【配套K12】[学习]2018-2019学年高中化学 专题4 化学科学与人类文明专题小结与测评学案

专题4 化学科学与人类文明[知识网络构建]一、金属的冶炼写出图中标号所代表的化学方程式：①___________________________________________________________。

②___________________________________________________________。

③___________________________________________________________。

二、化学是人类创造新物质的工具写出图中标号所代表的化学方程式：④___________________________________________________________。

⑤___________________________________________________________。

三、现代科学技术的发展离不开化学促进科技发展⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧化学是科学技术的基础⎩⎪⎨⎪⎧高新材料电路板的制作：FeCl 3与Cu 反应⑥单晶硅：制取粗硅反应⑦化学新技术⎩⎪⎨⎪⎧信息技术生物技术核科学和核武器技术航空航天和导弹技术激光技术化学合成和分离技术纳米技术写出图中标号所代表的化学方程式：⑥__________________________________________________________。

⑦__________________________________________________________。

四、解决环境问题需要化学科学 解决环境问题⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧治理环境污染⎩⎪⎨⎪⎧燃煤烟气脱硫，如氨水法：SO 2＋2NH 3＋H 2O===42SO 3，SO 2＋NH 3＋H 2O===NH 4HSO 3，⑧消除汽车尾气污染，污染物为CO 、NO 、NO 2、碳氢化合物等回收二氧化碳绿色化学⎩⎪⎨⎪⎧原子经济：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%核心：利用化学原理从源头上消除污染写出图中标号所代表的化学方程式：⑧_________________________________________________________。

【答案】一、①2NaCl(熔融)=====通电2Na ＋Cl 2↑ ②H 2＋CuO=====△Cu ＋H 2O ③2HgO =====△2Hg ＋O 2↑二、④2NaCl＋2H 2O=====通电2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑三、⑥2FeCl 3＋Cu===2FeCl 2＋CuCl 2 ⑦2C＋SiO 2=====高温Si(粗)＋2CO↑ 四、⑧2(NH 4)2SO 3＋O 2===2(NH 4)2SO 4[专题总结对练]专题一 金属冶炼方法的选择 1．金属冶炼方法与金属活动性的关系(1)热分解法适用于金属活动性顺序表中后面的金属，如Hg 、Ag 的氧化物受热就能分解。

2HgO=====△2Hg ＋O 2↑，2Ag 2O=====△4Ag ＋O 2↑。

(2)热还原法适用于大多数金属的冶炼。

用热还原法冶炼的金属，其金属性一般比较强，在金属活动性顺序表中居于中间位置。

常用的还原剂：焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。

①焦炭还原法：CuO ＋C=====高温Cu ＋CO↑。

②CO 还原法：Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2，CuO ＋CO=====高温Cu ＋CO 2。

③H 2还原法：WO 3＋3H 2=====高温W ＋3H 2O ， Fe 3O 4＋4H 2=====高温3Fe ＋4H 2O 。

④活泼金属还原法(铝热反应法)：Cr 2O 3＋2Al=====高温2Cr ＋Al 2O 3,3V 2O 5＋10Al=====高温6V ＋5Al 2O 3。

⑤几种热还原法的比较用焦炭还原法冶炼金属，炼得的金属中往往有少量的炭熔合在其中，使产品不纯，优点是炭资源丰富而又廉价。

用氢气还原法冶炼金属，炼得的金属的纯度相对较高，但成本也较高。

用铝热反应冶炼金属，克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难以冶炼的问题，但成本也较高。

(3)电解法适用于K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等强还原性金属的化合物。

2Al 2O 3(熔融)=====通电冰晶石4Al ＋3O 2↑，2NaCl(熔融)=====通电2Na ＋Cl 2↑。

电解法冶炼金属，解决了很多活泼金属的阳离子难以被还原的问题。

(4)湿法冶金利用溶液中发生的化学反应(如置换、氧化还原、中和、水解等)对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程，可用于提取锌、铀及稀土金属等。

如：西汉时期，刘安在《淮南万毕术》中记载“曾青得铁，则化为铜”：Fe ＋CuSO 4===Cu ＋FeSO 4，宋朝时，湿法冶金已被广泛使用。

[专题对练]1．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应。

红热时，却可与常见非金属单质反应。

钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。

目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石(主要成分为TiO 2)、炭粉混合，在高温条件下通入Cl 2制得TiCl 4和一种可燃性气体。

该反应的化学方程式为_________________，该反应的还原剂是__________________________________________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl 4反应制得金属钛。

写出此反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________； 如何由上述所得产物中获取金属钛？简述步骤：___________________________________________________________ ___________________________________________________________。

【解析】 由反应物金红石、炭粉及Cl 2和产物之一TiCl 4，可知另一产物为碳的氧化物，又知该气体可燃，故为CO 。

显然，Ti 的化合价不变，氯元素的化合价降低，化合价升高的是碳元素，因而C 是还原剂。

镁与TiCl 4反应的产物为Ti 和MgCl 2。

因反应中镁是过量的，故在反应后的混合物中提取钛须除去镁粉和MgCl 2，加足量的盐酸充分反应后过滤，将滤渣用蒸馏水洗涤即得钛。

【答案】 TiO 2＋2C ＋2Cl 2=====高温TiCl 4＋2CO C TiCl 4＋2Mg=====高温Ti ＋2MgCl 2加入足量盐酸除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗净滤渣即得金属钛 2．冶炼金属常用以下几种方法：①以C 、CO 或H 2作还原剂还原；②用较活泼金属Na 、Mg 等还原；③利用铝热反应原理用Al 还原；④电解法；⑤热分解法。

下列金属各采用哪种方法还原最佳(填序号) (1)Fe 、Zn 、Cu 等中等活泼金属________。

(2)Na 、Mg 、Al 等活泼或较活泼金属________。

(3)Hg 、Ag 等不活泼金属________。

(4)V 、Cr 、Mn 、W 等高熔点金属________。

【解析】 本题主要考查金属冶炼方法的选择。

金属冶炼方法有多种，一般最合适的方法如下：(1)Fe 、Zn 、Cu 等中等活泼的金属一般选择热还原法(还原剂为C 、CO 、H 2等)； (2)Na 、Mg 、Al 等活泼或较活泼的金属一般选择电解法； (3)Hg 、Ag 等不活泼金属，一般选择热分解法；(4)V 、Cr 、Mn 、W 等高熔点金属一般采用铝热反应，即以Al 为还原剂进行冶炼。

【答案】 (1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ 专题二 环境污染防治及绿色化学 1．环境污染防治措施(1)减少污染物的排放，在排放之前进行处理。

(2)对资源进行回收再利用。

(3)开发新的替代品。

(4)实施清洁生产，从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

特别提示居室污染——来自建筑、装饰和家具材料散发出的甲醛、苯、氨气等污染起居空间的现象。

甲醛对眼、鼻、喉有明显的刺激性，严重时甚至致癌。

苯则会损坏人体造血功能，长期在这种环境下人们会有头疼、失眠的症状，严重者则导致某些血液疾病。

所以在家庭装修过程中一定要使用环保材料。

2．绿色化学的原则(1)防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。

(2)讲原子经济——应该设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。

(3)较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法，使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小或无毒的物质。

(4)设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能，还应具有最小的毒性。

(5)溶剂和辅料是较安全的——尽量不用辅料(如溶剂或析出剂)，当不得已使用时，应尽可能是无害的。

(6)设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量，还应考虑对环境的影响和经济的效益。

合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。

(7)用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的，原料应能回收而不是使之变坏。

(8)尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程)，因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。

(9)催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。

(10)要设计降解——按设计生产的生成物，当其有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物，在环境中不继续存在。

(11)防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特别是对形成危害物质的控制上。

(12)从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中，反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故发生的可能性降至最低。

[专题对练]3．化学与生活密切相关。

下列说法错误的是( )A．PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料C[燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2，可减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放。

]4．甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，合成甲基丙烯酸甲酯的方案有两种： 方案甲：①(CH 3)2C===O ＋HCN ―→(CH 3)2C(OH)CN②(CH 3)2C(OH)CN ＋CH 3OH ＋H 2SO 4―→CH 2===C(CH 3)COOCH 3＋NH 4HSO 4 方案乙：CH 3—C≡CH＋CO ＋CH 3OH ――→Pd CH 2===C(CH 3)COOCH 3 请回答下列问题：(1)方案甲中①的反应类型是________。