高中化學(xué)必修二4.1化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用

第四章

化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用第一節(jié)

開(kāi)發(fā)利用金屬礦物

和海水資源第1課時(shí)

金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用1．(1)金屬的冶煉是指________________________________________________________。(2)金屬活動(dòng)性順序?yàn)開(kāi)____________________________________________________________。(3)金屬冶煉的常用方法有_____________________________。(4)鋁熱反響是指______________________________________________________________，用途為_(kāi)__________、________________。自學(xué)導(dǎo)引將金屬?gòu)钠浠衔镏袕?fù)原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

熱分解法、熱復(fù)原法、電解法鋁粉與某些金屬氧化物在較高溫度下，發(fā)生劇烈反響并放出大量的熱的化學(xué)反響焊接鋼軌冶煉難熔金屬2．由于金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同，金屬離子得到電子復(fù)原成金屬原子的能力也就不同，因此必須采用不同的冶煉方法。(1)熱分解法：適用于冶煉________________的金屬，如________。(2)熱復(fù)原法：用復(fù)原劑(____________________等)復(fù)原金屬________物，適合于金屬活動(dòng)性介于__________之間的大多數(shù)金屬的冶煉。如：這類(lèi)金屬中假設(shè)金屬以硫化物或碳酸鹽形式存在時(shí)，首先將其轉(zhuǎn)化成________后再?gòu)?fù)原，如：金屬活動(dòng)性較差汞和銀C、CO、H2、Al

氧化Mg～Cu2Fe＋3CO2

2Cu＋CO2↑

2Cr＋Al2O3

W＋3H2O

氧化物2ZnO＋2SO2

2Zn＋CO2↑(3)電解法：適合冶煉________________的金屬(一般是在金屬活動(dòng)順序表中排在________前邊的金屬)。如：金屬活動(dòng)性很強(qiáng)鋁4Al＋3O2↑

Mg＋Cl2↑

3．合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源地球上的金屬礦物資源是有限的，我們必須學(xué)會(huì)合理開(kāi)發(fā)和利用這些礦物資源。到達(dá)此目的的主要途徑有：(1)______________________________________________________________；(2)______________________________________________________________；(3)______________________________________________________________；(4)______________________________________________________________。有效地使用金屬產(chǎn)品、材料；

提高金屬礦物的利用率；

用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量；加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用一、鋁熱反響原理及實(shí)驗(yàn)本卷須知1．概念鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生劇烈反響并放出大量熱的化學(xué)反響。2．原理Al作復(fù)原劑，另一種氧化物作氧化劑，用鋁將氧化物中的金屬置換出來(lái)。3．鋁熱劑鋁粉和某些金屬氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)組成的混合物。4．反響特點(diǎn)在高溫下進(jìn)行，反響迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3別離。5．應(yīng)用冶煉難熔的相對(duì)較不活潑的金屬，如V、Cr、Mn等；焊接鋼軌等。規(guī)律技巧6．實(shí)驗(yàn)本卷須知(1)鎂條要打磨凈外表的氧化膜，否那么難以點(diǎn)燃；(2)氧化鐵粉末要枯燥，鋁粉要沒(méi)有被氧化，否那么難以反響；(3)要保證紙漏斗重疊時(shí)四周均為四層，且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤(rùn)濕，以防高溫物質(zhì)從四周濺出；(4)蒸發(fā)皿中的細(xì)沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人；(5)實(shí)驗(yàn)裝置要與人有一定距離，防止被人燒傷。歸納拓展：Fe2O3與Al的反響叫做“鋁熱反響”，F(xiàn)e2O3和Al的混合物叫做“鋁熱劑”。與三氧化二鐵性質(zhì)相似的氧化亞鐵(FeO)、四氧化三鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化二釩(V2O5)、三氧化二鉻(Cr2O3)、二氧化錳(MnO2)、四氧化三鈷(Co3O4)、三氧化鎢(WO3)等氧化物，也都能與金屬鋁在高溫下發(fā)生氧化復(fù)原反響，生成三氧化二鋁和新的金屬單質(zhì)，放出大量的熱，這樣的反響都屬于鋁熱反響。鋁熱反響一般有兩個(gè)方面的重要應(yīng)用：一是冶煉高熔點(diǎn)的金屬；二是焊接金屬，如用Fe2O3和Al的混合物做焊藥(“鋁熱劑”)焊接鐵路鋼軌等(如圖)。二、金屬的冶煉將礦石中的金屬?gòu)钠浠衔镏袕?fù)原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料，這一過(guò)程在工業(yè)上稱(chēng)為金屬的冶煉。(1)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：Mn＋＋ne－===M。(2)金屬冶煉的步驟：富集―→冶煉―→精煉。(3)金屬冶煉的方法如下表所示。典例導(dǎo)析【例1】冶煉金屬一般有以下四種方法：①焦炭法；②水煤氣(或H2或CO)法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅。現(xiàn)代有：(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。其中對(duì)它們的冶煉方法的分析中不正確的選項(xiàng)是()A．(Ⅰ)① B．(Ⅱ)②C．(Ⅲ)③ D．(Ⅳ)④【答案】

B答案：BNa、Mg很活潑，應(yīng)用電解法，A正確，B錯(cuò)誤；鐵屬較活潑金屬，可用熱復(fù)原法，C正確；較不活潑金屬汞可用熱分解法，D正確?！纠?】

鈦(Ti)被稱(chēng)為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦，我國(guó)的鈦鐵礦儲(chǔ)量居世界首位。含有Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制取TiO2的流程如下：(1)Ti的原子序數(shù)為22，Ti位于元素周期表中第________周期，第________族。(2)步驟①加鐵的目的是___________________________________________；步驟②冷卻的目的是____________________________________________。(3)上述制備TiO2的過(guò)程中，可以利用的副產(chǎn)物是________；考慮本錢(qián)和廢物綜合利用因素，廢液中應(yīng)參加________處理。(4)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)Ti，涉及到的步驟為：TiO2―→TiCl4――――→Ti：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－393.5kJ/mol②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)；ΔH＝－566kJ/mol③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)；ΔH＝＋141kJ/mol，那么TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________。反響TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在A(yíng)r氣氛中進(jìn)行的理由是________________?！敬鸢浮?1)四ⅣB(2)將Fe3＋復(fù)原為Fe2＋析出(或別離或得到)FeSO4·7H2O(3)FeSO4·7H2O石灰(或碳酸鈣、廢堿)(4)－80kJ/mol防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2，N2)作用Mg800℃，Ar變式訓(xùn)練2鈦(Ti)是一種活潑的金屬，其作為金屬材料，具有密度小、熔點(diǎn)高、可塑性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、親生物性好等優(yōu)良的性能，被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”。工業(yè)上常用硫酸分解鈦鐵礦石(FeTiO3)的方法來(lái)制取二氧化鈦(TiO2)，再由二氧化鈦制金屬鈦，主要有以下五個(gè)反響：①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4③H2TiO3===TiO2＋H2O④TiO2＋2C＋2Cl2===TiCl4＋2CO⑤TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti△△(1)在上述五個(gè)化學(xué)反響的實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)致環(huán)境污染的可能性最小的是________(填寫(xiě)代號(hào))。(2)鈦具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，以下對(duì)其原因的分析中正確的選項(xiàng)是________(填寫(xiě)代號(hào))。①鈦是像金、鉑一樣不活潑的金屬；②金屬鈦的外表易形成致密的氧化膜；③鈦與氧氣、酸等腐蝕劑不發(fā)生化學(xué)反響。答案：(1)C(2)②解析：化學(xué)式H2TiO3符合酸的一般化學(xué)式。H2TiO3是TiO2的水化物，叫做鈦酸。在反響⑤中，Mg是復(fù)原劑，Ti是復(fù)原產(chǎn)物，所以復(fù)原性Mg>Ti。鈦既是活潑的金屬，又耐腐蝕性強(qiáng)，似乎很矛盾。借助于鋁的耐腐蝕原理可突破思維誤區(qū)。【例3】如下圖，用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內(nèi)層濾紙取出，在底部剪一個(gè)小孔，用水潤(rùn)濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置一盛沙的蒸發(fā)皿。把5g枯燥的氧化鐵粉末和2g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點(diǎn)燃鎂條。觀(guān)察發(fā)生的現(xiàn)象。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)信息，答復(fù)以下問(wèn)題：(1)寫(xiě)出該反響的化學(xué)方程式：__________________________________，在該反響中______是氧化劑，______是復(fù)原劑，該反響稱(chēng)為_(kāi)_____反響。(2)選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(填寫(xiě)在橫線(xiàn)上)：________。①鎂條劇烈燃燒；②放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光輝，火星四射；③紙漏斗的下部被燒穿；④有紅熱狀態(tài)的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w。(3)寫(xiě)出以下操作或物質(zhì)的作用：內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔：________；蒸發(fā)皿盛沙：________；鎂條：________；氯酸鉀：________?！窘馕觥?1)鋁熱反響為2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3，該反響中Fe2O3作氧化劑，Al作復(fù)原劑。(2)①②③④全為該鋁熱反響的現(xiàn)象。(3)鋁熱反響實(shí)驗(yàn)中①為使熔融物易落下通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個(gè)孔；②為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿，蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子；③反響中鎂條引起氯酸鉀分解；④氯酸鉀引發(fā)鋁熱反響?！敬鸢浮?1)Fe2O3＋2Al=====Al2O3＋2FeFe2O3Al鋁熱(2)①②③④(3)使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引起氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱反響高溫高溫變式訓(xùn)練3鋁能用于冶煉難熔的金屬(如礬、鉻、錳等)，這是因?yàn)殇X具有以下性質(zhì)中的()A．金屬性和非金屬性B．導(dǎo)電性C．熔點(diǎn)低D．復(fù)原性，在冶煉反響中放出大量熱答案：D隨堂演練1．以下關(guān)于金屬資源的說(shuō)法中，你不贊成的是()A．地球上的金屬資源是取之不盡，用之不竭的B．自然界中除少數(shù)不活潑金屬(如金、鉑等)外，絕大多數(shù)金屬都以化合態(tài)形式存在C．防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護(hù)金屬資源和環(huán)境D．合理開(kāi)采礦物、尋找金屬代用品都是保護(hù)金屬資源的有效途徑答案：A2．不同金屬的冶煉，其冶煉方法也可能不同，主要原因是(

)A．金屬在自然界的分布不同B．金屬在自然界中的含量不同C．金屬在自然界中存在形式不同D．金屬的活動(dòng)性不同答案：D3．以下化工生產(chǎn)原理錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()①可以用電解熔融氯化鈉的方法來(lái)制取金屬鈉②可以用鈉參加氯化鎂飽和溶液中制取鎂③煉鐵高爐中所發(fā)生的反響都是放熱的，故不需要加熱A．②③B．①③C．①②③ D．②答案：A鈉參加氯化鎂飽和溶液中不會(huì)產(chǎn)生金屬鎂，因鈉首先和水反響生成NaOH，進(jìn)而生成Mg(OH)2沉淀；煉鐵高爐中所發(fā)生的反響都是放熱的，但并不是放熱反響不需要加熱就能進(jìn)行，有些化學(xué)反響也需要加熱才能進(jìn)行。4．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．有些活潑金屬，如鋁可作熱復(fù)原法的復(fù)原劑B．用電解NaCl溶液的方法來(lái)冶煉金屬鈉C．可用焦炭或一氧化碳復(fù)原氧化鋁的方法來(lái)冶煉鋁D．回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物5．某地產(chǎn)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。(1)試寫(xiě)出該孔雀石高溫分解的化學(xué)方程式：______________________________________________________________。(2)試以(1)中所得金屬氧化物為原料，分別采用濕法冶煉和高溫冶煉的方式制取金屬銅。供選擇的試劑有：①木炭，②鐵屑，③生石灰，④稀硫酸，不得另選其他試劑，寫(xiě)出反響的化學(xué)方程式。A．濕法冶煉：________________、________________(可不填滿(mǎn)，也可補(bǔ)充，下同)。B．高溫冶煉：_____________________________________________。第2課時(shí)

海水資源的開(kāi)發(fā)利用海洋的開(kāi)發(fā)和利用(1)海水淡化：把海水中的鹽與水別離，得到淡水。其方法有____________、___________、___________等，其中_________歷史最久，技術(shù)工藝也較完善。(2)海水制取食鹽：主要方法是利用______________。(3)海水提鈾：主要方法是采用各種高效吸附劑富集鈾，再別離得到鈾。自學(xué)導(dǎo)引蒸餾法電滲析法蒸餾法離子交換法太陽(yáng)能曬制(4)海水制取溴：主要方法是____________。①主要流程：②主要反響：__________________________________________________________(5)海帶中含有的碘元素，以I－形式存在，因此可先用________將其________為_(kāi)_______，然后利用___________________這一特性檢驗(yàn)?？諝獯党龇–l2＋2Br－===2Cl－＋Br2Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO42HBr＋Cl2===2HCl＋Br2氧化劑氧化I2I2遇淀粉溶液變藍(lán)

一、海水水資源的綜合利用1．海水淡化(1)海水淡化途徑：通過(guò)從海水中提取淡水或從海水中把鹽別離出去。(2)海水的蒸餾規(guī)律技巧2．海水制鹽(1)方法：把海水引到鹽灘上，利用日光和風(fēng)力使水分蒸發(fā)，得到食鹽。(2)原理：蒸發(fā)海水，使食鹽濃縮結(jié)晶。(3)食鹽用途3．海水提溴(1)濃縮：海水曬鹽和海水淡化的過(guò)程中副產(chǎn)物Br－得到濃縮。(2)氧化：向濃縮的海水中通入Cl2，將Br－氧化為Br2，反響的離子方程式為：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。(3)富集：利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收。反響的化學(xué)方程式為：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。(4)提取：再用Cl2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴。4．海帶中提碘(1)海帶中含有碘元素的檢驗(yàn)①關(guān)鍵反響的反響原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O②實(shí)驗(yàn)步驟及證明方法(2)海帶中提碘①流程海帶―→浸泡―→氧化―→過(guò)濾―→提純―→碘單質(zhì)②主要的化學(xué)原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)25．海水提鎂(1)反響流程：(2)有關(guān)反響的化學(xué)方程式：①M(fèi)gCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O二、常用于物質(zhì)別離的幾種方法物質(zhì)的別離是指通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ǎ鸦旌衔镏械膸追N物質(zhì)分開(kāi)(要復(fù)原成原來(lái)的形式)，分別得到幾種比較純潔的物質(zhì)。(1)蒸餾法適用于別離互溶、但沸點(diǎn)不同的液態(tài)混合物。如酒精與水的別離、海水淡化等。(2)結(jié)晶法適用于別離各組分均溶于水，但溶解度隨溫度變化差異較大的混合物。如NaCl與KNO3的別離。(3)過(guò)濾法適用于別離一種可溶，另一種不溶的固態(tài)混合物。如NaCl與BaSO4的別離。(4)分液法適用于別離兩種互不相溶的液態(tài)混合物。如苯和水的別離。(5)萃取法適用于別離溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解度不同的混合物。如用CCl4提取碘水中的碘。(6)洗氣法適用于別離各氣體與吸收劑的作用不同的混合物。如CO2與CO的別離。(7)升華法適用于別離其中一種組分有升華特征的固態(tài)混合物。如碘與沙子的別離。典例導(dǎo)析【例1】假設(shè)將海水淡化作飲用水使用，以下方法在原理上完全不可行的是()A．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B．利用太陽(yáng)能使海水蒸餾淡化C．將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D．將海水通過(guò)離子交換樹(shù)脂，以除去所含雜質(zhì)離子【解析】

明礬凈水是利用Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體的吸附作用而除去水中的一些懸浮物，并不能除去海水中的多數(shù)雜質(zhì)離子而使海水淡化。利用太陽(yáng)能使海水蒸餾淡化，是極有研究?jī)r(jià)值的一種淡化途徑。海水緩慢凝固后可結(jié)成冰，在這個(gè)過(guò)程中可以除去海水中的雜質(zhì)離子而使海水淡化。將海水通過(guò)離子交換樹(shù)脂是一種已被應(yīng)用的海水淡化方法?！敬鸢浮?/p>

A變式訓(xùn)練1以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．海洋約占地球外表積的71%，所以地球上不缺水，人類(lèi)可以隨意使用水資源，不必節(jié)約B．海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法C．海水淡化的各種方法中，蒸餾法的本錢(qián)比較低D．以上說(shuō)法都正確答案：B【例2】海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在。實(shí)驗(yàn)室里從海藻中提取碘的流程如下圖：(1)指出提取碘的過(guò)程中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)：①__________________，③__________________。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)②中有關(guān)反響的離子方程式：______________________________________________________________。(2)提取碘的過(guò)程中，可供選擇的有關(guān)溶劑是________。A．甲苯，酒精 B．四氯化碳，苯C．汽油，乙酸 D．汽油，甘油(3)為了使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了燒杯、玻璃棒、錐形瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品。還缺少的玻璃儀器是________。(4)從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑還需經(jīng)過(guò)蒸餾，指出如圖實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤之處：①________；②________；③________。

(5)進(jìn)行上述蒸餾法操作時(shí)，使用水浴的原因是______________________________________________________________；最后，晶態(tài)碘在________里聚集?！窘馕觥?1)從流程圖中可知操作①是過(guò)濾；③是萃??；②中的反響是Cl2將I－氧化成I2的反響。(2)根據(jù)萃取的原理，要從含碘的水溶液中萃取碘，所選擇的萃取劑一定要和水互不相溶或很難相溶，而選項(xiàng)中的酒精、乙酸、甘油皆與水互溶，因此B是正確選項(xiàng)。(3)按照流程圖考慮每一步驟需要的儀器，還缺少普通漏斗和分液漏斗。(4)檢查實(shí)驗(yàn)裝置的錯(cuò)誤，要按照實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，逐一檢查，通常是從左到右，自下而上。該裝置缺石棉網(wǎng)，溫度計(jì)不應(yīng)插入液體中，冷凝管進(jìn)出水的方向錯(cuò)了。(5)利用水浴可使被加熱物質(zhì)受熱均勻而溫度又不會(huì)超過(guò)100℃，最后在蒸餾燒瓶中得到晶態(tài)碘?！敬鸢浮?/p>

(1)過(guò)濾萃取Cl2＋2I－===I2＋2Cl－(2)B

(3)分液漏斗，普通漏斗(4)①缺少石棉網(wǎng)②溫度計(jì)插到了液體中③冷凝管進(jìn)出水的方向顛倒(5)使蒸餾燒瓶?jī)?nèi)物質(zhì)均勻受熱，控制加熱溫度不會(huì)過(guò)高蒸餾燒瓶變式訓(xùn)練2海水中溴主要以NaBr的形式存在，工業(yè)上從海水中提取溴常用以下方法：(1)向海水中參加氯水使NaBr氧化，反響的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________________________。(2)向溶液中鼓入空氣，將Br2吹出，用純堿吸收，反響的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________。(3)將(2)所得溶液用稀H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3轉(zhuǎn)化為單質(zhì)溴，反響的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________。(4)這樣制得的溴中含有少量Cl2，除去Cl2的方法是______________________________________________________________。(5)假設(shè)海水里溴含量為0.07%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，那么海水中溴化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2(2)3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑(3)5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O(4)參加NaBr(5)0.09%解析：參加氯水后發(fā)生置換反響：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，生成的Br2在堿性溶液中發(fā)生歧化反響生成NaBr和NaBrO3。純堿(Na2CO3)中碳元素以CO32－形式存在，故產(chǎn)物中應(yīng)有CO2，發(fā)生反響的化學(xué)方程式為3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑。當(dāng)向反響后的溶液中再參加稀H2SO4時(shí)，又發(fā)生反響：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O。溴中含有的少量氯氣可用NaBr將其除去。假設(shè)海水里溴的含量為0.07%，那么NaBr的含量可表示為0.07%×(103/80)＝0.09%。【例3】海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來(lái)源之一。從海水中提取鎂，可按照如下步驟進(jìn)行：①把貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中參加石灰乳，沉降、過(guò)濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反響，結(jié)晶、過(guò)濾、枯燥產(chǎn)物；④將所得的產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富B．進(jìn)行①、②、③步操作的目的是從海水中提取氯化鎂C．第④步電解時(shí)會(huì)產(chǎn)生氯氣D．以上提取鎂的過(guò)程中涉及的反響有分解反響、化合反響和復(fù)分解反響【解析】①為分解反響，②③為復(fù)分解反響，④為分解反響，無(wú)化合反響?！敬鸢浮緿變式訓(xùn)練3MgO、MgCl2的熔點(diǎn)分別為2800℃、604℃，將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2，工業(yè)上從海水中提取鎂，正確的方法是()答案：D隨堂演練1．從海水中提取以下物質(zhì)，可以不涉及化學(xué)變化的是()A．Mg B．NaClC．Br2 D．K答案：B海水中存在大量的NaCl，可以通過(guò)蒸發(fā)的方法將NaCl從海水中別離出來(lái)，而Mg、Br2、K必須經(jīng)過(guò)化學(xué)反響才能得到。2．以下表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A．地球上99%的溴元素以溴單質(zhì)的形式存在于海洋中B．在每升海水中含量低于1毫克的元素稱(chēng)為海水中的微量元素C．海水是鋰元素的一個(gè)重要來(lái)源D．世界上生產(chǎn)的鎂大局部來(lái)自海水答案：A3．2008年3月22日是第十六屆“世界水日”。我國(guó)紀(jì)念“世界水日”和開(kāi)展“中國(guó)水周”活動(dòng)的宣傳主題是“開(kāi)展水利，改善民生”。以下有關(guān)活動(dòng)不符合這一主題的是()A．大力提倡全民節(jié)約用水，加強(qiáng)城市生活污水處理，堅(jiān)持達(dá)標(biāo)排放B．大力推廣使用純潔水代替自來(lái)水作生活用水，以保障用水平安C．加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，建立水資源節(jié)約型、環(huán)保型的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系D．加強(qiáng)工業(yè)用水凈化系統(tǒng)工程的改造，提高水的重復(fù)利用率答案：B4．水資源非常重要，我國(guó)是水資源緊缺的國(guó)家，節(jié)約用水應(yīng)該是我們的良好習(xí)慣。以下關(guān)于水的說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．蒸餾法是海水淡化的方法之一B．淡水的密度小于海水的密度C．融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井水中的少D．0℃以上，溫度越高，水的密度越小答案：D5．生產(chǎn)、生活中離不開(kāi)各種化學(xué)物質(zhì)，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．從海水中提取核能開(kāi)發(fā)的重要原料是鈾和重水B．潛水艇在緊急情況下可用過(guò)氧化鈉供氧C．氯氣與燒堿溶液或石灰乳反響都能得到含氯消毒劑D．工業(yè)上常用硅制造光導(dǎo)纖維、用鋁粉復(fù)原一些金屬氧化物答案：D6．下面是海水提鎂的流程圖：請(qǐng)完成以下問(wèn)題：(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。貝殼在生產(chǎn)流程中的作用是______________________________________________________________。其主要成分發(fā)生化學(xué)變化的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)從海水中的鎂離子到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？用化學(xué)方程式或離子方程式表示。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在用上述方法提鎂的過(guò)程中，采用了哪些措施來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益？____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：海水提鎂最根本的方法就是往海水里加堿，使鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀，將沉淀別離出來(lái)后再參加鹽酸把它變成氯化鎂，之后經(jīng)過(guò)濾、枯燥、電解就可得到金屬鎂。第二節(jié)

資源綜合利用

環(huán)境保護(hù)你知道什么是光化學(xué)煙霧嗎？光化學(xué)煙霧是在強(qiáng)日照和低溫度逆溫氣象條件下，大氣中的烴類(lèi)與NOx在陽(yáng)光輻射下發(fā)生光化學(xué)反響，產(chǎn)生的二次污染物與一次污染物混合形成的光化學(xué)煙霧。其危害：①光化學(xué)煙霧為白色、紫色或黃褐色，使能見(jiàn)度降低；②由于它有特殊的刺激性，可使人眼睛紅腫流淚，刺激黏膜與呼吸道，并誘發(fā)其他疾病；③具有強(qiáng)氧化性，可使金屬腐蝕、橡膠開(kāi)裂、植物葉片發(fā)黃。如何治理光化學(xué)煙霧呢？就讓我們一起從本節(jié)中尋找答案吧！情景激趣第1課時(shí)

煤、石油和天然氣的

綜合利用1．煤的組成及其綜合利用(1)煤的組成煤是________和少量________組成的復(fù)雜混合物，主要含有________元素，還含有少量________________等元素。自學(xué)導(dǎo)引有機(jī)物無(wú)機(jī)物碳?xì)?、氧、氮、?2)煤的綜合利用煤可以當(dāng)作燃料使用。將煤作為燃料，主要是利用碳元素與氧氣反響放出的熱量。但是，將煤直接燃燒不但利用率很低，而且還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。將煤進(jìn)行加工后綜合利用是合理用煤的主要開(kāi)展方向。當(dāng)前，比較先進(jìn)的綜合用煤方法主要包括___________、___________和___________。①煤的干餾：將煤________________使煤分解的過(guò)程，叫煤的干餾。也稱(chēng)煤的焦化。它是一個(gè)_____________過(guò)程。②煤的氣化：把煤中的_________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____________的過(guò)程。其主要反響是：________________________________。③煤的液化：把煤轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________的過(guò)程。得到的物質(zhì)不是原來(lái)就有的，故該過(guò)程也是一個(gè)__________過(guò)程。氣化和液化的作用：__________________，___________________。煤的干餾煤的氣化煤的液化隔絕空氣加強(qiáng)熱化學(xué)變化有機(jī)物可燃性氣體C(s)＋H2O(g)――→

CO(g)＋H2(g)

高溫液體燃料化學(xué)變化把煤變成清潔能源提高煤的燃燒效率2．石油的組成及其綜合利用(1)石油的組成石油主要是由________________組成的混合物。石油的組成成分中，在常溫常壓下有的呈________態(tài)，有的呈________態(tài)，還有的呈________態(tài)，即石油各組成之間________差距大。多種碳?xì)浠衔餁庖汗谭悬c(diǎn)(2)石油的綜合利用石油直接應(yīng)用的效益非常低，一般不能直接使用，而是要加工成石油產(chǎn)品使用。石油加工的主要方法有_____________、_____________、_____________、___________________等。①石油的分餾利用原油中_____________的不同，將復(fù)雜的混合物別離成較簡(jiǎn)單和更有用的混合物的過(guò)程叫做石油的分餾。②石油的分餾產(chǎn)品石油的分餾石油的裂化石油的裂解石油的催化重整各組分沸點(diǎn)③石油的裂化和裂解提高輕質(zhì)油(特別是汽油)的產(chǎn)量(裂化汽油中含有烯烴，蒸餾汽油中不含)熱裂化催化裂化獲得短鏈不飽和烴特別是乙烯

3．以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料(1)三大合成材料：________、__________和__________。(2)加聚反響：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物通過(guò)加成反響相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反響。乙烯的加聚反響方程式為：______________________________________________________________。(3)高分子化合物中的幾個(gè)化學(xué)用語(yǔ)(以合成聚乙烯為例)①單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如_____________。②鏈節(jié)：高分子化合物中的最小重復(fù)單元，如_______________。③聚合度：高分子化合物中的鏈節(jié)數(shù)，如聚乙烯中的n。塑料合成橡膠合成纖維CH2＝CH2

－CH2－CH2－

一、聚合反響乙烯等烯烴因分子里含有碳碳雙鍵而能發(fā)生加成反響。如乙烯與溴(Br2)的加成反響可寫(xiě)成：在適宜的條件下，由CH2===CH2分子所形成的—CH2—CH2—原子團(tuán)可自身相互加成而生成高分子化合物——聚乙烯。CH2===CH2＋CH2===CH2＋CH2===CH2＋…―→…—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—…像這樣一類(lèi)合成高分子化合物(高聚物)的化學(xué)反響稱(chēng)為加成聚合反響，簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反響。規(guī)律技巧小結(jié)：(1)加聚反響是加成反響中的一種情況，發(fā)生加聚反響的物質(zhì)必須有一定的不飽和性。(2)學(xué)習(xí)與應(yīng)用加聚反響，要了解高分子化合物、低分子化合物、高聚物、單體、鏈節(jié)、聚合度(用n表示)等的含義和相互關(guān)系。(3)在一個(gè)加聚反響中，有的單體是一種，也有的單體是兩種甚至是更多種；有的單體分子只含一個(gè)不飽和鍵，也有的單體分子含兩個(gè)或多個(gè)不飽和鍵。例如：nCH2===CH2＋nCH2===CH—CH===CH2―→像以下化學(xué)反響，在生成高分子化合物的同時(shí)還生成新的小分子，這樣的聚合反響叫做縮合聚合反響，簡(jiǎn)稱(chēng)縮聚反響。加聚反響和縮聚反響都屬于聚合反響。高分子化合物由于相對(duì)分子質(zhì)量大，表現(xiàn)出某些特殊性能，可以用來(lái)制造滿(mǎn)足不同需求的合成材料，如各種塑料、合成橡膠、合成纖維以及涂料、膠黏劑等。聚合反響是獲得高分子化合物的重要化學(xué)途徑。二、蒸餾、分餾、干餾的比較1．蒸餾(1)蒸餾的含義根據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)的差異，對(duì)液態(tài)混合物或固、液混合物進(jìn)行加熱蒸發(fā)和冷凝，使混合物別離為兩組不同物質(zhì)的操作方法叫做蒸餾。(2)蒸餾與物質(zhì)變化的類(lèi)型蒸餾過(guò)程中的物質(zhì)變化，一般是物理變化。(3)蒸餾的應(yīng)用蒸餾一般用于混合物的別離。從蒸餾的具體目的來(lái)說(shuō)，有的蒸餾是為了物質(zhì)的別離，如用蒸餾法將碘和苯的混合物別離為碘和苯；有的蒸餾是為了制取物質(zhì)，如用蒸餾法從自來(lái)水或海水中制取蒸餾水。(4)蒸餾對(duì)象的特征蒸餾對(duì)象的各組分之間要有一定的沸點(diǎn)差。各組分之間的沸點(diǎn)差越大，蒸餾產(chǎn)物的純度越高。如對(duì)自來(lái)水進(jìn)行蒸餾可得到純潔的水；對(duì)乙醇(沸點(diǎn)77.8℃)和水的混合物進(jìn)行蒸餾就不可能得到無(wú)水乙醇。(5)提高蒸餾質(zhì)量的主要措施①準(zhǔn)確控制蒸餾的加熱溫度，提高蒸餾產(chǎn)品的純度。通常是利用溫度計(jì)顯示通過(guò)蒸發(fā)而別離出來(lái)的物質(zhì)的液化溫度。②對(duì)蒸餾產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)行冷卻，提高蒸餾產(chǎn)品的收集率。③改變蒸餾對(duì)象里不同組分之間的沸點(diǎn)差，提高蒸餾產(chǎn)品的純度。如向工業(yè)酒精(乙醇的體積百分含量約96%)參加新制的生石灰后再進(jìn)行蒸餾，可制得無(wú)水乙醇(乙醇的體積百分含量約99.5%)；向含少量水的乙酸(沸點(diǎn)117.9℃)參加濃硫酸后再進(jìn)行蒸餾，可得到純度很高的乙酸。④改變蒸餾對(duì)象里組分的沸點(diǎn)，保護(hù)蒸餾產(chǎn)品不發(fā)生變質(zhì)。如對(duì)過(guò)氧化氫(H2O2，受熱易分解為H2O和O2)的水溶液進(jìn)行蒸餾濃縮時(shí)就遇到一個(gè)矛盾：加熱溫度過(guò)高，H2O2就分解；加熱溫度過(guò)低，水蒸發(fā)慢、蒸發(fā)百分率不夠。根據(jù)壓強(qiáng)減小沸點(diǎn)降低的原理，將過(guò)氧化氫水溶液在減壓條件下進(jìn)行蒸餾，就能得到理想的蒸餾效果。(6)蒸餾的應(yīng)用蒸餾在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生活和生產(chǎn)中都有實(shí)際應(yīng)用。2．分餾分餾是蒸餾的拓展，或者說(shuō)分餾是多級(jí)蒸餾的組合。分餾對(duì)象里的組分種數(shù)更多，多級(jí)蒸餾一般在同一個(gè)裝置內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，得到的產(chǎn)品品種更多。3．干餾干餾是通過(guò)加強(qiáng)熱使某物質(zhì)或混合物產(chǎn)生、別離為不同產(chǎn)品的操作方法。在中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的干餾是對(duì)煤進(jìn)行干餾。在煤的干餾過(guò)程中，組成煤的成分發(fā)生了許多化學(xué)變化而生成了許多新的物質(zhì)，同時(shí)也發(fā)生了物理變化。煤和煤干餾的產(chǎn)品大多易燃燒，因此煤的干餾要在隔離空氣的條件下進(jìn)行。s三、化學(xué)“七氣”四、判斷高分子化合物單體的方法加聚產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可用下面介紹的“單雙鍵互換法”巧斷合成它的單體，其步驟是：(1)首先去掉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式兩端的“”和“”。(2)再將高分子鏈節(jié)中主鏈上的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵，碳碳雙鍵改為碳碳單鍵。(3)再?gòu)淖蟮接覚z查高分子鏈節(jié)中各碳原子的價(jià)鍵，將碳原子價(jià)鍵超過(guò)四價(jià)的碳原子找出來(lái)，用“△”號(hào)標(biāo)記。(4)去掉不符合四價(jià)的碳原子間的價(jià)鍵(一般為雙鍵)，即得合成該加聚產(chǎn)物的單體。例如：判斷的單體，按“單雙鍵互換法”推斷如下：可得合成該有機(jī)物的單體有：CH2===CH—CH3、CH2===CH—CH===CH—CH3、CH2===CH2、五、煤綜合利用方法的比較六、石油的綜合利用方法比較典例導(dǎo)析【例1】以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過(guò)石油的分餾得到汽油B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過(guò)催化裂化可以得到汽油C．煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們別離出來(lái)【解析】汽油是C5～C11的烷烴，可以通過(guò)石油的分餾得到，也可由C18以上的烷烴經(jīng)過(guò)裂化反響得到，A、B正確；煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物所組成的復(fù)雜混合物，其干餾產(chǎn)物中有苯和甲苯等，故C正確，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿變式訓(xùn)練1以下變化屬于化學(xué)變化，且產(chǎn)物中兼有氣體、液體、固體的是()A．石油的分餾 B．石油的裂解C．煤的干餾 D．煤的氣化答案：C煤的干餾屬于化學(xué)變化，且產(chǎn)物有焦炭(固體)、煤焦油(液體)、焦?fàn)t氣(氣體)等。【例2】對(duì)圖示中的變化表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．圖示實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了化學(xué)變化B．液體X溶液的pH>7，液體Y是一種黑色黏稠狀液體C．氣體Z易燃，可復(fù)原CuO，也可使溴水褪色D．試管A中產(chǎn)生濃的白煙【解析】煤的干餾是煤在隔絕空氣下加強(qiáng)熱的過(guò)程，它發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化；煤的干餾產(chǎn)物有H2O和NH3生成，NH3易溶于水而呈堿性，pH>7，同時(shí)干餾還生成了煤焦油，它的化學(xué)成分主要為芳香族化合物，是難溶于水的黏稠液體；干餾的氣體產(chǎn)物中的H2、CO具有復(fù)原性，可以復(fù)原CuO，氣體產(chǎn)物中的C2H4可使溴水褪色。試管A中產(chǎn)生黃色的煙?！敬鸢浮緿變式訓(xùn)練2有關(guān)煤的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A．煤的綜合利用主要是煤的干餾、氣化和液化B．煤的干餾過(guò)程屬于化學(xué)變化C．煤是由多種有機(jī)物組成的混合物D．煤除了主要含碳元素外，還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素答案：C煤是由多種有機(jī)物、無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物?！纠?】

合成ABS工程塑料的單體是：CH2===CHCN、CH2===CH—CH===CH2、C6H5—CH===CH2，三者以物質(zhì)的量比1：1：1均勻混合，生成加聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：________?！窘馕觥繉H2===CHCN、C6H5—CH===CH2分子中的C===C雙鍵均翻開(kāi)一個(gè)，成為結(jié)構(gòu)：和，而CH2===CH—CH===CH2

在斷開(kāi)兩個(gè)舊鍵的同時(shí)生成一個(gè)新的雙鍵，成為結(jié)構(gòu)—CH2—CH===CH—CH2—，三者按一定順序連接，就可得到加聚物的結(jié)構(gòu)?！敬鸢浮孔兪接?xùn)練3丁苯橡膠有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用。以下為丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：分別寫(xiě)出形成丁苯橡膠單體的各有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________、________、________(可不填滿(mǎn)，也可補(bǔ)充)。答案：CH2===CH—CH===CH2；解析：由高聚物判斷其單體常用的有2種方法。方法1(二四分段法)：選定高聚物的結(jié)構(gòu)單元，從一側(cè)開(kāi)始分段，如果在結(jié)構(gòu)單元的主鏈上遇到C===C鍵，一般可將4個(gè)C分為一段，其余那么2個(gè)C為一段，從段的連接處斷開(kāi)，形成雙鍵，可得單體。于是得到單體：CH2===CH—CH===CH2、方法2(彎箭頭法)：從結(jié)構(gòu)單元的一端開(kāi)始，利用彎箭頭將鍵轉(zhuǎn)移——箭尾處去掉一鍵，箭頭處形成一鍵，單體馬上可得。隨堂演練1．石油煉制過(guò)程中，既能提高汽油產(chǎn)量又能提高汽油質(zhì)量的方法是(

)A．常壓分餾 B．減壓分餾C．裂解 D．催化裂化答案：D四種方法都是石油煉制加工的方法，但其目的不同。A項(xiàng)只能對(duì)石油進(jìn)行初步加工，各類(lèi)烴的質(zhì)量?jī)H占石油總量的25%左右；B項(xiàng)操作不會(huì)得到汽油；C項(xiàng)所得產(chǎn)物主要是乙烯、丙烯等小分子短鏈化合物；只有D項(xiàng)才能得到質(zhì)量更高、產(chǎn)量更多的汽油。應(yīng)選D。2．以下關(guān)于煤、石油、天然氣等資源的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．石油裂解得到的汽油是純潔物B．石油產(chǎn)品都可用于聚合反響C．天然氣是一種清潔的化石燃料D．水煤氣是通過(guò)煤的液化得到的氣體燃料答案：CA選項(xiàng)石油不管是分餾還是裂化、裂解得到的產(chǎn)品均是混合物；B選項(xiàng)石油產(chǎn)品有飽和烴也有不飽和烴，其中不飽和烴可用于聚合反響；D選項(xiàng)水煤氣是在高溫條件下煤和水蒸氣反響得到的一氧化碳和氫氣的混合氣體，不是煤液化的產(chǎn)品。3．關(guān)于石油組成的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是()A．石油是一些不飽和烴的混合物B．石油是各種烷烴和烯烴的混合物C．石油是各種飽和烴的混合物D．石油是各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴的混合物答案：D石油是多種烴組成的混合物，其主要成分是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，經(jīng)過(guò)裂化、裂解后可生成一些不飽和烴。4．可用來(lái)鑒別裂化汽油和直餾汽油的試劑是(

)A．乙醇 B．溴的四氯化碳溶液C．NaOH溶液 D．鹽酸答案：B裂化汽油和直餾汽油的主要區(qū)別在于裂化汽油含有不飽和烴，可用溴的四氯化碳溶液進(jìn)行鑒別。5．近期我國(guó)冀東渤海灣發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量達(dá)10億噸的大型油田。以下關(guān)于石油的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．石油屬于可再生礦物能源B．石油主要含有碳、氫兩種元素C．石油的裂化是物理變化D．石油分餾的各餾分均是純潔物答案：B石油屬于化石燃料，屬于不能再生能源；石油裂化是化學(xué)變化；石油分餾的各餾分均是混合物。第2課時(shí)

環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)一、環(huán)境問(wèn)題和環(huán)境保護(hù)環(huán)境問(wèn)題主要是指人類(lèi)不合理地____________________________而造成的________________，以及________________________所造成的環(huán)境污染。列舉如下：大氣污染主要來(lái)自__________________和___________________________及其攜帶的________。__________和__________是形成酸雨的主要物質(zhì)。含磷、氮的大量污水任意排放，會(huì)出現(xiàn)________、________等水體污染問(wèn)題。二、綠色化學(xué)綠色化學(xué)的核心是__________________________________________________?！霸咏?jīng)濟(jì)”是________________________________________________________。原子利用率＝_________________________________________。自學(xué)導(dǎo)引開(kāi)發(fā)和利用自然資源生態(tài)環(huán)境破壞工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活化石燃料的燃燒工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢氣顆粒物硫氧化物氮氧化物水化赤潮利用化學(xué)原理從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染反響物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時(shí)的原子利用率為100%期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比一、環(huán)境、環(huán)境污染和環(huán)境保護(hù)環(huán)境是指圍繞著人群的空間及其中可以直接、間接影響人類(lèi)生活和開(kāi)展的各種自然因素和社會(huì)因素的總體。一種狀態(tài)由潔凈變污濁的過(guò)程叫污染。環(huán)境污染即指環(huán)境變得不清潔、污濁、骯臟或其他方面的不潔凈的狀態(tài)。環(huán)境污染主要是由人類(lèi)活動(dòng)引起的，但自然活動(dòng)如火山、地震、海嘯、氣候異常、森林火災(zāi)等自然災(zāi)害也會(huì)造成環(huán)境污染。環(huán)境污染絕大多數(shù)來(lái)自于人類(lèi)不合理的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。人類(lèi)通過(guò)生產(chǎn)，從環(huán)境中輸入物質(zhì)和能量，人類(lèi)通過(guò)消費(fèi)活動(dòng)，將廢棄物輸出給環(huán)境。環(huán)境本身是有一定的自?xún)裟芰Φ?，但是?dāng)廢棄物產(chǎn)生量越來(lái)越大，超過(guò)環(huán)境的自?xún)裟芰r(shí)，就會(huì)影響環(huán)境，造成環(huán)境污染。環(huán)境污染可以通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)不斷遷移、轉(zhuǎn)化和富集。物質(zhì)在整個(gè)生物圈的遷移、轉(zhuǎn)化是沒(méi)有國(guó)界的，因此環(huán)境污染也是沒(méi)有國(guó)界的。規(guī)律技巧地球上的環(huán)境問(wèn)題可概括為：①全球變暖；②臭氧層破壞；③酸雨；④生物多樣性減少；⑤森林銳減；⑥土地荒漠化；⑦水質(zhì)污染；⑧海洋污染；⑨大氣污染；⑩固體廢棄物污染。其中，全球變暖(溫室效應(yīng))、酸雨和臭氧層破壞被稱(chēng)為當(dāng)代三大環(huán)境問(wèn)題。環(huán)境問(wèn)題已成為全人類(lèi)所面臨的生存和開(kāi)展問(wèn)題。它嚴(yán)重制約著社會(huì)的開(kāi)展，不僅使人類(lèi)社會(huì)的文明進(jìn)程受到影響，而且使人類(lèi)自身的生存也受到嚴(yán)重的威脅。如何正確地認(rèn)識(shí)和處理人與自然的關(guān)系，主要取決于人類(lèi)自己。因此全人類(lèi)都應(yīng)該重視環(huán)境保護(hù)，走可持續(xù)開(kāi)展之路。環(huán)境保護(hù)是指采取社會(huì)的、技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的綜合措施，合理利用自然資源，防止環(huán)境污染與破壞，以求保持和開(kāi)展生態(tài)平衡，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和保障人類(lèi)社會(huì)的持續(xù)開(kāi)展。二、典型的環(huán)境污染1．溫室效應(yīng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活燃燒含碳化合物導(dǎo)致二氧化碳含量升高，造成全球氣溫上升，水位上升，陸地面積減少。2．赤潮工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(如石油化工、煉焦、化肥等)的廢水中所含的氮磷元素導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而使藻類(lèi)大量繁殖，消耗水中大量的溶解氧，水質(zhì)腐敗變質(zhì)、變臭，水生生物因缺氧死亡或被污染。淡水中叫水華，海水中叫赤潮。3．酸雨煤炭燃燒排放的二氧化硫和機(jī)動(dòng)車(chē)排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素。降水酸度pH<5.6時(shí)，將會(huì)對(duì)森林、農(nóng)作物和材料、建筑物產(chǎn)生明顯損害。4．臭氧空洞氟氯代烴等物質(zhì)的排放，使臭氧層被破壞。臭氧層被大量破壞后，吸收紫外線(xiàn)輻射的能力大大減弱，導(dǎo)致到達(dá)地球外表的紫外線(xiàn)明顯增多，給人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)多方面的危害。5．白色污染生活生產(chǎn)中拋棄使用后的難降解的塑料制品造成的，它們的主要危害：(1)廢舊塑料混在土壤中影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；(2)廢舊塑料易被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動(dòng)物死亡；(3)混入生活垃圾中的廢塑料很難處理、回收，不易分解。6．光化學(xué)煙霧主要是由氮氧化物、碳?xì)浠衔镌斐傻?，能刺激人體器官使人生病甚至死亡。三、綠色化學(xué)1．含義“綠色化學(xué)”可以詮釋為環(huán)境友好化學(xué)，它的核心內(nèi)涵是在反響過(guò)程和化工生產(chǎn)中，盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)。它研究對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何副作用的化學(xué)試劑、化學(xué)制品和化學(xué)工藝。2．“綠色化學(xué)”的特點(diǎn)(1)開(kāi)發(fā)綠色反響，將原子利用率提高到100%。(2)使用無(wú)毒、無(wú)害的原料、催化劑、溶劑。(3)開(kāi)發(fā)綠色工藝。(4)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。3．原子經(jīng)濟(jì)原子經(jīng)濟(jì)要求反響物的原子全部轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)物，原子利用率到達(dá)100%，也就是說(shuō)在化學(xué)反響過(guò)程中不產(chǎn)生任何廢物。化學(xué)反響的原子經(jīng)濟(jì)好壞用原子利用率來(lái)衡量：由于反響中生成的副產(chǎn)物通常并不清楚或者不易確定，故有人提出“原子經(jīng)濟(jì)百分?jǐn)?shù)”概念：四、綠色化學(xué)的進(jìn)展綠色化學(xué)又稱(chēng)環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。綠色化學(xué)是一門(mén)從源頭上阻止污染的化學(xué)。近年來(lái)這方面的研究主要是圍繞化學(xué)反響、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化開(kāi)展的。綠色化學(xué)即是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對(duì)人類(lèi)健康、社區(qū)平安、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì)。不再生產(chǎn)廢物，不再處理廢物。開(kāi)發(fā)新的原子經(jīng)濟(jì)反響已成為綠色化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。EniChem公司采用鈦硅分子篩催化劑，將環(huán)己酮、氨、過(guò)氧化氫反響，可直接合成環(huán)己酮肟，取代由氨氧化制硝酸、硝酸根離子在鉑、鈀貴金屬催化劑上用氫復(fù)原制備羥胺，羥胺再與環(huán)己酮反響合成環(huán)己酮肟的復(fù)雜技術(shù)路線(xiàn)，并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。另外，環(huán)氧丙烷是生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料的重要原料，傳統(tǒng)上主要采用二步反響的氯醇法，不僅使用危險(xiǎn)的氯氣，而且還產(chǎn)生大量含氯化鈣的廢水，造成環(huán)境污染。國(guó)內(nèi)外均在開(kāi)發(fā)鈦硅分子篩催化氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的原子經(jīng)濟(jì)新方法。此外，針對(duì)鈦硅分子篩催化反響體系，開(kāi)發(fā)與反響匹配的工藝和反響器仍是今后努力的方向。提高烴類(lèi)氧化反響的選擇性。烴類(lèi)選擇性氧化在石油化工中占有極其重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在用催化過(guò)程生產(chǎn)的各種有機(jī)化學(xué)品中，選擇催化氧化生產(chǎn)的產(chǎn)品約占25%。烴類(lèi)選擇性氧化為強(qiáng)放熱反響，目的產(chǎn)物大多是熱力學(xué)上不穩(wěn)定的中間化合物，在反響條件下很容易被進(jìn)一步深度氧化為二氧化碳和水，其選擇性是各類(lèi)催化反響中最低的。這不僅造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，而且給產(chǎn)品的別離和純化帶來(lái)很大困難，使投資和生產(chǎn)本錢(qián)大幅度上升。所以，控制氧化反響深度，提高目的產(chǎn)物的選擇性始終是烴類(lèi)選擇氧化研究中最具挑戰(zhàn)性的難題。采用無(wú)毒、無(wú)害的原料。為使制得的中間體具有進(jìn)一步轉(zhuǎn)化所需的官能團(tuán)和反響性，在現(xiàn)有化工生產(chǎn)中仍使用劇毒的光氣和氫氰酸等作為原料。為了人類(lèi)健康和社區(qū)平安，需要用無(wú)毒無(wú)害的原料代替它們來(lái)生產(chǎn)所需的化工產(chǎn)品現(xiàn)已開(kāi)發(fā)成功。采用無(wú)毒、無(wú)害的催化劑。目前烴類(lèi)的烷基化反響一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸催化劑，這些液體催化劑的共同缺點(diǎn)是：對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重、對(duì)人身危害和產(chǎn)生廢渣、污染環(huán)境。為了保護(hù)環(huán)境，多年來(lái)國(guó)外正從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新型催化材料中大力開(kāi)發(fā)固體酸烷基化催化劑。采用無(wú)毒、無(wú)害的溶劑。大量的與化學(xué)品制造相關(guān)的問(wèn)題不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品，而且源自于其制造過(guò)程中使用的物質(zhì)。最常見(jiàn)的是在反響介質(zhì)、別離和配方中所用的溶劑。當(dāng)前廣泛使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，其在使用過(guò)程中有的會(huì)引起地面臭氧的形成，有的會(huì)引起水源污染，因此，需要限制這類(lèi)溶劑的使用。采用無(wú)毒無(wú)害的溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑已成為綠色化學(xué)的重要研究方向。利用可再生的資源合成化學(xué)品。利用生物量(生物原料)代替當(dāng)前廣泛使用的石油合成化學(xué)品，是保護(hù)環(huán)境的一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的開(kāi)展方向。利用生物或農(nóng)業(yè)廢物如多糖類(lèi)制造新型聚合物的工作，由于其同時(shí)解決了多個(gè)環(huán)保問(wèn)題，因此引起人們的特別興趣。其優(yōu)越性在于聚合物原料單體實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化，生物催化轉(zhuǎn)化方法優(yōu)越。典例導(dǎo)析【例1】煤的近似結(jié)構(gòu)模型為：(1)從煤的結(jié)構(gòu)模型來(lái)看，煤是工業(yè)上獲得________烴的重要來(lái)源；(2)我國(guó)大約70%的煤是直接用于燃燒的，從煤的結(jié)構(gòu)模型來(lái)看，在提供熱量的同時(shí)產(chǎn)生大量的________、________等氣體物質(zhì)，造成嚴(yán)重的大氣污染；(3)“型煤”技術(shù)的原理是利用固硫劑在燃燒過(guò)程中生成穩(wěn)定的硫酸鹽，以下物質(zhì)中適宜于作固硫劑的是________；A．氯化鈣 B．氧化鈣C．硫酸鈣 D．氫氧化鈣