高考化學第一輪復習 第十一章第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件 新課標（廣東專用）

點面導圖點面導圖第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源考向分析考向分析本節(jié)高考重點考查：本節(jié)高考重點考查：(1)金屬的冶煉；金屬的冶煉；(2)垃圾資源的回收利用；垃圾資源的回收利用；(3)海水資源開發(fā)利用的方法。海水資源開發(fā)利用的方法。多以選擇題型呈現(xiàn)，難度中等。預計多以選擇題型呈現(xiàn)，難度中等。預計2013年該部分知識將年該部分知識將與環(huán)境保護、工農業(yè)生產(chǎn)和社會熱點等問題結合考查。與環(huán)境保護、工農業(yè)生產(chǎn)和社會熱點等問題結合考查。一、金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(fā)利用1金屬的冶煉方法金屬的冶煉方法金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：Mnne=M。冶煉方法冶煉方法有關的化學方程式有關的化學方程式 電解法電解法冶煉鈉冶煉鈉_冶煉鎂冶煉鎂_冶煉鋁冶煉鋁_熱還原法熱還原法高爐煉鐵高爐煉鐵_H2還原還原WO3_鋁熱反應鋁熱反應還原還原Cr2O3_焦炭還原焦炭還原CuO_熱分解法熱分解法冶煉汞冶煉汞_冶煉銀冶煉銀_2.金屬的回收和資源保護金屬的回收和資源保護 (1)廢舊金屬最好的處理方法是廢舊金屬最好的處理方法是_。 (2)回收利用廢舊金屬的意義是節(jié)約回收利用廢舊金屬的意義是節(jié)約_、減、減少少_、節(jié)約能源。、節(jié)約能源。 (3)合理開發(fā)和利用金屬礦物資源，有效地使用金屬產(chǎn)品、材合理開發(fā)和利用金屬礦物資源，有效地使用金屬產(chǎn)品、材料。料。 回收利用回收利用礦物資源礦物資源環(huán)境污染環(huán)境污染1(選一選選一選)下列說法不正確的是下列說法不正確的是()A有些活潑金屬如鋁可作熱還原法的還原劑有些活潑金屬如鋁可作熱還原法的還原劑B因為鈉性質很活潑，用電解氯化鈉溶液的方法來冶煉金屬因為鈉性質很活潑，用電解氯化鈉溶液的方法來冶煉金屬鈉鈉C熱還原法冶煉金屬的反應不一定是置換反應熱還原法冶煉金屬的反應不一定是置換反應D冶煉銀可以直接用加熱分解方法冶煉銀可以直接用加熱分解方法【答案【答案】B二、海水資源的開發(fā)利用二、海水資源的開發(fā)利用1水資源的利用水資源的利用2化學資源的開發(fā)利用化學資源的開發(fā)利用(1)氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)()電解電解NaCl溶液，電解方程式為：溶液，電解方程式為： _()產(chǎn)物制鹽酸：產(chǎn)物制鹽酸：_()制漂白液：制漂白液：_。(2)海水提鎂、溴、碘。海水提鎂、溴、碘。(3)海水中提取海水中提取_和和_用于核能的開發(fā)。用于核能的開發(fā)。(4)新型能源新型能源_、_等的開發(fā)利用。等的開發(fā)利用。Cl22NaOH=NaClONaClH2O鈾鈾重水重水潮汐能潮汐能波浪能波浪能2(填一填填一填)海水的淡化海水的淡化海水中提取食鹽海水中提取食鹽海水中提取海水中提取金屬鎂金屬鎂海水中提取碘海水中提取碘海水中提取溴，上述化工生產(chǎn)中海水中提取溴，上述化工生產(chǎn)中涉及氧化還原反應的有涉及氧化還原反應的有_?！敬鸢浮敬鸢浮?3(選一選選一選)海水是一個巨大的化學資源庫，下列有關海水綜合海水是一個巨大的化學資源庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是利用的說法正確的是()A海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質B海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化C從海水中可以得到從海水中可以得到NaCl，電解熔融，電解熔融NaCl可制備可制備Cl2D利用潮汐發(fā)電是將化學能轉化為電能利用潮汐發(fā)電是將化學能轉化為電能【答案【答案】C 金屬的冶煉和鋁熱反應金屬的冶煉和鋁熱反應 1.金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關系金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關系金屬的活金屬的活動性順序動性順序K Ca NaMg AlZn Fe SnPb(H)CuHg AgPt Au自然界中自然界中存在形態(tài)存在形態(tài)化合態(tài)化合態(tài)多數(shù)是化合態(tài)，極少數(shù)多數(shù)是化合態(tài)，極少數(shù)是游離態(tài)是游離態(tài)游離態(tài)游離態(tài)主要冶主要冶煉方法煉方法電解法電解法熱還原法熱還原法熱分熱分解法解法物理物理方法方法2.鋁熱反應鋁熱反應(1)原理：高溫下鋁將金屬氧化原理：高溫下鋁將金屬氧化物中的金屬還原出來。物中的金屬還原出來。(2)實驗裝置：如圖所示。實驗裝置：如圖所示。(3)實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應。較高溫度下發(fā)生劇烈的反應。反應放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的強光。反應放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的強光。紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。(2012巢湖一中高三質檢巢湖一中高三質檢)粉末狀試樣粉末狀試樣A是由等物質的量是由等物質的量的的MgO和和Fe2O3組成的混合物?，F(xiàn)進行如下實驗：組成的混合物?，F(xiàn)進行如下實驗：將適量將適量A進行鋁熱反應，產(chǎn)物中有單質進行鋁熱反應，產(chǎn)物中有單質B生成；生成；另取另取20 g A全部溶于全部溶于0.15 L 6.0 molL1鹽酸中，得溶液鹽酸中，得溶液C；將將中得到的單質中得到的單質B和溶液和溶液C反應，放出反應，放出1.12 L(標準狀況標準狀況)氣氣體，同時生成溶液體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質，還殘留有固體物質B；用用KSCN溶液檢驗時，溶液溶液檢驗時，溶液D不變色。不變色。請?zhí)羁眨赫執(zhí)羁眨?1)中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是_，產(chǎn)物中的單質，產(chǎn)物中的單質B是是_。(2)中所發(fā)生反應的化學方程式是中所發(fā)生反應的化學方程式是_。(3)中所發(fā)生的反應的離子方程式是中所發(fā)生的反應的離子方程式是_。(4)若溶液若溶液D的體積仍視為的體積仍視為0.15 L，則該溶液中，則該溶液中c(Mg2)為為_，c(Fe2)為為_。溶液中溶液中Mg2的物質的量等于的物質的量等于MgO的物質的量，的物質的量，c(Mg2)0.1 mol/0.15 L0.67 molL1。反應后原加入的鹽酸中的反應后原加入的鹽酸中的Cl全部轉移到全部轉移到FeCl2和和MgCl2中，中，Cl守恒，所以溶液守恒，所以溶液D中中n(Cl)n(Mg2)2n(Fe2)26.0 molL10.15 L0.9 mol，n(Fe2)(0.9 mol0.1 mol2)/20.35 mol，所以所以c(Fe2)0.35 mol/0.15 L2.3 molL1?！敬鸢浮敬鸢浮?1)加少量加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃，插上鎂條并將其點燃Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2H=Fe2H2，F(xiàn)e2Fe3=3Fe2(4)0.67 molL12.3 molL11下列金屬的工業(yè)制法正確的是下列金屬的工業(yè)制法正確的是()A制鈦：用金屬鈉置換出氯化鈦制鈦：用金屬鈉置換出氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦溶液中的鈦B煉鐵：用焦炭和空氣反應產(chǎn)生的一氧化碳在高溫下還原鐵煉鐵：用焦炭和空氣反應產(chǎn)生的一氧化碳在高溫下還原鐵礦石中的鐵礦石中的鐵C制鈉：用海水作原料制得精鹽，再電解純凈氯化鈉溶液得制鈉：用海水作原料制得精鹽，再電解純凈氯化鈉溶液得到金屬鈉到金屬鈉D煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅的銅【解析【解析】金屬鈉與金屬鈉與TiCl4溶液中的水反應，不能置換出金屬溶液中的水反應，不能置換出金屬鈦，鈦，A不正確；電解不正確；電解NaCl溶液不能得到金屬鈉，溶液不能得到金屬鈉，C不正確；黃不正確；黃銅礦經(jīng)冶煉得到粗銅，粗銅再經(jīng)電解精煉制得純度為銅礦經(jīng)冶煉得到粗銅，粗銅再經(jīng)電解精煉制得純度為99.9%的的銅，銅，D不正確。不正確。【答案【答案】B海水資源開發(fā)利用海水資源開發(fā)利用 (2)反應的離子方程式反應的離子方程式2H2IH2O2=I22H2O(2012陽江質檢陽江質檢)海水是取之不盡的化工原料資源海水是取之不盡的化工原料資源，可以可以從海水中提取各種化工原料。如圖是工業(yè)上對海水的幾項綜合從海水中提取各種化工原料。如圖是工業(yè)上對海水的幾項綜合利用的示意圖：利用的示意圖： 試回答下列問題：試回答下列問題：(1)粗鹽中含有粗鹽中含有Ca2、Mg2、SO等雜質，精制時所用試劑為：等雜質，精制時所用試劑為：A.鹽酸；鹽酸；B.BaCl2溶液；溶液；C.NaOH溶液；溶液；D.Na2CO3溶液。加入溶液。加入試劑的順序是試劑的順序是_。(2)電解飽和食鹽水時，與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應電解飽和食鹽水時，與電源正極相連的電極上發(fā)生的反應為為_。與電源負極相連的電極附近溶液。與電源負極相連的電極附近溶液pH_(填填“變大變大”、“不變不變”或或“變小變小”)。若保證電解。若保證電解后飽和食鹽水的濃度不變，則可采取的方法是后飽和食鹽水的濃度不變，則可采取的方法是_。(3)由由MgCl26H2O晶體脫水制無水晶體脫水制無水MgCl2時，時，MgCl26H2O晶晶體 在體 在 _ _ _ _ _ _ _ _ 氣 氛 中 加 熱 脫 水 ， 該 氣 體 的 作 用 是氣 氛 中 加 熱 脫 水 ， 該 氣 體 的 作 用 是_。(4)電解無水電解無水MgCl2所得的鎂蒸氣可以在下列所得的鎂蒸氣可以在下列_氣體中冷氣體中冷卻。卻。AH2BN2CCO2DO2【精講精析【精講精析】(1)除去雜質又不帶入其他雜質離子，合理的除去雜質又不帶入其他雜質離子，合理的試劑順序是試劑順序是BCDA或者或者CBDA。(2)電解飽和食鹽水時，與正極相連的陽極發(fā)生的反應是電解飽和食鹽水時，與正極相連的陽極發(fā)生的反應是2Cl2e=Cl2，與負極相連的陰極發(fā)生的反應是：，與負極相連的陰極發(fā)生的反應是：2H2e=H2。H不斷消耗，使得溶液中不斷消耗，使得溶液中c(OH)增大，增大，pH變大。變大。電解過程中逸出的是電解過程中逸出的是Cl2、H2，所以要確保原溶液濃度不變，所以要確保原溶液濃度不變，只能向體系中通入一定量的只能向體系中通入一定量的HCl氣體以補足損失的氣體以補足損失的H、Cl原子。原子?！敬鸢浮敬鸢浮?1)BCDA(或或CBDA)(2)2Cl2e=Cl2變大向電解液中通入一定量的變大向電解液中通入一定量的HCl氣體氣體(3)HCl抑制水解平衡抑制水解平衡MgCl2H2OMg(OH)ClHCl正向正向進行進行(4)A2(2012福州高三質量檢查福州高三質量檢查)從海水中提取鎂的工藝流程如圖所從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：示： 下列說法錯誤的是下列說法錯誤的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B步驟步驟電解電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣時陰極產(chǎn)生氯氣C步驟步驟可將晶體置于可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水氣體氛圍中脫水D上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應【解析【解析】工藝流程中的原料工藝流程中的原料(海水和貝殼海水和貝殼)來源豐富；電解過來源豐富；電解過程中陽極發(fā)生氧化反應有氯氣放出，陰極發(fā)生還原反應有金屬程中陽極發(fā)生氧化反應有氯氣放出，陰極發(fā)生還原反應有金屬鎂生成；為防止鎂離子的水解，步驟鎂生成；為防止鎂離子的水解，步驟應將晶體置于應將晶體置于HCl氣體氣體氛圍中脫水；氛圍中脫水；發(fā)生化合反應、發(fā)生化合反應、發(fā)生分解反應、發(fā)生分解反應、發(fā)生復發(fā)生復分解反應。分解反應?！敬鸢浮敬鸢浮緽 熱點探究熱點探究工藝流程工藝流程以自然資源開發(fā)利用為背景的物質制備、分離與提純以自然資源開發(fā)利用為背景的物質制備、分離與提純利用化學方法開發(fā)利用資源是當今社會發(fā)展的需求，近幾年利用化學方法開發(fā)利用資源是當今社會發(fā)展的需求，近幾年高考實驗題一直由此選材命題。在考題中，一般給出生產(chǎn)過程或高考實驗題一直由此選材命題。在考題中，一般給出生產(chǎn)過程或實驗簡圖，目的是考查物質的性質、反應原理、實驗基本操作，實驗簡圖，目的是考查物質的性質、反應原理、實驗基本操作，尤其是物質的萃取、分液、過濾、蒸餾、蒸發(fā)等分離操作。故立尤其是物質的萃取、分液、過濾、蒸餾、蒸發(fā)等分離操作。故立足于基本化學知識，將題目中的文字信息、框圖信息進行正確轉足于基本化學知識，將題目中的文字信息、框圖信息進行正確轉化是答好該類題目的最大關鍵。解決該類問題應理順流程，對比化是答好該類題目的最大關鍵。解決該類問題應理順流程，對比提純前后間的差異，以選取合適的分離、提純方法。提純前后間的差異，以選取合適的分離、提純方法。海水中含有豐富的化學元素，下面是某化工廠從海水中海水中含有豐富的化學元素，下面是某化工廠從海水中提取提取NaCl、Mg(以以MgCl2形式存在形式存在)和和Br2(以以NaBr的形式存在的形式存在)及綜合利用的生產(chǎn)流程簡圖：及綜合利用的生產(chǎn)流程簡圖：請回答：請回答：(1)Mg(OH)2中加入鹽酸后，要獲得中加入鹽酸后，要獲得MgCl26H2O晶體，需要進晶體，需要進行的實驗操作依次為行的實驗操作依次為_。a蒸餾蒸餾b灼燒灼燒c過濾過濾d蒸發(fā)蒸發(fā)e冷卻結晶冷卻結晶(2)目前工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，下列目前工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，下列關于離子交換膜電解槽的敘述錯誤的是關于離子交換膜電解槽的敘述錯誤的是_。a精制飽和食鹽水進入陽極室精制飽和食鹽水進入陽極室b純水純水(加少量加少量NaOH)進入陰極室進入陰極室c陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣d陰極的電極反應為：陰極的電極反應為：Cl22e=2Cl(3)母液中常含有母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等等(其溶解度與溫度的關其溶解度與溫度的關系如圖所示系如圖所示)，可進一步加工制得一些，可進一步加工制得一些重要的產(chǎn)品。若將母液加熱升溫到重要的產(chǎn)品。若將母液加熱升溫到60 以上，隨著水分的蒸發(fā)，會逐漸析出以上，隨著水分的蒸發(fā)，會逐漸析出晶體，此晶體的主要成分晶體，此晶體的主要成分是是_；過濾上述晶體后，將濾液；過濾上述晶體后，將濾液降溫到降溫到30以下，又逐漸析出晶體，用以下，又逐漸析出晶體，用一定量的冷水洗滌該晶體，最后可得到一定量的冷水洗滌該晶體，最后可得到比較純凈的比較純凈的_晶體。晶體?！揪v精析【精講精析】(1)要考慮要考慮MgCl2的水解。的水解。(2)中陽極反應式應中陽極反應式應為為2Cl2e=Cl2。(3)中根據(jù)溶解度與溫度關系圖分析，中根據(jù)溶解度與溫度關系圖分析，溫度升高至溫度升高至60以上時，以上時，MgSO4溶解度隨溫度的升高而降低，溶解度隨溫度的升高而降低，故要析出故要析出MgSO4，此時，此時NaCl溶解度受溫度影響不大，水分蒸溶解度受溫度影響不大，水分蒸發(fā)要析出發(fā)要析出NaCl；當溫度降至；當溫度降至30 以下時，以下時，KCl的溶解度比的溶解度比MgCl2的溶解度要小得多，故析出的溶解度要小得多，故析出KCl。【答案【答案】(1)d、e、c(2)d(3)MgSO4、NaClKCl(2012潮州潮安中學質檢潮州潮安中學質檢)某同學按如下實驗流程提取海某同學按如下實驗流程提取海帶中的碘，請回答相關問題。帶中的碘，請回答相關問題。(1)第第步是將海帶放入步是將海帶放入_(填儀器名稱填儀器名稱)中，用酒精燈充中，用酒精燈充分灼燒灰化。分灼燒灰化。(2)第第步為了加快溶解速率并使步為了加快溶解速率并使I充分進入溶液中，可以采充分進入溶液中，可以采取的措施是取的措施是_(寫出兩條寫出兩條)。(3)實驗進行到某一步驟時應檢驗碘的存在，具體方法是實驗進行到某一步驟時應檢驗碘的存在，具體方法是_。(4)海帶灰中還含有其他無機鹽類海帶灰中還含有其他無機鹽類(如硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽如硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽等等)，這些鹽類是在流程圖中的第，這些鹽類是在流程圖中的第_步步(填編號填編號)與碘分離與碘分離的。的?！窘馕觥窘馕觥?1)灼燒海帶應該在坩堝中進行。灼燒海帶應該在坩堝中進行。(2)要加快物質的溶解速率并使之充分溶解，可采用玻璃棒攪要加快物質的溶解速率并使之充分溶解，可采用玻璃棒攪拌的方法，加熱一般可以加大物質的溶解度。拌的方法，加熱一般可以加大物質的溶解度。(3)如果是檢驗氧化后的單質碘，則要取氧化后的溶液于試管如果是檢驗氧化后的單質碘，則要取氧化后的溶液于試管中，滴加淀粉溶液檢驗；如果是檢驗過濾后的溶液中的碘離子，中，滴加淀粉溶液檢驗；如果是檢驗過濾后的溶液中的碘離子，則要取濾液加入氯水；使碘離子被氧化為單質碘，然后加淀粉則要取濾液加入氯水；使碘離子被氧化為單質碘，然后加淀粉溶液檢驗。溶液檢驗。(4)在萃取過程中，單質碘進入四氯化碳中，其他鹽留在溶液在萃取過程中，單質碘進入四氯化碳中，其他鹽留在溶液中，通過分液可實現(xiàn)碘和其他鹽的分離。中，通過分液可實現(xiàn)碘和其他鹽的分離。【答案【答案】(1)坩堝坩堝(2)充分攪拌；加熱煮沸充分攪拌；加熱煮沸(3)取氧化后的溶液少量于試管中，滴加淀粉溶液，若溶液變取氧化后的溶液少量于試管中，滴加淀粉溶液，若溶液變藍證明含碘藍證明含碘(或：取過濾后的溶液少量于試管中，滴加幾滴氯或：取過濾后的溶液少量于試管中，滴加幾滴氯水再滴加淀粉溶液，若溶液變藍證明含碘水再滴加淀粉溶液，若溶液變藍證明含碘)(4) 高考題組一金屬冶煉高考題組一金屬冶煉1(2011上海高考上海高考)高爐煉鐵過程中既被氧化又被還原的元素是高爐煉鐵過程中既被氧化又被還原的元素是()A鐵鐵 B氮氮C氧氧 D碳碳【解析【解析】本題考查工業(yè)煉鐵過程中的反應原理。高爐煉鐵過本題考查工業(yè)煉鐵過程中的反應原理。高爐煉鐵過程中，碳與氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳在高溫下再與碳程中，碳與氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳在高溫下再與碳反應生成還原劑一氧化碳，反應生成還原劑一氧化碳，CO與鐵礦石反應又生成與鐵礦石反應又生成CO2，碳，碳元素既被氧化又被還原。元素既被氧化又被還原?！敬鸢浮敬鸢浮緿回答問題：回答問題：(1)中反應的化學方程式為中反應的化學方程式為_；(2)化合物化合物I的電子式為的電子式為_，它的空間構型，它的空間構型是是_；(3)1.6 g G溶于鹽酸，得到的溶液與銅粉完全反應，計算至少溶于鹽酸，得到的溶液與銅粉完全反應，計算至少所需銅粉的質量所需銅粉的質量(寫出離子方程式和計算過程寫出離子方程式和計算過程)_；( 4 ) C 與 過 量與 過 量 N a O H 溶 液 反 應 的 離 子 方 程 式 為溶 液 反 應 的 離 子 方 程 式 為_，反應后溶液與過量化，反應后溶液與過量化合物合物I反應的離子方程式為反應的離子方程式為_；(5)E在在I中燃燒觀察到的現(xiàn)象是中燃燒觀察到的現(xiàn)象是_。(1)操作操作使用的試劑是使用的試劑是_，所用主要儀器的名稱是，所用主要儀器的名稱是_。(2)加入溶液加入溶液W的目的是的目的是_。用。用CaO調節(jié)溶液調節(jié)溶液Y的的pH，可以除去可以除去Mg2。由表中數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇的。由表中數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇的pH最大范最大范圍是圍是_。酸化溶液。酸化溶液Z時，使用的試劑為時，使用的試劑為_。開始沉淀時的開始沉淀時的pH沉淀完全時的沉淀完全時的pHMg29.611.0Ca212.2c(OH)1.8 molL1