有关环境保护与绿色化学的考查.ppt

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1、1金属矿物的开发利用 (1)金属元素在自然界中的存在形式 游离态，如 化合态：绝大多数金属以此形式存在,金、铂,(2)金属冶炼的原理 金属冶炼的原理是 的过程，即Mnne=M. (3)金属冶炼的一般步骤 矿石的富集 ,使金属化合物中的金属离子,得到电子被还原为金属单质,冶炼,精炼,(4)金属冶炼的方法 (金属活动性顺序表的反顺序) 热分解法适用于冶炼金属活动性较差的金属(写出化学方程式),热还原法适用于金属活动性介于 之间的大多数金属的冶炼(写出化学方程式) 电解法适用于金属活动性 的金属的冶炼(写出化学方程式),MgCu,很强,2海水资源的开发利用 (1)海水水资源的利用 海水水资源的利用，

2、主要包括 和直接利用海水进行 等 海水淡化的方法主要有 、 、 等,海水的淡化,循环冷却,蒸馏法,电渗析法,离子交换法,(2)海水化学资源的开发利用 氯碱工业 A电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同),海水提镁、溴、碘 海水中提取 和 用于核能的开发 新型能源 、 的开发利用,铀,重水,潮汐能,波浪能,1下列关于海水知识不正确的是 ( ) A海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用 B海水既苦又涩，不能直接利用 C海水中某些金属元素总储量很大，但富集程度却很低 D海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合 解析：B项，海水可以直接利用，如冲厕，冷凝等 答案：B,2海水中含有氯化镁，是镁

3、的重要来源之一从海水中提取镁，可以按照如下步骤：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，干燥产物；将所得产物熔融后电解关于提取镁，下列说法不正确的是 ( ) A此法的优点之一是原料来源丰富,B进行步操作的目的是从海水中提取氯化镁 C第步电解会产生氯气 D以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应 解析：利用海水和贝壳符合来源丰富. 步用于生成氢氧化钙，包括分解和化合两个反应，步用于生成氢氧化镁，为复分解反应，步用于制备氯化镁，也是复分解反应，步为电解熔融氯化镁得到镁，为分解反应. 该过程中未发生置换反应 答案：D,3下

4、列说法正确的是 ( ) A使元素的化合态转化成游离态的过程就是还原的过程 B高炉炼铁的原料有铁矿石、焦炭和空气. 工业上就是用焦炭还原铁矿石以制得生铁 C电解熔融氧化铝时，每还原出1 kg铝，必有111.1 mol电子转移 D工业上常用电解 NaCl 水溶液的方法制取金属钠,解析：元素有金属元素和非金属元素之分，使金属阳离子转化为金属单质的过程是借助还原反应。 与之相反，使非金属阴离子转化为非金属单质的过程则是借助氧化反应，如2BrCl2=2ClBr2.所以选项A不正确高炉炼铁中起还原剂作用的是CO，而并非焦炭，B错Al3e=Al3，冶炼1 kg Al共获得电子：n(e) 3111.1 mol

5、所以C正确D中NaCl水溶液里的H得电子能力远比Na强，所以不可能得到Na，只能得到H2. 答案：C,1实验装置：如图所示,2实验步骤 用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一张纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿把5 g炒干的氧化铁粉末和2 g铝粉均匀混合，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾固体，并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条,3实验现象 (1)镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 (2)反应放出大量的热，并发出耀眼的强光 (3)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 (

6、4)待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠,4实验分析 镁条燃烧，放出大量的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应：2AlFe2O3 2FeAl2O3，该反应放出大量的热，发出耀眼的强光，生成的铁在高温下呈熔融状态,5实验注意问题 (1)要使用没有被氧化的铝粉，氧化铁粉末需烘干 (2)纸漏斗必须用水润湿 (3)注意安全，实验装置不宜离人太近 (4)要用盛有细沙的蒸发皿接受熔融物，以免损坏器物或引起物品的燃烧,6铝热反应的应用 (1)该反应中铝在高温下还原出了单质铁，在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属，如钡、铬、锰等，3MnO24Al 2Al2O33Mn.

7、(2)该反应原理可以应用在生产上，如焊接钢轨等,例题1 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用下列关于金属的一些说法不正确的是( ) A合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 B工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的 C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D越活泼的金属越难冶炼,点拨：解答该题时首先要搞清金属冶炼的本质及原理，同时在利用电解法冶炼活泼金属时，必须是离子化合物才能电解,解析：合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，A正确；因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解熔融Al2O3的方法，B错误；金属冶炼就是把金属阳

8、离子还原为金属单质，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D正确 答案：B,1用铝热法还原下列氧化物制得金属各1 mol，消耗铝最少的是 ( ) AMnO2 BWO3 CCr2O3 DCo3O4,解析：用铝热法还原金属氧化物时，Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂在反应中金属氧化物被还原为单质，显然，在氧化物中金属化合价越高，变为单质时需获得的电子越多，消耗铝越多；金属化合价越低，得电子数越少，耗铝越少以上金属氧化物中金属的化合价分别为：Mn(4)、W(6)、Cr(3)、Co( )Co化合价最低，耗铝最少 答案：D,2下列金属冶炼的反应原理，错误的是 ( ),解析：Na、Mg都是活泼

9、金属，应选用电解法，故A项正确，B项错误Fe是较活泼的金属，用还原剂还原的方法，C项正确Hg是不活泼金属，用热分解法，D项正确 答案：B,1海水提取镁 (1)流程,(2)步骤 加熟石灰；过滤；加盐酸；浓缩结晶；电解 (3)发生的化学反应 MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl26H2O MgCl26H2O MgCl2 MgCl2,2海水提取溴 (1)流程,(2)发生的化学反应 2NaBrCl2=Br22NaCl Br2SO22H2O=2HBrH2SO4 2HBrCl2=2HClBr2,3海带中提取碘 (1)流程 (2)发生的化学

10、反应：Cl22I=I22Cl,例题2 溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘提取碘的途径如下所示：,下列有关叙述正确的是 ( ) A碘元素在海水中也有游离态存在 B在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2 C操作A是结晶或重结晶 DB是提纯操作，常用蒸馏或分馏 点拨：海水中碘元素以I形式存在，要想获得I2，需加氧化剂氧化，然后再萃取分液即得到,解析：碘在海水中只以化合态(I)存在，没有游离态，A错误操作A是萃取，操作B是分液，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，A、C、D都是错误的 答案：B,许多国家十分重视海水资源的综合

11、利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 ( ) A氯、溴、碘 B钠、镁、铝 C烧碱、氢气 D食盐、淡水,解析：利用蒸发海水的方法可获得食盐，利用蒸馏法获得淡水，而A、B两个选项中六种物质及C项中的H2均为单质，从其相应化合物中制得一定发生氧化还原反应，故选D. 答案：D,方法归纳：金属的冶炼方法：金属的活动性不同，其冶炼方法也不同热分解法：适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞和银 2HgO 2HgO2 ， 2Ag2O 4AgO2； 热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合于金属活动性介于ZnCu之间的大多数金属的冶炼,如：Fe2O33CO 2Fe3CO2， 2C

12、uOC2 CuCO2. 2AlCr2O3 2CrAl2O3， WO33H2 W3H2O.这类金属中若金属以硫化物或碳酸盐形式存在时，首先将其氧化后再还原，如： 2ZnS3O2 2ZnO2SO2， 2ZnOC 2ZnCO2；,电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属(一般是在金属活动顺序表中排在铝前边的金属)如： 2Al2O3(熔融) 4Al3O2 MgCl2(熔融) MgCl2.,金属冶炼原理实验 炼铁原理(制还原铁粉)装置如图,1反应原理 Fe2O33CO 2Fe3CO2,2实验方法 (1)组装装置 按图所示，连接各仪器于一体 (2)检验装置的气密性，用弹簧夹a关闭导气管，对硬质玻璃管微热，观察

13、现象，直至装置的气密性合格为止装置气密性合格的标志是气球体积明显膨胀 (3)向有关仪器内加入Fe2O3和澄清的石灰水，重新连接好各仪器 (4)通CO排空气、加热使反应发生 (5)停止加热，继续通入CO至冷却,实验设计 实验室中用含少量CO2杂质的CO来还原铁的氧化物FexOy并证明CO能够还原FexOy，且本身被氧化为CO2，实验所提供的各种仪器和药品如下：,(1)实验时，上述仪器装置的正确连接顺序是(填写各接口的代号)混合气体( )，( )接(F)，(E)接( )，( )接( )，( )接( ) (2)在装置乙中发生反应的化学方程式是_ (3)在装置甲中发生反应的化学方程式是_,(4)丙装置

14、中澄清石灰水的作用是_ (5)经定量测定，0.4 g FexOy与CO反应生成的气体通入过量的澄清石灰水中，生成0.75 g白色沉淀，则FexOy中x值是_，y值是_ (6)实验过程中，能说明CO能够还原FexOy的实验现象是_能够说明CO被氧化成CO2的实验现象是_,解析：据实验目的，分析每个装置的作用，然后连接，x、y值的计算依C守恒关系COCO2CaCO3,FexOy中氧的质量为447.5103287.51030.12 g,答案：(1)D C A B H G I (2)2NaOHCO2=Na2CO3H2O (3)FexOyyCO xFeYco2 (4)检验CO2是否除净 (5)x2, y

15、3 (6)红色变黑色 丁中澄清石灰水变浑浊,深化拓展 (1)为了扩大气态CO和固态Fe2O3的接触面积，提高反应速率和Fe2O3的反应百分率，Fe2O3要平铺开 (2)要先通适量CO气体将硬质玻璃管内的空气排出以后再点燃酒精灯加热此先后顺序不可颠倒，否则可能要引发爆炸 (3)CO气体要匀速、慢通，以提高CO气体的利用率 (4)CO与Fe2O3的反应要进行至红色Fe2O3固体完全变为黑色固体为止,(5)停止加热后，要先用弹簧夹b关闭导气管(但不要切断CO气源)后再熄灭酒精灯此先后顺序不可颠倒，否则会引起石灰水被倒吸至硬质玻璃管内而使实验失败 (6)被还原出的Fe要在硬质玻璃管内CO气体中冷却至常

16、温，目的是防止Fe重新被空气氧化,1有关金属冶炼的原理，下列说法正确的是( ) A肯定发生的是置换反应 B肯定发生的是分解反应 C肯定发生的是氧化还原反应 D只能用金属作还原剂冶炼金属 解析：金属冶炼的本质是使化合态的金属变为游离态，肯定发生氧化还原反应 答案：C,2地球上的大部分水是以海水形式存在的，若能找到海水淡化的大规模生产方法，将能极大地缓解目前人类面临的水资源日益紧缺的状况下列有关海水淡化的方法在原理上完全不可行的是 ( ) A加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B利用太阳能将海水蒸馏淡化 C在一定条件下将海水缓慢凝固以获取淡水 D选择一种特殊的膜，运用电渗析法或反渗析法使海水淡化,解析

17、：明矾中含有K、Al3、 ，不能使海水中的盐分沉淀，海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、反渗析法、结晶法等，故选A. 答案：A,3下列金属氧化物不能用焦炭还原的是( ) ACaO BAg2O CCuO DFe2O3 解析：金属钙的活泼性很强，单质钙的还原性很强，对应Ca2的氧化性很弱(得电子能力)，焦炭(C)无法将其还原为单质 答案：A,42008年3月6日中国新闻网报道，位于广东省阳江海域的“南海一号”宋代商船，此前曾打捞出金、银、铜、铁、瓷类文物4000余件，文物界专家认为，“南海一号”价值不亚于兵马俑下列有关推断不正确的是( ) A金、银、铜、铁等属于过渡金属 B瓷类器件的主要成分是硅酸盐

18、 C用硝酸可以检验金制品和铜制品 D金属在海水中不容易腐蚀,解析：金、银、铜、铁均属过渡金属，A正确；瓷器的主要成分是硅酸盐，B正确；硝酸与Cu能发生反应，而不与金反应故C正确；金属在海水中容易发生电化学腐蚀，D不正确 答案：D,5汞单质及其化合物在工业生产和科学研究上有广泛的用途，汞唯一重要的矿源是朱砂(HgS)朱砂炼汞的反应之一为： HgSO2 HgSO2,请回答下列问题： (1)HgS与O2的反应中，氧化剂是_，每生成1 mol Hg转移电子的物质的量为_mol. (2)电解某汞的硝酸盐溶液， 当阴极消耗 a mol金属阳离子时，可获得 2a mol金属单质，同时阳极可得0.5a mol

19、的气体产物则该气体产物是_(填化学式)，由此可推断得知该盐的化学式是_其阳极上的电极反应式是_,(3)随着冶炼、电镀等工业生产的不断发展，所需汞及其化合物的用量也日趋增多，随之排放出来的含汞的废水也愈加严重， 现已成为世界上危害较大的工业废水之一以下处理含汞(Hg2)废水的方法中最简单实用的是_(填序号) A向含Hg2的废水中加入Na2S等可溶性硫化物 B加入金属还原剂 C电解法,解析：(1)汞元素由2价降为0价，氧元素由0价降低为2价， 而硫元素由2价升高为4价，所以氧化剂为HgS和O2，每生成1 mol Hg转移6 mol电子 (2)在阳极发生的电极反应为4OH4e=2H2OO2，故气体为O2，而在阴极 a mol金属阳离子放电，析出2a mol Hg单质，可知阳离子为 ，所以该盐为Hg2(NO3)2. (3)因废水中汞元素以Hg2形式存在，可加入Na2S沉淀为HgS，故选A.,答案：(1)HgS和O2 6 (2)O2 Hg2(NO3)2 4OH4e=2H2OO2 (3)A,