2020-2021学年人教版高中化学必修2课件：第四章 化学与自然资源的开发利用 章末复习课
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
章末复习课 第四章
主题整合·践行素养
以“化工生产流程”为例复习化学与自然资源的开发利用
1.从金属活动性顺序的角度复习金属矿物的开发和利用,掌握常见
金属的冶炼方法,认识化学方法在实现物质间转化中的作用,体会
保护金属资源的重要性。
主 题 目 标
2. 从氧化还原反应的角度了解海水资源开发和利用的前景及化学 在其中可以发挥的作用。 3. 从科学、技术和社会相互作用的角度,加深体会化学在煤、石 油和天然气等化石燃料综合利用中的作用,学会辩证地看待人类和 自然协调发展中可能会遇到的问题。
已知:溴的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性。请回答: (1)某同学利用如图装置进行步骤①至步骤④的实验,当进行步骤①时,应关闭 哪个活塞,打开哪个活塞?
(2)步骤③中简单判断反应完全的依据是什么? 提示:B中溶液褪色。步骤③是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢 和硫酸,因此简单判断反应完全的依据是溴水溶液由橙色变为无色,溴水褪色,即 B中橙色刚好褪去。 (3)从“溴与水混合物Ⅰ”到“溴与水混合物Ⅱ”的目的是什么? 提示:浓缩Br2或富集溴。海水中溴元素较少,从“溴与水混合物Ⅰ”到“溴与水 混合物Ⅱ”过程中,目的是增大溴单质的浓度,富集溴元素。
(3)工业上常用二氧化钛冶炼金属钛,主要反应有 ①TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO, ②TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti。 钛元素在两个反应中均被还原,这种说法是否正确? 提示:错误。反应①中钛元素化合价没有发生变化。
(二)从化学科学发展的角度掌握海水资源的开发利用(科学探究与创新意识) 我国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴,1968年获得成功。现在 青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂,进行生产。 以下为工业从海水中提取液溴的流程图:
(4)步骤⑤用如图装置进行蒸馏,蒸馏烧瓶中尚未安装温度计,安装其位置时应 注意什么问题?装置C中直接加热不合理,应怎么改正?
(5)图中E、F有什么作用? 提示:装置E是冷凝溴蒸气得到液溴。溴有毒,装置F中的氢氧化钠溶液用来吸收 溴蒸气,防止污染空气。
(三)从节约资源、保护环境的可持续发展巩固煤、石油、天然气的综合利用和
应用实践·提升素养
我国拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,以海水为原料的盐化工是我国 重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液,其中除含镁盐外,还含有其他 盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与 盐卤有关的题目:
(一)从化学工艺流程的角度探究金属矿物的开发和利用(变化观念与平衡思想) 1.还原法是工业上冶炼钛常用方法之一,该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2 为原料来制取,其主要工艺流程如下:
(1)反应②通常在800 ℃的条件下进行,通入氩气的目的是什么? 提示:氩气作保护气,防止镁、钛被氧化。 (2)在上述工艺流程中可以循环使用的物质有哪些? 提示:Cl2、Mg。由流程图知,可循环使用的物质为Cl2、Mg等。 (3)电解得到金属镁是电解MgCl2溶液还是MgCl2的其他状态? 提示:电解得到金属镁需要电解熔融MgCl2。
4.以“科学态度与社会责任”为核心,了解高分子材料在生活等领
域中的应用及可能带来的环境问题,认识化学在环境保护中的作用
,树立绿色化学的观念。
【知识体系建构】 1.金属矿物的开发利用
2.海水资源的开发利用
3.化石燃料的综合利用
4.环境保护
【主题互动探究】 化学工业通过化工生产流程制造人们所需的产品。在生产过程中,既要为人类 生存和社会发展提供必要的物质和能源基础;同时,应该注意到这一过程必须同 自然环境相互协调,走可持续发展的道路。 化学工艺流程的设计要响应习主席的号召:顺应自然、保护生态的绿色发展昭 示着未来。化学研究和应用的一个重要目标就是用绿色化学,打造绿水青山!
(4)煤脱硫的一种方法是将粉末状态的石灰石按照一定比例掺加在煤粉中,这样 混有石灰石的煤燃烧时,烟气中二氧化硫的含量将减小,用化学方程式表示其原 理。 提示:CaCO3 CaO+CO2↑ 2CaO+2SO2+O2 2CaSO4。碳酸钙在高温条件下分解, 生成氧化钙,氧化钙与煤燃烧产生的酸性氧化物二氧化硫反应,但由于燃烧炉是 一个高温、富氧环境,所以最终产物是硫酸钙。
(2)煤中的硫元素有两种存在形式,即游离态和化合态。请写出煤燃烧过程中游 离态的硫燃烧的化学方程式并指出该反应的氧化产物。 提示:S+O2 SO2 SO2。煤中的单质硫燃烧的产物是二氧化硫,其中氧气为氧化 剂,硫为还原剂,二氧化硫既是氧化产物,又是还原产物。 (3)燃煤电厂烟气脱硫的方法之一是将烟气(含有氮气、氧气、二氧化硫等)通 入氨水中,请写出该过程中发生的两个非氧化还原反应的化学方程式。 提示:SO2+H2O====H2SO3、SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3、SO2+NH3+H2O====NH4HSO3 (写出其中两个即可)。如果二氧化硫的浓度很大,则在氨水中可能同时发 生二氧化硫与水的反应及二氧化硫与氨气的反应。
2.工业上可用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti化合价为+4价)制取 TiO2,其主要流程如下:
(1)写出Fe2O3与硫酸反应的离子方程式。 提示:Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O。氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,离子方程式 是Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O。 (2)向甲溶液中加入铁的目的是什么? 提示:将Fe3+转化为Fe2+。因为最终得到绿矾,所以应将铁离子还原为亚铁离子, 加入铁的目的是把铁离子还原为亚铁离子。
绿色化学(科学态度与社会责任)
(1)酸雨的罪魁祸_____________(填字母)。
A.小于7
B.大于5.6,小于7
C.小于5.6
D.小于6.5
提示:C。虽然pH小于7的溶液都显酸性,但科学意义上的酸雨指的是pH小于5.6的
降雨。
主题整合·践行素养
以“化工生产流程”为例复习化学与自然资源的开发利用
1.从金属活动性顺序的角度复习金属矿物的开发和利用,掌握常见
金属的冶炼方法,认识化学方法在实现物质间转化中的作用,体会
保护金属资源的重要性。
主 题 目 标
2. 从氧化还原反应的角度了解海水资源开发和利用的前景及化学 在其中可以发挥的作用。 3. 从科学、技术和社会相互作用的角度,加深体会化学在煤、石 油和天然气等化石燃料综合利用中的作用,学会辩证地看待人类和 自然协调发展中可能会遇到的问题。
已知:溴的沸点为59 ℃,微溶于水,有毒性。请回答: (1)某同学利用如图装置进行步骤①至步骤④的实验,当进行步骤①时,应关闭 哪个活塞,打开哪个活塞?
(2)步骤③中简单判断反应完全的依据是什么? 提示:B中溶液褪色。步骤③是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢 和硫酸,因此简单判断反应完全的依据是溴水溶液由橙色变为无色,溴水褪色,即 B中橙色刚好褪去。 (3)从“溴与水混合物Ⅰ”到“溴与水混合物Ⅱ”的目的是什么? 提示:浓缩Br2或富集溴。海水中溴元素较少,从“溴与水混合物Ⅰ”到“溴与水 混合物Ⅱ”过程中,目的是增大溴单质的浓度,富集溴元素。
(3)工业上常用二氧化钛冶炼金属钛,主要反应有 ①TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO, ②TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti。 钛元素在两个反应中均被还原,这种说法是否正确? 提示:错误。反应①中钛元素化合价没有发生变化。
(二)从化学科学发展的角度掌握海水资源的开发利用(科学探究与创新意识) 我国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴,1968年获得成功。现在 青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂,进行生产。 以下为工业从海水中提取液溴的流程图:
(4)步骤⑤用如图装置进行蒸馏,蒸馏烧瓶中尚未安装温度计,安装其位置时应 注意什么问题?装置C中直接加热不合理,应怎么改正?
(5)图中E、F有什么作用? 提示:装置E是冷凝溴蒸气得到液溴。溴有毒,装置F中的氢氧化钠溶液用来吸收 溴蒸气,防止污染空气。
(三)从节约资源、保护环境的可持续发展巩固煤、石油、天然气的综合利用和
应用实践·提升素养
我国拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,以海水为原料的盐化工是我国 重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液,其中除含镁盐外,还含有其他 盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与 盐卤有关的题目:
(一)从化学工艺流程的角度探究金属矿物的开发和利用(变化观念与平衡思想) 1.还原法是工业上冶炼钛常用方法之一,该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2 为原料来制取,其主要工艺流程如下:
(1)反应②通常在800 ℃的条件下进行,通入氩气的目的是什么? 提示:氩气作保护气,防止镁、钛被氧化。 (2)在上述工艺流程中可以循环使用的物质有哪些? 提示:Cl2、Mg。由流程图知,可循环使用的物质为Cl2、Mg等。 (3)电解得到金属镁是电解MgCl2溶液还是MgCl2的其他状态? 提示:电解得到金属镁需要电解熔融MgCl2。
4.以“科学态度与社会责任”为核心,了解高分子材料在生活等领
域中的应用及可能带来的环境问题,认识化学在环境保护中的作用
,树立绿色化学的观念。
【知识体系建构】 1.金属矿物的开发利用
2.海水资源的开发利用
3.化石燃料的综合利用
4.环境保护
【主题互动探究】 化学工业通过化工生产流程制造人们所需的产品。在生产过程中,既要为人类 生存和社会发展提供必要的物质和能源基础;同时,应该注意到这一过程必须同 自然环境相互协调,走可持续发展的道路。 化学工艺流程的设计要响应习主席的号召:顺应自然、保护生态的绿色发展昭 示着未来。化学研究和应用的一个重要目标就是用绿色化学,打造绿水青山!
(4)煤脱硫的一种方法是将粉末状态的石灰石按照一定比例掺加在煤粉中,这样 混有石灰石的煤燃烧时,烟气中二氧化硫的含量将减小,用化学方程式表示其原 理。 提示:CaCO3 CaO+CO2↑ 2CaO+2SO2+O2 2CaSO4。碳酸钙在高温条件下分解, 生成氧化钙,氧化钙与煤燃烧产生的酸性氧化物二氧化硫反应,但由于燃烧炉是 一个高温、富氧环境,所以最终产物是硫酸钙。
(2)煤中的硫元素有两种存在形式,即游离态和化合态。请写出煤燃烧过程中游 离态的硫燃烧的化学方程式并指出该反应的氧化产物。 提示:S+O2 SO2 SO2。煤中的单质硫燃烧的产物是二氧化硫,其中氧气为氧化 剂,硫为还原剂,二氧化硫既是氧化产物,又是还原产物。 (3)燃煤电厂烟气脱硫的方法之一是将烟气(含有氮气、氧气、二氧化硫等)通 入氨水中,请写出该过程中发生的两个非氧化还原反应的化学方程式。 提示:SO2+H2O====H2SO3、SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3、SO2+NH3+H2O====NH4HSO3 (写出其中两个即可)。如果二氧化硫的浓度很大,则在氨水中可能同时发 生二氧化硫与水的反应及二氧化硫与氨气的反应。
2.工业上可用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti化合价为+4价)制取 TiO2,其主要流程如下:
(1)写出Fe2O3与硫酸反应的离子方程式。 提示:Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O。氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,离子方程式 是Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O。 (2)向甲溶液中加入铁的目的是什么? 提示:将Fe3+转化为Fe2+。因为最终得到绿矾,所以应将铁离子还原为亚铁离子, 加入铁的目的是把铁离子还原为亚铁离子。
绿色化学(科学态度与社会责任)
(1)酸雨的罪魁祸_____________(填字母)。
A.小于7
B.大于5.6,小于7
C.小于5.6
D.小于6.5
提示:C。虽然pH小于7的溶液都显酸性,但科学意义上的酸雨指的是pH小于5.6的
降雨。