高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用导学案

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8.1 自然资源的开发利用——同步学习必备知识
8.1    自然资源的开发利用

一、金属矿物的开发利用

二、海水资源的开发利用

三、煤、石油、天然气的综合利用


1．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO2Hg+O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
电解法
C
Cu2S+O22Cu+SO2
热分解法
D
Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
热还原法

A．A B．B C．C D．D
2．关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是
A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B．重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋
C．废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐
D．照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银

1.金属的活泼性与冶炼方法的关系

金属单质还原性、失电子能力依次减弱
金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强
2.常见几种金属的冶炼误区
(1)Au、Pt一般用物理法提取。
(2)工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。
(3)Al不能用于冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等。
(4)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。

3．下列化工原理生产中错误的是
①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠　②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁　③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝　④工业上用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁
A．②③ B．①③
C．①②③ D．②③④
4．下列说法不正确的是（　　）
A．自然界中不存在游离态的金属
B．金属活动性不同，冶炼方法也有所不同
C．地球上金属矿物资源有限，因此应提高金属矿物的利用率
D．废旧金属的回收利用有利于环境保护
5．铝热剂为混合物，其中铝的作用是
A．催化剂 B．氧化剂 C．还原剂 D．填充剂
6．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是()
A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④

7．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如图所示：

(1)请列举海水淡化的一种方法：___________
(2)步骤I中已获得Br2，步骤II中又将Br2还原为Br-，其目的是___________
(3)步骤II用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，该反应的离子方程式为___________，由此反应可知，除保护环境外，在工业生产中还应解决的问题是___________。

8．下列有关海水综合利用的说法正确的是
A．利用电解的方法可以从海水中获取淡水
B．海水中含有钾元素，只需经过物理变化可以得到钾单质
C．海水蒸发制海盐的过程只发生了化学变化
D．从海水中可以得到NaCl， 电解熔融NaCl可制备Na
9．海洋是非常巨大的资源宝库，以下有关海洋资源开发和利用的说法，不正确的是（    ）
A．海水中的元素种类很多，富集程度大
B．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
C．海水中除H2O外，还含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、F等多种元素
D．由于与岩石、大气和生物相互作用，海水中溶解和悬浮着大量无机物和有机物
10．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．氯化钠、淡水
11．NaCl是海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是(　　)
①烧碱　②纯碱　③金属钠　④氯气　⑤盐酸
A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤

12．下列变化不属于化学变化的是
A．煤的干馏 B．石油分馏
C．由乙烯制聚乙烯 D．重油裂化
13．下列关于化石燃料的加工说法正确的是
A．石油裂化主要得到乙烯
B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油
C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径

1．干馏、蒸馏、分馏比较
名称
干馏
蒸馏
分馏
原理
隔绝空气、高温下使物质分解
根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离
与蒸馏原理相同
产物
混合物
单一组分的纯净物
沸点相近的各组分组成的混合物
反应类型
化学变化
物理变化
物理变化
2.裂化与裂解对比
名称
裂化
裂解
原理
在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃
目的
提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
获得短链不饱和烃

14．下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是
A．石油裂解得到的汽油是纯净物
B．煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态是物理变化过程
C．煤就是碳，属于单质
D．天然气是一种清洁的化石燃料
15．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是（ ）
A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C．将石油裂解制得乙烯等化工原料
D．将煤变为煤饼作燃料
16．下列叙述中不正确的是(　　)
A．石油分馏的产物是一种具有恒定沸点的纯净物
B．石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量
C．石油裂解的原料是石油的分馏产物
D．石油炼制过程中发生一系列物理、化学变化

17．我国古代炼丹家魏伯阳所著《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写道：“金人于猛火，色不夺精光。”这句话是指金在强热条件下（    ）
A．活泼 B．稳定 C．易被氧化 D．易被还原知识点
18．不同金属的冶炼方法可能不同，主要原因是
A．金属在自然界中的分布不同
B．金属在自然界中的含量不同
C．金属在自然界中存在形式不同
D．金属的活泼性不同
19．目前工业上冶炼镁通常采用的方法是
A．CO或H2还原法 B．铝热反应法
C．电解法 D．热分解法
20．我国古代的湿法冶金术世界闻名。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出来的金属是
A．Fe B．Cu
C．Ag D．Hg
21．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．锈蚀后的铁制品没有回收价值
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
22．下列冶炼方法错误的是
A． B．
C． D．
23．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属的应用之所以有先后，主要取决于

A．金属的导电性强弱
B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低
D．金属的活动性强弱
24．下列不属于化石燃料的是
A．煤 B．石油 C．天然气 D．甲醇
25．中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是（    ）
A．蒸馏 B．蒸发 C．过滤 D．搅拌
26．我国最近从国外引进的一套设备可以有效地消除“白色污染”。该设备把回收的废旧塑料加工处理成汽油、煤油等。该加工过程的名称是
A．裂解 B．裂化
C．分馏 D．干馏
27．海洋又被称为绿色宝库，下列关于海洋的说法正确的是
A．海洋约占地球表面积的71% B．海水中元素仅为有限的十几种
C．蒸馏是海水淡化的唯一方法 D．海水因有腐蚀性而不能冷却循环使用
28．下列物质中，属于可再生的能源是
A．氢气 B．石油 C．煤 D．天然气
29．若将海水淡化作饮用水使用，下列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．利用太阳能使海水蒸馏淡化
C．将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水
D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子
30．从海水中可以提取溴，主要反应为：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2，下列说法正确的是
A．溴离子具有氧化性 B．氯气的氧化性比溴单质强
C．该反应属于复分解反应 D．氯气是还原剂
31．下列说法不正确的是
A．1mol乙烷在光照条件下最多能与3molCl2发生取代反应
B．石油裂解气能使溴的四氯化碳溶液，酸性KMnO4溶液褪色
C．水煤气可用来合成液态烃及甲醇等含氧有机物
D．苯可通过取代反应制得硝基苯、氯苯
32．冶炼金属常用以下几种方法：
a．以C、CO或H2作还原剂还原；
b．利用铝热反应原理；
c．电解法；
d．热分解法。
(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳？
①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属_______；
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属_______；
③Hg、Ag等不活泼金属_______；
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属_______。
(2)工业上生产钾不能用电解熔融KCl的方法制得，因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险，难获得钾，且降低电解效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取。有关数据如下表：

熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm－3)
Na
97.8
883
0.97
K
63.7
774
0.86
NaCl
801
1 413
2.165
KCl
770
1 500
1.984
工业上生产金属钾的化学方程式是：KCl＋NaNaCl＋K。工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数？_______；其选择范围是_______。
33．海洋约占地球表面积的71%，具有巨大的开发潜力。
Ⅰ.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。下图所示为海水蒸馏原理示意图，请回答下列问题：

(1)冷却水的出水口是________(填“a”或“b”)；
(2)碎瓷片的作用是__________。
Ⅱ.目前，从海水提取的溴占世界溴年产量的三分之一左右，空气吹出法是工业大规模海水提溴的常用方法。其中一种工艺流程为：
①海水浓缩，酸化；
②通入Cl2，使Br－转化为Br2；
③通入空气、水蒸气，将Br2吹入吸收塔，与吸收剂SO2反应转化为HBr；
④通入Cl2，再经过一系列处理得到产品Br2。
请回答下列问题：
(1)步骤②③的目的是_____________(填“富集溴”或“萃取溴”)；
(2)在步骤③中，反应生成HBr的化学方程式___________________________________________；
(3)在步骤②中，若通入44.8 L Cl2(标准状况)，理论上可得到Br2___________g。
34．从海水中可提取多种化工原料，下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图。试回答下列问题：

(1)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式：_______；_______。
(2)以上海水的综合利用过程中，哪一种操作肯定会引起氧化还原反应的发生？_______。
(3)电解无水MgCl2可制取镁和氯气，其中副产品氯气和粉末状熟石灰可制得漂白粉，制漂白粉的化学方程式为_______。
(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到_______问题。
(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在_______。

参考答案：
1．C
【详解】活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确。C错误，C项为火法炼铜。
2．B
【详解】A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用，降低提炼成本，A正确；
B．重金属材料填埋将会对环境造成污染，不应该填埋，B错误；
C．废铁屑可以铁盐或亚铁盐，如绿矾；废旧钢铁可以炼钢，C正确；
D．溴化银为感光层的材料，照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中含有银离子，通过置换可以提取金属银，D正确；
答案选B。
3．A
【详解】①工业上一般采用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠，正确；②若将钠加入到氯化镁溶液中，发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl，所以不能冶炼金属镁，错误；③氯化铝属于共价化合物，因此不能用氯化铝作原料，通过电解的方法得到金属铝，错误；④由于MgO、MgCl2均为离子化合物，熔点：MgCl2