四氯化碳77℃，用水浴加热即可使之沸腾，而避免高温下I2的升华。最后I2残留在圆底烧瓶中。 变式3海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示： 　 　  （1） 若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。 　　_________________________________________________________________。 用电解法制取金属镁时，需要无水氧化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是_________________________________________________________________ （2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。  　　____________________________________________________________________。 （3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的： 溶解时：____________________________________________________________ 过滤时：____________________________________________________________ 蒸发时：____________________________________________________________ 【答案】（1）MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑ MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑ Mg(OH)Cl MgO+HCl↑ 在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl2 （2）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。 （3）溶解时：搅拌，加速溶解。过滤时：使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒。蒸发时：搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。  【解析】MgCl2水解因条件不同,既可以水解为Mg(OH)Cl,也可以水解为MgO（题给条件），加入盐酸或通入干燥的HCl气流，均能抑制MgCl2的水解；Ca(OH)2转化为Mg(OH)2的简便方法是用MgCl2溶液。 命题点 5 化石燃料的综合利用 典例1下列说法不正确的是 A. 为了获得燃油，工业上通常采用分馏的方法对原油进行加工 B. 石油的分馏是化学变化过程 C. 工业上用来分馏石油的主要设备是分馏塔 D. 沸点高的烃从分馏塔进料口下部分离出来，得到重油 【答案】B 【解析】石油的分馏是根据组成石油的各组分的沸点不同进行分离的方法，属物理变化过程。B不正确。 故选B。 典例2下列关于石油裂化的说法中错误的是 A. 裂化是在一定条件下，使分子中碳原子数多、相对分子质量大、沸点高的烃断裂为分子中碳原子数少、相对分子质量小、沸点低的烃的过程 B. 裂化可分为热裂化、催化裂化和加氢裂化 C. 裂化的目的是提高汽油的品质 D. 裂化过程是化学变化过程 【答案】C 【解析】石油裂化的目的是为了提高石油炼制过程中轻质燃油，特别是汽油的产量，而不是提高汽油的质量。 故选C。 【总结升华】裂解是将石油分馏产品在比裂化更高的温度（700～1000℃）下进行深度裂化，主要得到小分子气态烃和少量轻质液态烃（汽油）。“裂解”和“裂化”虽是同一类反应，但目的不同，产物不同。裂解的主要目的是获得小分子气态烯烃、炔烃、烷烃的混合物，其中低级不饱和烃可直接成为合成塑料、橡胶、纤维的原料；而“裂化”（或“催化裂化”）则是为了提高汽油的产量和质量，以增加轻质燃料油为主要目的。 变式1（双选）有关石油裂解的说法中不正确的是 A. 裂解是以石油分馏产品中的各种烃为原料，隔绝空气加强热使其分解的过程 B. 裂解的目的是获得更多的汽油 C. 裂解是深度裂化，目的是得到裂解气 D. 裂解是一物理变化过程 【答案】BD 【解析】在石油化工生产过程中，以石油分馏产品中的各种烃为原料，在隔绝空气和高温条件下（700℃～800℃，有时高达1000℃），使具有长链的烃分子发生断链、脱氢反应等，可生成各种短链的烃分子。工业上把这一加工过程叫做石油裂解（pyrolysis）。裂解是深度裂化，目的是获得以短链不饱和烃为主要成分的基本化工原料。裂解过程是化学变化过程。BD不正确。 故选BD。 变式2下列有关煤的说法中不正确的是 A. 煤主要是由C元素组成的，此外还含有少量的H、N、S、O、Si、Al、Ca、Fe等元素 B. 煤的主要组成部分是有机质，另外还有灰分 C. 煤中氢原子与碳原子数之比大于0.8 D. 煤中有机质的基本结构是以缩合芳香烃为主体的带有侧链和官能团的大分子。 【答案】C 【解析】煤和石油都是主要由碳和氢元素组成的物质，其本质区别是氢原子数与碳原子数的比值不同。在煤中氢原子与碳原子数之比小于0.8，而石油中氢原子数与碳原子数之比大于1.8。C不正确。 故选C。 点拨 1 金属活动性顺序与金属冶炼的联系 1. 电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属）。 2. 热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合较活泼的金属。 3. 热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。 ◆能力强化练 1. 中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是 A. 青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 B. 长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素 C. 蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸，该过程不涉及化学变化 D. 铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成 【答案】C 【解析】A．四羊方尊由青铜制成，在当时铜的冶炼方法还不成熟，铜中常含有一些杂质，因此青铜属合金范畴，A正确；B．竹木简牍由竹子、木头等原料制成，竹子、木头的主要成分为纤维素，B正确；C．蔡伦用碱液制浆法造纸，将原料放在碱液中蒸煮，原料在碱性环境下发生反应使原有的粗浆纤维变成细浆，该过程涉及化学变化，C错误；D．陶瓷是利用黏土在高温下烧结定型生成硅酸铝，D正确。 故选C。 2. 下列说法不正确的是 A. 用标准液润洗滴定管后，应将润洗液从滴定管上口倒出 B. 铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜 C. 利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团 D. 蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜，静置冷却，析出硫酸亚铁铵晶体 【答案】A 【解析】A．用标准液润洗滴定管，要将整个滴定管内壁进行润洗，因此，应将润洗液的一部分从滴定管上口倒出，另一部分从滴定管下口放出，A说法不正确；B．铝热反应非常剧烈，反应过程中放出大量的热，有大量火星飞溅出来，因此，在操作时要戴上石棉手套和护目镜以保护手和眼睛，B说法正确；C．有机物中的基团在红外光谱中会呈现出其特征谱线，因此，可以利用红外光谱法初步判断有机物中具有哪些基团，C说法正确；D．硫酸亚铁铵的溶解度随着温度降低而减小，蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜，溶液达到饱和状态，静置冷却后，由于在该温度下的混合体系中硫酸亚铁铵的溶解度最小，因此，析出的晶体是硫酸亚铁铵晶体，D说法正确。 故选A。 3. （双选）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A. 甲室电极为正极 B. 隔膜为阳离子膜 C. 电池总反应为： D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响 【答案】CD 【解析】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室电极溶解，变为铜离子与氨气形成，因此甲室电极为负极，故A错误；B. 再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误；C. 左侧负极是，正极是，则电池总反应为：，故C正确；D. 扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。 故选CD。 4. 下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是 A. 用装置甲灼烧碎海带 B. 用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C. 用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2 D. 用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气 【答案】B 【解析】A项，灼烧碎海带应在坩埚中进行，不能用烧杯，装置甲不能达到实验目的；C项，用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热，装置丙不能达到实验目的；D项，吸收Cl2应用NaOH溶液，装置丁不能达到实验目的。 故选B。 5. 欲从含Br－的废液中提取溴单质，需经过一系列操作，实验装置及物质的性质如下： Br2 CCl4 正十二烷 密度/(g·cm－3) 3.12 1.59 0.753 沸点/℃ 58.76 76.8 215～217 下列说法正确的是 A. 可用装置甲氧化废液中的Br－ B. 装置乙中选用正十二烷而不用CCl4，是因为正十二烷的密度更小 C. 用装置丙进行蒸馏，先收集正十二烷再收集Br2 D. 用装置丁贮存液溴 【答案】D 【解析】装置乙中选用正十二烷而不用CCl4，是因为正十二烷的沸点高，便于使用蒸馏法分离溶于正十二烷中的溴，用装置丙进行蒸馏，先收集到的是Br2，故B、C错误；液溴的密度比水大，可以用水液封，故D正确。 故选D。 6. 用灼烧法证明海带中含有碘元素，各步骤选用的实验用品不必都用到的是 选项 实验步骤 实验用品 A 步骤1：将海带灼烧灰化 B 步骤2：将海带灰溶解、过滤 C 步骤3：氧化滤液中的I－ D 步骤4：检验碘元素 【答案】C 【解析】氧化滤液中的I－用不到容量瓶，故选C。 7. 海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是 A. 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B. 粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C. 工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 D. 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收 【答案】C 【解析】A项，向苦卤中通入Cl2 时发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，是为了提取溴，正确；B项，可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质，然后向滤液中加入沉淀剂，过滤除去可溶性杂质，最后重结晶可得精盐，正确；C项，工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂，错误；D项，由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小，因此利用Br2的挥发性，可先用热空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原为HBr进行富集，正确。 故选C。 8. 下列关于石油和石油化工的说法错误的是 A. 石油是由各种碳氢化合物组成的混合物 B. 石油分馏得到的各馏分是由各种碳氢化合物组成的混合物 C. 石油裂解和裂化的主要目的都是得到重要产品乙烯 D. 实验室里，在氧化铝粉末的作用下，用石蜡可以制出汽油 【答案】C 【解析】石油分馏得到的各馏分为烃类物质的混合物，故B正确；石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量，裂解的目的是获得乙烯、丙烯等化工原料，故C错误。 故选C。 9. 碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题： I2的一种制备方法如图所示： ① 加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为______________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成____________后可循环使用。 ② 通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为______________； 若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为______________；当＞1.5后，单质碘的收率会降低，原因是__________________________。 【答案】①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－　AgNO3　②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2　I2、FeCl3　I2被过量的Cl2进一步氧化 【解析】①由流程图可知悬浊液中含AgI，AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag，FeI2易溶于水，在离子方程式中能拆，故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环。 ②通入Cl2的过程中，因I－还原性强于Fe2＋，Cl2先氧化还原性强的I－，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2；若反应物用量比＝1.5时，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好将全部I－和Fe2＋氧化，故氧化产物为I2、FeCl3；当>1.5即Cl2过量，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低。 ◆综合拔高练 10. “夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是 A. 青铜器中锡、铅对铜有保护作用 B. 青铜的熔点低于纯铜 C. Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3都属于盐类 D. 可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈 【答案】D 【解析】A．锡、铅的金属性比铜强，在形成原电池时，作原电池的负极，能阻止铜失电子，从而保护青铜器中的铜，A正确；B．青铜为铜、锡、铅的合金，合金的熔点通常低于它的成分金属，所以青铜的熔点低于纯铜，B正确；C．Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3中都含有Cu2+和Cl-或，二者都属于盐类，C正确；D． FeCl3在溶液中能发生水解而使溶液显酸性，浸泡青铜器能清洗青铜器的铜锈，Fe3+具有较强的氧化性，能将Cu氧化为Cu2+，所以不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈，D错误。 故选D。 11. 下列说法不正确的是 A. 镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件 B. 还原铁粉可用作食品干燥剂 C. 氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 D. 油脂是热值最高的营养物质 【答案】B 【解析】A．金属镁的密度较小，镁合金的强度高、机械性能好，是制造汽车、飞机、火箭的重要材料，故A正确；B．还原铁粉能吸收氧气，可用作食品脱氧剂，故B错误；C．氯气、臭氧、二氧化氯都具有强氧化性，能杀菌消毒，都可用于饮用水的消毒，故C正确；D．油脂在代谢中可以提供的能量比糖类和蛋白质约高一倍，油脂是热值最高的营养物质，故D正确 。 故选B。 12. 下列说法不正确的是 A. 铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨 B. 镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火 C. 熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带 D. 工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫 【答案】A 【解析】A．铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A说法不正确；B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B说法正确；C．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医疗石膏绷带，C说法正确；D．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D说法正确。 故选A。 13. 钛(熔点为1668℃)广泛应用于生活和科技等各领域，用镁还原制取金属钛是钛生产的重要方法，其简化工艺流程如下，下列说法错误的是 A. 工业上，一般选择电解熔融制备金属 B. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为 C. “真空蒸馏”的目的是为了降低单质和的沸点，使其气化分离出去 D. “电解”时，阴极上生成单质a，可用作其他联产过程的氧化剂 【答案】D 【分析】工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，则a为氯气，所得Mg通过“高温还原” 、发生反应制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。 【解析】A．由于的熔点高，电解制备金属能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法，A项正确；B．还原时，发生反应的化学方程式为，B项正确；C．真空蒸馏时，需要将金属、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质和的沸点，C项正确；D．工业生产中，阳极上发生反应为：，可用作其他联产过程的氧化剂，D项错误。 故选D。 14. “吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术，该技术主要流程如下： 下列有关说法不正确的是 A. 氧化1所用的氯气可通过电解饱和NaCl溶液制得 B. 吹出后剩余溶液中可能大量存在的离子有Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－ C. 吸收过程发生反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO D. 氧化2所得溶液可通过萃取分离出溴 【答案】B 15. 工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I－制取I2，其流程如图： 下列说法错误的是 A. NaNO2氧化I－时使溶液pH变大 B. 活性炭吸附是为了净化水溶液 C. I2与NaOH(浓、热)反应的化学方程式：3I2 ＋6NaOH(浓、热)===5NaI＋NaIO3＋3H2O D. 热空气能吹出I2，是因为I2在水中溶解度小、易升华 【答案】B 【解析】亚硝酸钠具有氧化性，碘离子具有还原性，酸性条件下，二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘；利用活性炭吸附，然后加入热的浓氢氧化钠溶液吸收单质碘，最后加入HCl调节pH，碘离子和碘酸根离子在酸性溶液中发生归中反应生成单质碘：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，据此解答。 故选B。 16. 下列关于煤和石油的说法正确的是 A．由于石油中含有乙烯，所以石油裂解气中乙烯的含量较高 B．由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物，所以可从煤干馏的产品中分离得到苯 C．石油没有固定的熔、沸点，但其分馏产物有固定的熔、沸点 D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】D 【解析】石油是由多种碳氢化合物组成的复杂混合物，不含乙烯，A项错误；煤经过干馏可得到苯和甲苯等，但煤本身不含苯和甲苯等，B项错误；石油分馏所得的馏分仍是混合物，没有固定的熔、沸点，C项错误；石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中均含有烯烃，都能使酸性KMnO4溶液褪色，D项正确。 故选D。 17. （双选）石油的炼制方法中，催化重整的目的是 A. 使碳原子数多的烃断裂为碳原子数少的烃 B. 提高汽油的产量 C. 使芳香烃和支链烷烃的含量增加 D. 提高汽油的品质 【答案】CD 【解析】对汽油进行铂重整可以使芳香烃和支链烷烃的含量增加，从而能得到高品质的汽油。 18. 用离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺应用技术。 已知：I2＋I－I；交换吸附原理：R—Cl＋IR—I3＋Cl－。试回答下列问题： （1） 操作Ⅰ的正确图示为____________________(填字母)。 （2） 在清液中加入H2SO4和NaClO溶液后，溶液最终变为红棕色，该步骤中NaClO的量要适中，请说明原因： _________________________________________________________________________________。 （3） 其中交换吸附装置如下图所示，交换柱内装有氯型阴离子交换树脂(用R—Cl表示)，溶液转化原理为R—Cl＋IR—I3＋Cl－，全部通过后，树脂颜色变为黑红色，再通过洗脱，离心分离后得到粗碘。已知洗脱分两步进行： 第一步：取40 mL 8%～10%的NaOH溶液注入交换柱中。碱性洗脱原理为3R—I3＋6OH－===3R—I＋5I－＋IO＋3H2O。往碱性洗脱液中滴加H2SO4溶液，烧杯底部析出一层泥状粗碘。 第二步：取40 mL 10%的NaCl溶液注入上述交换柱中。氯化钠洗脱原理为R—I＋Cl－===R—Cl＋I－。再往氯化钠洗脱液中滴加H2SO4溶液使之酸化，再滴加NaNO2溶液，溶液由无色转变为棕黑色浑浊。 ① 根据交换吸附及洗脱过程可知强碱性阴离子交换树脂也可以对I－进行交换吸附，则实验中将I－转化成I的原因可能是________________________________________________________________________。 ② 往氯化钠洗脱液中滴加H2SO4溶液使之酸化，再滴加NaNO2溶液反应的离子方程式：____________ _____ ___。 【答案】(1)D (2)因为交换吸附原理：R—Cl＋IR—I3＋Cl－，最佳效果是都转化为I，因此NaClO的量过少，I－氧化不充分，过多会使溶液中I－含量太低，不利于生成I，不利于后续的交换吸附，结果都会使产率下降　(3)①强碱性阴离子交换树脂对I的吸附能力远大于对I－的吸附能力 ②2NO＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I2＋2H2O 【解析】(1)操作Ⅰ是将清液分离的操作，有机杂质不溶于水，在清液的下方，所以使用倾倒的方法就可以将二者分离。(2)根据吸附原理：R—Cl＋IR—I3＋Cl－，可知是I被吸附，在清液中加入H2SO4和NaClO溶液的目的是将一部分碘离子氧化为碘单质，还要剩余一部分碘离子，所以NaClO过多或者过少都会影响I的生成。(3)①实验的目的是尽可能多的吸附碘元素，强碱性阴离子交换树脂对I的吸附能力远大于对I－的吸附能力，所以实验中将I－转化成I再进行吸附是为了提高吸附的效率。②在酸性条件下NO具有氧化性，将I－氧化成I2，同时本身被还原为一氧化氮。 ◆高考真题练 19. （2025 陕西、山西、宁夏、青海）下列有关物质性质与用途对应关系错误的是 A. 单晶硅熔点高，可用于制造芯片 B. 金属铝具有还原性，可用于冶炼金属 C. 浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂 D. 乙炔燃烧火焰温度高，可用于切割金属 【答案】A 【详解】A．单晶硅用于制造芯片主要因其半导体性质，而非熔点高，熔点高与用途无直接关联，A错误；B．金属铝还原性强，可通过铝热反应冶炼金属（如Fe、Mn等），B正确；C．浓硫酸吸水性使其可干燥中性/酸性气体（如H2、CO2），C正确；D．乙炔燃烧产生高温氧炔焰（约3000℃），可熔化金属进行切割，D正确； 故选A。 20. （2025 1月浙江）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A. 具有强氧化性，可用于杀菌消毒 B. 聚丙烯是高分子材料，可用作吸水剂 C. 溶液呈碱性，可用于除油污 D. 硬铝密度小、强度高，抗腐蚀能力强，可用作飞机材料 【答案】B 【详解】A．具有强氧化性，能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒，A正确；B．聚丙烯属于有机合成高分子材料，不含有亲水基团，不能用作吸水剂，B错误；C．油污可以在碱性环境下水解，溶液由于碳酸根离子的水解，使溶液呈碱性，因此可用于除油污，C正确；D．硬铝合金具有密度小、强度高的优良特性，其表面会形成致密的氧化膜，抗腐蚀性强，因此可用作航空材料，D正确； 故选B。 21. （2025 江苏）阅读材料，完成下列小题： 中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分：、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合，突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素；采用有机合成与酶促合成相结合的方法，人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(，含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。 下列物质组成或性质与分离提纯方法对应关系正确的是 A. 蛋白质能水解，可用饱和溶液提纯蛋白质 B. 乙醚与青蒿素组成元素相同，可用乙醚提取青蒿素 C. 难溶于水、比水易溶解，可用萃取碘水中的 D. 不同的烃密度不同，可通过分馏从石油中获得汽油、柴油 【答案】C 【解析】A．蛋白质在饱和溶液中会发生盐析，故可用饱和溶液分离提纯蛋白质，与蛋白质能发生水解反应无关，A错误；B．青蒿素在乙醚中的溶解度较大，故可用乙醚提取青蒿素，与二者的组成元素无关，B错误；C．在中的溶解度大于在水中的溶解度，且与水不互溶，故可用萃取碘水中的，C正确；D．不同烃的沸点不同，故可用分馏法从石油中获得汽油、柴油，与烃的密度无关，D错误。 故选C。 22. （2025 黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古）东北三省及内蒙古资源丰富，下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是 A. 石灰石煅烧 B. 磁铁矿炼铁 C. 煤的液化 D. 石油分馏 【答案】D 【详解】A．石灰石煅烧是碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，有新物质生成，属于化学变化，A不符合题意；B．磁铁矿炼铁是四氧化三铁被还原为铁单质，有新物质生成，属于化学变化，B不符合题意；C．煤的液化是通过化学反应将煤转化为液态燃料，生成新物质，属于化学变化，C不符合题意；D．石油分馏是利用沸点差异分离混合物，未生成新物质，属于物理变化，D符合题意； 故选D。 23. （2025 天津）天津位于渤海之滨，地处“九河下梢”，因河而生，向海而兴，自古流传着“精卫填海”“哪吒闹海”等传说，其海水资源丰富，下列说法错误的是 A. 海水可经蒸馏制备淡水 B. 海水经氯气氧化可直接得到液溴 C. 海水晒盐的过程涉及溶液的蒸发、结晶 D. 用离子交换膜法电解饱和溶液可得到烧碱溶液 【答案】B 【详解】A．蒸馏法通过蒸发和冷凝分离水和盐分，正确制备淡水，A正确；B．海水中的需经氧化生成，但需进一步蒸馏或萃取才能得到液溴，不能直接获得，B错误；C．海水晒盐通过蒸发水分使结晶析出，属于蒸发结晶过程，C正确；D．离子交换膜电解溶液时，阴极区生成并富集，得到烧碱溶液，D正确； 故选B。 24. （2025 山东题）（双选）完成下列实验所用部分仪器或材料选择正确的是 实验内容 仪器或材料 A 灼烧海带 坩埚、泥三角 B 加热浓缩溶液 表面皿、玻璃棒 C 称量固体 电子天平、称量纸 D 量取稀 移液管、锥形瓶 A. A B. B C. C D. D 【答案】AD 【详解】A．灼烧海带需在坩埚中进行，并用泥三角支撑坩埚于铁架台上加热，仪器选择正确，A正确；B．加热浓缩NaCl溶液应使用蒸发皿（而非表面皿）和玻璃棒，表面皿无法直接加热，B错误；C．NaOH易潮解且腐蚀性强，称量时应置于烧杯或表面皿中，而非称量纸上，C错误；D．量取25.00mL的稀硫酸可以用25mL的移液管量取，并注入锥形瓶中，D正确； 故选AD。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 要点 1 金属矿物的开发与利用 1. 金属材料 （1） 合金 ① 概念：合金是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。 ② 成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属。即合金中一定含金属元素，可能含非金属元素（如钢中含碳） 。 ③ 性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 a. 熔点：一般比它的各成分金属的低； b. 硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 注：① 构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 ② 常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 ③ 合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 ④ 新型合金及重要应用 a. “蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造,利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。 b. 喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其熔点高、耐高温的性质。 2. 常见的金属材料及应用 （1） 金属材料的工业分类 黑色金属材料 有色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金 （2） 黑色金属材料——钢铁 ① 钢是用量最大、用途最广的合金。 ② 钢 （3） 有色金属材料——铜和铝 ① 铝及铝合金 ② 铜及铜合金 要点 2 金属冶炼 1. 金属在自然界中的存在 2. 金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。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 4. 金属冶炼的方法——金属活动顺序与金属冶炼的关系 （1） 电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属）。 a．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ b．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ c．2Al2O34Al＋3O2↑ 一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如： 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ （2） 热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合较活泼的金属。 a．CO还原Fe3O4：Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2； b．C还原ZnO：ZnO＋CZn＋CO↑； c．H2还原WO3：WO3＋3H2W＋3H2O。 注：在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但反应中真正作还原剂的是CO。 （3） 热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。 a．2HgO2Hg＋O2↑； b．2Ag2O4Ag＋O2↑。 （4） 湿法。在工业上还有一种冶金方法叫做湿法冶金，也称为水法冶金。它是利用在溶液中发生的化学反应（如置换反应），对金属进行提取和分离的冶金过程。例如： Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 5. 铝热反应 实验原理 Al和某些金属氧化物在高温下进行,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分离 与Fe2O3性质相似的FeO、Fe3O4、CuO、TiO2（二氧化钛）、V2O5（五氧化二钒）、Gr2O3（三氧化二铬）、MnO2、Co3O4（四氧化三钴）、WO3（三氧化钨）等氧化物，也都能与金属铝在高温下发生氧化还原反应，生成Al2O3和新的金属单质，放出大量的热，这样的反应都属于铝热反应。 实验 装置 实验 现象 ①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验 结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 原理 应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等 注：铝热反应的三个注意事项 ① 铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。 ② 铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg条、KClO3的作用是产生高温，引发铝热反应。 ③ 铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 6. 特殊金属的冶炼方式 有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等， 主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 要点 3 海水资源的开发利用 1. 海水淡化的方法 海水利用包括海水直接利用、海水淡化和海水综合利用，以及海水农业等。 （1） 蒸馏法：把海水烧到沸腾，水蒸发为蒸汽，盐留在锅底，蒸汽冷凝为蒸馏水，即是淡水。 缺点：消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水。 改进：多级闪急蒸馏淡化。适当加温的海水进入真空或接近真空的蒸馏室，会在瞬间急速蒸发为蒸汽。此种淡化装置可以造得比较大，真空蒸发室可以造得比较多，连接起来，成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂，可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水。水电联产，可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂，大多采用此法。 海水蒸馏原理示意图 （2） 电渗析法：使用一种特别制造的薄膜来实现。在电力作用下，海水中盐类的阳离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；阴离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。 （3） 反渗透法：使用的薄膜叫“半透膜”，半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地往咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了，因此叫做反渗透。 （4） 冷冻法：即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。这种方法具有难以克服的弊端，需要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。 　 此外，离子交换法、太阳能法、压气蒸馏法、流通电容吸附法、露点蒸发法等也是正在发展中的海水淡化技术。 2. 海水提溴 （1） 工艺流程 海水中，溴总是以溴化镁和溴化钠的形式存在。提取溴的方法常用空气吹出法，即首先浓缩海水，使溴盐富集；加酸使海水酸化（调节化学平衡，防止氯的各价酸生成），通入氯气，溴离子被氧化成单质溴；使溴蒸汽和SO2、水蒸汽反应产生HBr；再把HBr用氯气氧化得到Br2。 （2） 发生反应的化学方程式 ① 2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl； ② Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4； ③ 2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。 3. 海带提碘 直接从海水中提取碘，利用晒盐后的卤水也可制取碘，所采用的方法有活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸银或硫酸铜沉淀法、离子交换树脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海带中碘的含量一般为0.3％～0.5％，比海水中碘的浓度高10万倍。 （1） 工艺流程 （2） 发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。 4. 海水提镁 镁在海水中的含量仅次于氯和钠，总储量约为1.8×1015吨，主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。从海水中提取镁并不复杂，先把石灰乳注入到盛有海水的容器中，使海水中的氯化镁变为氢氧化镁沉淀，从海水中滤出的氢氧化镁再加盐酸，使之生成氯化镁，并将其溶液煮沸、浓缩、烘干成无水氯化镁，经过电解熔融氯化镁，便得到金属镁和氯气。 （1） 工业流程 （2） 发生反应的化学方程式 ① Ca(OH)2+MgCl2＝CaCl2+Mg(OH)2↓ ② Mg(OH)2 + 2HCl＝MgCl2 + 2H2O ③ MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑　　　 要点 4 煤、石油、天然气的综合利用 1. 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 注：1. 煤干馏是化学变化，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，煤中并不含有小分子有机物苯、萘，酚类等，苯、萘、酚类等物质是煤干馏的产物中含有的。 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 2. 石油的综合利用 （1） 石油的物理性质和成分 ①颜色状态：黄绿色至黑褐色的黏稠液体。 ②组成：主要是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物。其成分主要是烷烃和环烷烃,有的含芳香烃。 （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 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 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 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 （4） 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 注：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。 3. 天然气的综合利用 （1） 主要成分：CH4 （2） 用途：① 清洁的化石燃料 ② 生产甲醇：CH4+H2OCO+H2，CO+2H2CH3OH。 ③ 合成氨：CH4+H2OCO+H2，CO+H2OCO2+H2，N2＋3H22NH3； ④ 合成分子内含2个或2个以上碳原子的有机物 （3） 以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 以煤、石油、天然气为原料，通过聚合反应原理合成的材料的相对分子质量很大，属于高分子化合物。塑料、合成纤维、合成橡胶为三大合成材料。 （4） 化学“七气” 名称 来源 主要成分 用途 高炉煤气 炼铁高炉 CO2、CO等 燃料 水煤气 水煤气炉 CO、H2等 燃料、化工原料 炼厂气 石油炼制厂 低级烷烃 燃料、化工原料 油田气 油田 低级烷烃 燃料、化工原料 天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料 裂解气 裂解炉 “三烯二烷” 石油化工原料 焦炉气 炼焦炉 H2、CH4、C2H4等 燃料、化工原料 命题点 1 合金性质与金属材料的应用 典例1关于生铁和钢的区别正确的是 A. 生铁属于纯净物，钢属于混合物 B. 生铁比钢的含碳量更高 C. 生铁比钢弹性更好 D. 生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳 变式1《考工记》：金(青铜)有六齐，六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。下列有关说法错误的是 A. 六齐是铜锡合金6种配比 B. 大刃硬度大于斧斤 C. 六齐之金，日久也会有铜绿生成 D. 依据铜锡不同比例可以配成黄铜 命题点 2 金属矿物的开发利用 典例1下列金属冶炼的反应原理，不恰当的是 A. 2NaCl(熔融) B. C. D. 典例2某“太空金属”钛广泛应用于新型功能材料等方面，工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2，含少量FeO和Fe2O3)冶炼金属钛的工艺流程如图所示，下列说法正确的是 A. 基态钛原子核外有4个未成对电子 B. 金属Mg与TiCl4可在氮气气氛条件下进行反应 C. 步骤II加热可促进TiO2+的水解 D. 步骤III中可能发生的反应为TiO2+2Cl2+CTiCl4+CO 变式1（双选）一种锰矿的主要成分为，杂质为、、MnS、FeS、CuS、NiS等。研究人员设计了如下流程制备金属锰，可能用到的数据见下表。 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.5 7.6 沉淀完全pH 3.2 6.7 8.5 9.8 下列说法正确的是 A. “脱硫”过程中FeS发生反应： B. 物质X为，滤渣Y为 C. 上述流程表明：， D. “电解”所得阳极产物均可循环利用 命题点 3 海水淡化 典例1若实行海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是  A. 加入明矾，使海水的盐分沉淀而淡化 B. 利用太阳能，将海水蒸馏淡化 C. 将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水 D. 将海水通过离子交换树脂，以除去所含的盐分 变式1以下说法正确的是 A. 海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约 B. 海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法 C. 海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本比较低 D. 以上说法都正确 命题点 4 海水综合利用 典例1从淡化海水中提取溴的流程如下： 下列有关说法不正确的是 A. X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B. 步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C. 工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D. 步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 典例2为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，解答下列问题： （1） ①中反应的离子方程式： ____________________________________________________________。 （2） ②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗________(填“上口倒出”或“下口放出”)。 （3） ③是将富集在CCl4中的碘单质利用化学转化重新富集在水中，称为反萃取，写出该反应的化学方程式： _________________________________________________________。 （4） ④中反应的离子方程式： _____________________________________________________________。 （5） 操作⑤的名称为________。 典例3海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；④电解得到产物。 （1） 以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是 A. 分解反应　　　　 B. 化合反应 C. 置换反应 D. 复分解反应 （2） 下列关于提取镁的说法中，不正确的是 A. 此法的优点之一是原料取自大海 B. 进行①②③步骤的目的是富集MgCl2 C. 可用电解熔融氧化镁的方法制取镁 D. 电解法冶炼金属要消耗大量电能 变式1全球海水中的溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99 %，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mg·L－1。其工业提取法有： （1） 空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴。该方法涉及的反应有： ①_________________（写出化学方程式）；②3Br2+3CO32-=BrO3-+5Br-+3CO2↑；③BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O。 其中反应②中氧化剂是_________________　，还原剂是_________________。 （2） 空气吹出SO2吸收法。该方法基本同（1），只是将吹出的溴用SO2来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式_________________。 （3） 溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度的不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的玻璃仪器名称是_________________。下列可以用于海水中溴的萃取的试剂是_________________。 　　①乙醇　 ②四氯化碳　 ③硝酸 变式2海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下图： （1） 指出从海藻中提取I2的实验操作名称：① ，③ ；②的离子方程式 。 （2） 提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是 A. 甲苯、酒精　　　　　 B. 四氯化碳、苯　　　　　C. 汽油、乙酸 　　　　 D. 汽油、甘油 （3） 为使海藻中I-转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器。尚缺少的仪器是 。 （4） 从含碘的有机溶剂中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置中的错误之处 。 （5） 进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是 ，最后晶态碘在 中。 变式3海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示： 　 　  （1） 若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。 　　_________________________________________________________________。 用电解法制取金属镁时，需要无水氧化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是_________________________________________________________________ （2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。  　　____________________________________________________________________。 （3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的： 溶解时：____________________________________________________________ 过滤时：____________________________________________________________ 蒸发时：____________________________________________________________ 命题点 5 化石燃料的综合利用 典例1下列说法不正确的是 A. 为了获得燃油，工业上通常采用分馏的方法对原油进行加工 B. 石油的分馏是化学变化过程 C. 工业上用来分馏石油的主要设备是分馏塔 D. 沸点高的烃从分馏塔进料口下部分离出来，得到重油 典例2下列关于石油裂化的说法中错误的是 A. 裂化是在一定条件下，使分子中碳原子数多、相对分子质量大、沸点高的烃断裂为分子中碳原子数少、相对分子质量小、沸点低的烃的过程 B. 裂化可分为热裂化、催化裂化和加氢裂化 C. 裂化的目的是提高汽油的品质 D. 裂化过程是化学变化过程 变式1（双选）有关石油裂解的说法中不正确的是 A. 裂解是以石油分馏产品中的各种烃为原料，隔绝空气加强热使其分解的过程 B. 裂解的目的是获得更多的汽油 C. 裂解是深度裂化，目的是得到裂解气 D. 裂解是一物理变化过程 变式2下列有关煤的说法中不正确的是 A. 煤主要是由C元素组成的，此外还含有少量的H、N、S、O、Si、Al、Ca、Fe等元素 B. 煤的主要组成部分是有机质，另外还有灰分 C. 煤中氢原子与碳原子数之比大于0.8 D. 煤中有机质的基本结构是以缩合芳香烃为主体的带有侧链和官能团的大分子。 点拨 1 金属活动性顺序与金属冶炼的联系 1. 电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属（一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属）。 2. 热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适合较活泼的金属。 3. 热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。 ◆能力强化练 1. 中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是 A. 青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 B. 长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素 C. 蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸，该过程不涉及化学变化 D. 铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成 2. 下列说法不正确的是 A. 用标准液润洗滴定管后，应将润洗液从滴定管上口倒出 B. 铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜 C. 利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团 D. 蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜，静置冷却，析出硫酸亚铁铵晶体 3. （双选）利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A. 甲室电极为正极 B. 隔膜为阳离子膜 C. 电池总反应为： D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响 4. 下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是 A. 用装置甲灼烧碎海带 B. 用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C. 用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2 D. 用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气 5. 欲从含Br－的废液中提取溴单质，需经过一系列操作，实验装置及物质的性质如下： Br2 CCl4 正十二烷 密度/(g·cm－3) 3.12 1.59 0.753 沸点/℃ 58.76 76.8 215～217 下列说法正确的是 A. 可用装置甲氧化废液中的Br－ B. 装置乙中选用正十二烷而不用CCl4，是因为正十二烷的密度更小 C. 用装置丙进行蒸馏，先收集正十二烷再收集Br2 D. 用装置丁贮存液溴 6. 用灼烧法证明海带中含有碘元素，各步骤选用的实验用品不必都用到的是 选项 实验步骤 实验用品 A 步骤1：将海带灼烧灰化 B 步骤2：将海带灰溶解、过滤 C 步骤3：氧化滤液中的I－ D 步骤4：检验碘元素 7. 海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是 A. 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B. 粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C. 工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 D. 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收 8. 下列关于石油和石油化工的说法错误的是 A. 石油是由各种碳氢化合物组成的混合物 B. 石油分馏得到的各馏分是由各种碳氢化合物组成的混合物 C. 石油裂解和裂化的主要目的都是得到重要产品乙烯 D. 实验室里，在氧化铝粉末的作用下，用石蜡可以制出汽油 9. 碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题： I2的一种制备方法如图所示： ① 加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为______________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成____________后可循环使用。 ② 通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为______________； 若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为______________；当＞1.5后，单质碘的收率会降低，原因是__________________________。 ◆综合拔高练 10. “夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是 A. 青铜器中锡、铅对铜有保护作用 B. 青铜的熔点低于纯铜 C. Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3都属于盐类 D. 可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈 11. 下列说法不正确的是 A. 镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件 B. 还原铁粉可用作食品干燥剂 C. 氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 D. 油脂是热值最高的营养物质 12. 下列说法不正确的是 A. 铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨 B. 镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火 C. 熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带 D. 工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫 13. 钛(熔点为1668℃)广泛应用于生活和科技等各领域，用镁还原制取金属钛是钛生产的重要方法，其简化工艺流程如下，下列说法错误的是 A. 工业上，一般选择电解熔融制备金属 B. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为 C. “真空蒸馏”的目的是为了降低单质和的沸点，使其气化分离出去 D. “电解”时，阴极上生成单质a，可用作其他联产过程的氧化剂 14. “吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术，该技术主要流程如下： 下列有关说法不正确的是 A. 氧化1所用的氯气可通过电解饱和NaCl溶液制得 B. 吹出后剩余溶液中可能大量存在的离子有Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－ C. 吸收过程发生反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO D. 氧化2所得溶液可通过萃取分离出溴 15. 工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I－制取I2，其流程如图： 下列说法错误的是 A. NaNO2氧化I－时使溶液pH变大 B. 活性炭吸附是为了净化水溶液 C. I2与NaOH(浓、热)反应的化学方程式：3I2 ＋6NaOH(浓、热)===5NaI＋NaIO3＋3H2O D. 热空气能吹出I2，是因为I2在水中溶解度小、易升华 16. 下列关于煤和石油的说法正确的是 A．由于石油中含有乙烯，所以石油裂解气中乙烯的含量较高 B．由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物，所以可从煤干馏的产品中分离得到苯 C．石油没有固定的熔、沸点，但其分馏产物有固定的熔、沸点 D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色 17. （双选）石油的炼制方法中，催化重整的目的是 A. 使碳原子数多的烃断裂为碳原子数少的烃 B. 提高汽油的产量 C. 使芳香烃和支链烷烃的含量增加 D. 提高汽油的品质 18. 用离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺应用技术。 已知：I2＋I－I；交换吸附原理：R—Cl＋IR—I3＋Cl－。试回答下列问题： （1） 操作Ⅰ的正确图示为____________________(填字母)。 （2） 在清液中加入H2SO4和NaClO溶液后，溶液最终变为红棕色，该步骤中NaClO的量要适中，请说明原因： _________________________________________________________________________________。 （3） 其中交换吸附装置如下图所示，交换柱内装有氯型阴离子交换树脂(用R—Cl表示)，溶液转化原理为R—Cl＋IR—I3＋Cl－，全部通过后，树脂颜色变为黑红色，再通过洗脱，离心分离后得到粗碘。已知洗脱分两步进行： 第一步：取40 mL 8%～10%的NaOH溶液注入交换柱中。碱性洗脱原理为3R—I3＋6OH－===3R—I＋5I－＋IO＋3H2O。往碱性洗脱液中滴加H2SO4溶液，烧杯底部析出一层泥状粗碘。 第二步：取40 mL 10%的NaCl溶液注入上述交换柱中。氯化钠洗脱原理为R—I＋Cl－===R—Cl＋I－。再往氯化钠洗脱液中滴加H2SO4溶液使之酸化，再滴加NaNO2溶液，溶液由无色转变为棕黑色浑浊。 ① 根据交换吸附及洗脱过程可知强碱性阴离子交换树脂也可以对I－进行交换吸附，则实验中将I－转化成I的原因可能是________________________________________________________________________。 ② 往氯化钠洗脱液中滴加H2SO4溶液使之酸化，再滴加NaNO2溶液反应的离子方程式：____________ _____ ___。 ◆高考真题练 19. （2025 陕西、山西、宁夏、青海）下列有关物质性质与用途对应关系错误的是 A. 单晶硅熔点高，可用于制造芯片 B. 金属铝具有还原性，可用于冶炼金属 C. 浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂 D. 乙炔燃烧火焰温度高，可用于切割金属 20. （2025 1月浙江）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A. 具有强氧化性，可用于杀菌消毒 B. 聚丙烯是高分子材料，可用作吸水剂 C. 溶液呈碱性，可用于除油污 D. 硬铝密度小、强度高，抗腐蚀能力强，可用作飞机材料 21. （2025 江苏）阅读材料，完成下列小题： 中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分：、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合，突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素；采用有机合成与酶促合成相结合的方法，人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(，含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。 下列物质组成或性质与分离提纯方法对应关系正确的是 A. 蛋白质能水解，可用饱和溶液提纯蛋白质 B. 乙醚与青蒿素组成元素相同，可用乙醚提取青蒿素 C. 难溶于水、比水易溶解，可用萃取碘水中的 D. 不同的烃密度不同，可通过分馏从石油中获得汽油、柴油 22. （2025 黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古）东北三省及内蒙古资源丰富，下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是 A. 石灰石煅烧 B. 磁铁矿炼铁 C. 煤的液化 D. 石油分馏 23. （2025 天津）天津位于渤海之滨，地处“九河下梢”，因河而生，向海而兴，自古流传着“精卫填海”“哪吒闹海”等传说，其海水资源丰富，下列说法错误的是 A. 海水可经蒸馏制备淡水 B. 海水经氯气氧化可直接得到液溴 C. 海水晒盐的过程涉及溶液的蒸发、结晶 D. 用离子交换膜法电解饱和溶液可得到烧碱溶液 24. （2025 山东题）（双选）完成下列实验所用部分仪器或材料选择正确的是 实验内容 仪器或材料 A 灼烧海带 坩埚、泥三角 B 加热浓缩溶液 表面皿、玻璃棒 C 称量固体 电子天平、称量纸 D 量取稀 移液管、锥形瓶 A. A B. B C. C D. D 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $