人教版 (新课标)必修2第四章 化学与自然资源的开发利用综合与测试教案

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化学与自然资源的开发利用
金属在自然界中的分布很广，无论是矿物，还是动植物体内，或多或少地都含有金属元素。由于不同金属的化学活动性相差很大，因此，它们在自然界中的存在形式也各不相同。
少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金和铂以及少量的银和铜。化学性质比较活泼的金属，在自然界中总是以化合态存在。化学要研究如何合理、高效地利用这些金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。
地球上的金属矿物资源是有限的，金属冶炼常会消耗许多能量，也易造成环境污染。我们必须学会合理开发和利用这些矿物资源，有效地使用金属产品、材料，主要的途径有提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量，加强金属资源的回收和再利用，使用其他材料代替金属材料等。
20世纪90年代提出的“绿色化学”概念，要求利用可再生的原料生产化学产品，保护生态环境；化学产品的生产过程应该是环境友好的，不产生危害环境的废弃物，实行清洁生产，为社会提供有益无害的化学产品。
有机反应往往产生副产物和废弃物，对环境造成污染。将原料分子中的原子百分之百地转化为产物，实现零排放是化学家的理想，这就是“原子经济性”。现在有的反应的原子利用率已经达到100%，一个经典的例子就是环氧乙烷的生产。原工艺使用的氯乙醇法，要用氯气并产生大量氯化钙，原子利用率只有25%；现在用银催化氧化乙烯，原子利用率达100%。提高有机反应的原子利用率应从选择新原料、采用新型催化剂、改用新的反应路线等方面不断地探索。按照可持续发展的要求，有机化学还有许多要研究和解决的问题。从反应原料到反应产品，从反应条件到反应路线，将原来依赖矿物资源转变为开发生物质资源的新路线。

第一节　开发利用金属矿物和海水资源
第1课时　金属矿物的开发利用

现在我们家庭中大多都是不锈钢或陶瓷餐具，铝制餐具已逐渐退出，但在铝刚被提炼出来的19世纪，拿破仑大宴宾客及大臣时，其他人用银做的餐具而他自己却用铝做的餐具。1889年，德国著名的化学家门捷列夫到英国伦敦访问和讲学，英国科学家为表彰他在化学上的杰出贡献，尤其是在发现元素周期律和建立元素周期表上的贡献，赠给他一件贵重的奖品，就是用金和铝制成的一架天平。为什么在地壳中含量比铁还多的金属铝，在19世纪比金还贵重呢？
随着经济和社会的发展，各种各样的金属应用越来越广，但绝大多数的金属元素以化合物的形式存在于自然界的金属矿物中。那么，怎样从金属矿物中得到金属呢？不同的金属冶炼方法是否相同呢？

一、金属在自然界中的存在形态

点拨：金属在自然界中的存在形式与金属的活泼性有关。
二、金属的冶炼
1．冶炼的原理和实质

2．冶炼的方法
(1)常用方法。



(2)其他方法。

点拨：冶炼铝时不用氯化铝，因为氯化铝为共价化合物；冶炼镁时不用氧化镁，因为氧化镁的熔点高。
三、金属资源的合理开发利用
1．合理开发利用金属资源
金属矿产资源是不可再生资源。
2．有效利用金属资源的途径
(1)提高金属矿物的__利用率__；
(2)减少金属的使用量；
(3)加强金属资源的__回收__和再利用；
(4)使用其他材料代替金属材料。

1．(2018·江南十校联考)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。如图表示三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于(　D　)

A．金属的导电性 B．金属在地壳中的含量
C．金属的化合价 D．金属的活动性
解析：铝、铁、铜在自然界中主要以化合态形式存在，它们的金属活动性依次减弱，金属阳离子的氧化性逐渐增强，三种金属中铜较易冶炼，铝最难还原。
2．(2018·北京昌平期末质量监控)下列金属用热还原法冶炼的是(　B　)
A．钠 B．铁
C．银 D．汞
解析：根据金属活动性与冶炼方法的关系分析，铁可以用热还原法冶炼，故B项正确。
3．(2018·江西宜春奉新一中期末)下列说法正确的是(　C　)
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．金属冶炼的实质是金属元素被氧化
C．电解熔融氧化铝时，每还原出1 kg铝，必有约111 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：A项，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2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，故错误；B项，金属冶炼的实质是金属元素被还原，故错误；C项，电解熔融氧化铝时，Al3＋＋3e－===Al，冶炼1 kg Al共获得电子：n(e－)＝×3≈111 mol，故正确；D项，工业上制取金属钠时，电解的是熔融氯化钠，故错误。
4．(2018·湖南湘潭高一质检)下列金属：①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬，可用铝热法制备的有(　C　)
A．①②④ B．①②③⑤
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
解析：可用铝热法制备的金属通常具有较高的熔点，且不能比铝活泼。
5．下列冶炼金属的反应，一定是置换反应的是(　C　)
A．热分解法 B．电解法
C．铝热法炼铁 D．高炉炼铁
解析：铝热法炼铁是铝单质与铁的氧化物反应生成铁，一定为置换反应。

知识点一　金属的冶炼
问题探究：

1．根据金属冶炼的方法讨论，金属冶炼的实质是什么？
2．在金属中，铝元素在地壳中的含量居第一位，为什么铝的发现和使用比铜和铁要晚得多？
探究提示：1.金属冶炼的实质是金属离子得到电子被还原为金属单质的过程，Mn＋＋ne－===M。
2．金属的发现和使用与金属的活动性密切相关，金属活动性越强，其相应的金属阳离子得电子的能力越弱，冶炼难度越大。铝是一种活动性较强的金属，用一般的还原剂很难将其还原，工业上采用最强有力的氧化还原手段——电解法进行冶炼，而铜和铁用一般的还原剂就可以达到目的，所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。
知识归纳总结：
金属的活泼性与冶炼方法
1．金属的冶炼原理
金属冶炼的实质是根据氧化还原反应原理，使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程，即：Mn＋＋ne－===M。
2．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
金属的活动性顺序
K Ca NaMg Al
Zn Fe SnPb (H) Cu
Hg Ag
Pt Au
金属原子失电子能力
强→弱
金属离子得电子能力
弱→强
主要冶炼方法
电解法
热还原法
热分解法
物理方法
3.金属冶炼的三个步骤及目的：
步骤
目的
矿石富集
除去杂质、提高矿石中有效成分的含量
冶炼
用适当还原剂把矿石中的化合态金属还原，得到粗金属单质
精炼
加入试剂除杂或电解精炼，得到纯金属
点拨：(1)金属冶炼方法并不是唯一的，如铜的冶炼方法有湿法、火法，并不一定是热还原法。
(2)金属冶炼方法的选择，还应该注意金属元素在自然界中的存在形式。
典例1 将金属矿物中的金属元素从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列说法中，错误的是(　B　)
A．金属的冶炼，就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，都是被还原
D．金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般越弱
解析：金属的冶炼是将金属化合物转化为金属单质，A项说法正确，有的金属化合物在发生氧化还原反应冶炼金属时，自身既作氧化剂又作还原剂，不需要另加还原剂，如HgO，B项说法错误；金属元素在化合物中显正价，当转化为金属单质后化合价为0，发生还原反应，C项说法正确；金属被发现和应用得越早，说明该金属越容易被还原，从而也说明这些金属的活动性一般是较弱的，D项说法正确。
〔变式训练1〕 我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其冶炼方法是(　A　)
A．焦炭还原法
B．湿法炼铜
C．铝热还原法
D．电解冶炼法
解析：火烧孔雀石和焦炭混合物发生的反应为Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑
2CuO＋C2Cu＋CO2↑，属于焦炭还原法。
知识点二　铝热反应
问题探究：1.铝热反应实验中镁条与氯酸钾的作用是什么？
2．能否利用铝热反应冶炼镁？
探究提示：1.镁条的作用是燃烧放出大量的热引发KClO3分解，氯酸钾的作用是供氧剂。
2．Mg的活动性强于Al，不能用Al还原MgO制得Mg。
知识归纳总结：
1．铝热反应
概念
铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应
原理
Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来
铝热剂
铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物
反应特点
在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离
应用
冶炼难熔的、相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等
2．铝热反应实验
【实验现象】

(1)镁带剧烈燃烧。
(2)氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。
(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光。
(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙子中。
【实验结论】
在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热。
3．铝热反应的注意事项
(1)氯酸钾的作用是提供氧气，使镁带快速充分反应。
(2)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从纸漏斗四周溅出。
(3)要用盛有细沙的蒸发皿接收熔融物，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。
典例2 用如图所示的装置做铝热反应实验，回答下列问题：

(1)写出该反应的化学方程式：__2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3__，在该反应中，__Fe2O3__是氧化剂，__Al__是还原剂，该反应称为__铝热__反应。
(2)选出该实验的实验现象：__①②③④__(填序号)。
①镁条剧烈燃烧
②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射
③纸漏斗的下部被烧穿
④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体
(3)写出下列操作或物质的作用：
内层纸漏斗底部剪一个孔：__使熔融物易于落下__；蒸发皿盛沙：__防止溅落物炸裂蒸发皿__；镁条：__引燃剂__；氯酸钾：__助燃剂__。
〔变式训练2〕 (2018·江苏苏州一模)利用铝热反应可以焊接钢轨。下列说法正确的是(　A　)
A．铝、氧化铝中铝元素微粒的半径r(Al3＋) B．工业上可用铝热反应提取镁
C．在铝热反应中化学能全部转化为光能
D．在铝热反应中铁的还原性大于铝的还原性
解析：铝离子含有2个电子层，铝原子含有3个电子层，则微粒的半径大小为：r(Al3＋)
铝的冶炼史
1825年，丹麦的奥斯特分离出少量的纯铝。1827年，德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了铝。但是钾太昂贵了，所以不允许大规模地生产铝。又过了27年，法国化学家德维尔用金属钠与无水氯化铝一起加热而获得闪着金属光泽的小铝球。因此在19世纪，铝是一种珍贵的金属，它的价格同黄金相当。
1884年，在美国奥伯林学院化学系，有一位叫做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生。当时他只有二十一岁。一次，他听一位教授(这位教授正是维勒的学生)说：“不管谁能发明一种低成本的炼铝法，都会出人头地。”这使霍尔意识到只有探索廉价的炼铝方法，才能使铝被普遍应用。霍尔在自己家里的柴房中办一个家庭实验室，经过两年的不断探索终于在1886年2月的一天，他终于看到小球状的铝聚集在阴极上，后来，这些铝球竟成为“王冠宝石”，至今仍珍存在美国制铝公司的陈列厅中。
还有一件值得提及的事，非常巧合，一位与霍尔同龄的年轻的法国化学家埃鲁也在这年稍晚些时候发明了相同的炼铝法。霍尔与埃鲁在遥远的两大洲，同年来到人世(1863年)又同年发明了电解炼铝法(1886年)。虽然他们之间曾一度发生了专利权的纠纷，但后来却成为莫逆之交。1911年，当美国化学工业协会授予霍尔著名的佩琴奖章时，埃鲁还特意远涉重洋到美国参加了授奖仪式。亲自向霍尔表示祝贺。
或许是上天的旨意，1914年，这两位科学家又都相继去世。难怪当后人们一提起电解炼铝法的时候，便总把霍尔和埃鲁的名字联在一起。
〔即时训练〕
冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂　②铝热反应法　③电解法　④热分解法。下列金属各采用哪种方法？
(1)Fe、Zn、Cu等相对较活泼金属__①__(填序号，下同)；
(2)Na、Mg、Al等活泼金属__③__；
(3)Hg、Ag等不活泼金属__④__；
(4)V、Gr、Mn、W等高熔点金属__②__。
解析：金属活动性顺序表中，各金属的冶炼方法如下：


而V、Cr、Mn、W等高熔点金属一般用铝热法。

1．(2018·西安高一检测)在冶金工业上，均能用化学还原剂制得的一组金属是(　C　)
A．Na、Mg、Al B．Na、Zn、Fe
C．Zn、Fe、Cu D．Mg、Al、Zn、Fe
解析：Na、Mg、Al的冶炼方法为电解法；Zn、Fe、Cu的冶炼方法为化学还原剂还原法。
2．(2018·山西学考真题)工业上获得金属镁采用的冶炼方法是(　B　)
A．加热分解镁氧化物 B．电解熔融氯化镁
C．高温下发生铝热反应 D．高温下用氢气还原
解析：由于金属镁的活泼性较强，因此工业上一般采用电解熔融氯化镁制备金属镁。
3．(2018·淮安高一检测)成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝，许多成语中蕴含着丰富的化学原理，下列成语中涉及氧化还原反应的是(　B　)
A．木已成舟 B．百炼成钢
C．铁杵成针 D．滴水成冰
解析：A项，木已成舟只是物质形状的变化，没有新的物质生成，则没有涉及化学变化，故A不符合题意；B项，因生铁碳含量2%～4.3%，钢的碳含量0.03%～2%，生铁中的含碳量比钢高，经过高温，铁中的碳和氧气反应生成二氧化碳，由此降低铁中的含碳量；多次冶炼精度更高，故B符合题意；C项，铁杵成针只是物质形状的变化，没有新的物质生成，则没有涉及化学变化，故C不符合题意；D项，滴水成冰只是物质形状的变化，没有新的物质生成，则没有涉及化学变化，故D不符合题意。
4．(2018·河北景县梁集中学调研)钛是一种用途广泛的活泼金属。工业上用二氧化钛冶炼金属钛，主要反应有：①TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO，②TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti。
下列关于这两个反应叙述正确的是(　D　)
A．均属于置换反应
B．反应①中碳作氧化剂
C．钛元素在反应中均被还原
D．反应②说明金属性镁大于钛
解析：A项，反应①中没有单质生成，不是置换反应，故错误；B项，反应①中碳的化合价升高，作还原剂，故错误；C项，反应①中Ti元素化合价没有发生变化，故错误；D项，②TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti反应发生，说明镁的活动性强于钛，所以金属性镁大于钛，故正确。
5．(2018·河北景县梁集中学调研)用铝热法还原下列氧化物，分别制得金属各1 mol时，理论上消耗铝最少的是(　C　)
A．WO3 B．MnO2
C．FeO D．Cr2O3
解析：A项，WO3～W，生成1 mol W，需要6 mol 电子，消耗2 mol Al；B项，MnO2～Mn，生成1 mol Mn，需要4 mol电子，消耗 mol Al；C项，FeO～Fe，生成1 mol Fe，需要2 mol 电子，消耗 mol Al；D项，Cr2O3～Cr，生成1 mol Cr，需要3 mol 电子，消耗1 mol Al。消耗Al最少的是FeO，故C项正确。
6．铝热反应原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。实验室铝热反应的实验装置如图所示。

(1)该实验步骤如下：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，再跟另一个漏斗套在一起，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铝粉混合均匀，放在漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。
(2)图中漏斗的材质是__纸__。(填“玻璃”或“纸”)
(3)镁条的作用是__镁条燃烧放出热量，在高温下促使氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应__。
(4)实验现象有：①__镁条剧烈燃烧__；②__氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应，放出大量热，并发出耀眼的光芒__；③__纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中__。
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。
(5)写出该反应的化学方程式：__2Al＋Fe2O22Fe＋Al2O3__；在冶金工业上也常用这一反应原理，来冶炼__D__。
A．不活泼金属 B．较活泼金属
C．稀有金属 D．高熔点金属
解析：(1)沙盛放在蒸发皿中。(2)为了便于生成物落下，使用的漏斗的材质是滤纸。(3)镁条的作用是燃烧放出热量，在高温下促使氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应。(4)能够观察到的现象是：①镁条剧烈燃烧；②氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应，放出大量热，并发出耀眼的光芒；③纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。④除去熔渣后的物质是铁。(5)铝热反应的化学方程式为2Al＋Fe2O22Fe＋Al2O3；该反应可放出大量的热，因此主要利用该反应原理冶炼高熔点金属，故D项正确。

一、选择题
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法，由于金属的化学活动性不同，因此选用不同的冶炼方法。你认为选择方法主要依据(　D　)
A．金属在自然界的存在形式
B．金属元素在地壳中的含量
C．金属熔点高低
D．金属阳离子得电子能力
2．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H2或CO)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(　B　)
A．(Ⅰ)用①　　　 B．(Ⅱ)用②
C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
3．化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用。下列认识正确的是(　D　)
A．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界的分布无关
B．人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品
C．工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、Al
D．工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4
4．将等物质的量的镁和铝相混合，取等质量的该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是(　A　)
A．3 mol·L－1HCl溶液
B．4 mol·L－1HNO3溶液
C．8 mol·L－1NaOH溶液
D．18 mol·L－1H2SO4溶液
5．铜的冶炼大致可分为以下几个步骤：(1)富集，将硫化物矿进行浮选；(2)焙烧，主要反应为2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；(3)制粗铜，在1 200℃的条件下发生的主要反应为2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2,2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑；(4)电解精炼。
下列说法不正确的是(　C　)
A．上述焙烧过程中的尾气不可直接排放
B．由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu时，在整个过程中共消耗15 mol O2
C．在反应2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑中，作氧化剂的是Cu2O
D．电解精炼属于化学变化
6．将3.6 g炭粉与29.0 g所含Fe3O4的质量分数为80%的磁铁矿粉混合后，隔绝空气加强热使之反应(杂质与炭粉不反应)，反应后收集到6.72 L(标准状况下)气体，则该气体(　D　)
A．全部是CO
B．全部是CO2
C．含有的CO和CO2各为3.36 L
D．含有的CO为4.48 L，CO2为2.24 L
二、非选择题
7．(2018·寿光高一期中)工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下：

请回答下列问题：
(1)沉淀C的化学式为__Fe2O3__，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作__颜料__。
(2)电解熔融的氧化铝时，标准状况下若得到22.4 L O2，则同时生成__36__g铝。
(3)操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是__过滤__(填操作名称)，实验室要洗涤Al(OH)3沉淀应该在__过滤__装置中进行，洗涤方法是__向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2～3次__。
(4)生产过程中，除NaOH、H2O可以循环利用外，还可以循环利用的物质有__CaO和CO2__(填化学式)，用此法制取铝的副产品是__Fe2O3和O2__(填化学式)。
(5)写出Na2CO3溶液与CaO反应的离子方程式：__CO＋CaO＋H2O===CaCO3↓＋2OH－__。
(6)若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝中将混有杂质__SiO2__(填化学式)。
8．黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫和铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是__Cu、O__(填元素符号)。
(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是__BC__(填序号)。
A．高空排放
B．用于制备硫酸
C．用纯碱溶液吸收制Na2SO3
D．用浓硫酸吸收
(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
根据以上信息回答下列问题：
a．除去Al3＋的离子方程式是__Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O__。
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水
所选试剂为__稀硫酸、KMnO4溶液__。证明炉渣中含有FeO的实验现象为__稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色__。
第2课时　海水资源的开发利用

海洋是人类可持续发展的重要基地。浩瀚的海洋中，蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源和药物资源，其经济价值可观，开发前景十分诱人。
开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资金短缺和环境恶化等一系列难题的可靠途径。在陆地资源日渐枯竭的今天，海洋正成为人类繁衍发展的生命线。我国大陆海岸线长达18000 km，海岛海岸线长达14000 km，这为我们开发利用海水资源提供了良好的自然条件。那么，海水的开发利用都包括哪些方面呢？你知道怎样才能开发出海洋中的这些资源吗？


一、海水水资源的利用
1．类型：

2．海水的蒸馏

①主要仪器：A：__蒸馏烧瓶__　B：__冷凝器__　C：__锥形瓶__
②冷凝水的流向：__a__口进，__b__口出。
③A中加入碎瓷片的目的是__防止液体暴沸__。
点拨：蒸馏法进行海水淡化属于物理变化。
二、海水中化学资源的开发利用
1．海水中化学资源的特点
多样性
常量元素(99%)：除H、O外，含有__Cl、Na、K、Mg__、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素；
微量元素(1%)：共计80多种
分散性
虽然海水中元素种类很多，总储量__很大__，但许多元素的富集程度__很低__
2.海水化学资源的开发利用
方法
操作方法
海水制盐
①方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐；
②原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶

海水提溴
①方法：在预先经过酸化的浓缩海水中，用__氯气__氧化溴离子使之成为溴单质；
②主要的化学原理：__Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2__
海水提碘
①流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质；
②主要的化学原理：__Cl2＋2KI===2KCl＋I2__

海水提镁
流程：海水(含MgCl2)Mg(OH)2MgCl2(aq)MgCl2·6H2O无水MgCl2Mg
其他利用
①提取核能开发中的重要原料__铀__和重水；
②开发海洋药物；
③__潮汐能__、波浪能等有待开发的新型能源
点拨：海水中的元素总储量很大，但富集程度很低，故海水化学资源的利用必须有富集的过程。

1．(2018·广东清远高一期末)海水资源的利用包括海水的淡化，以下方法中，不能淡化海水的是(　B　)
A．蒸馏法 B．过滤法
C．电渗析法 D．离子交换法
解析：海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，过滤是将液体与不溶性固体进行分离的一种方法，与海水淡化无关。
2．若实行海水淡化来供应用水，下列方法在原理上不可行的是(　A　)
A．加入明矾，使海水的盐分沉淀，从而将海水淡化
B．利用太阳能，将海水蒸馏淡化
C．将海水通过离子交换树脂，以除去所含的盐分
D．利用半透膜，采用反渗透法而使海水淡化
解析：明矾净水是利用Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些悬浮物，并不能除去海水中的离子而使海水淡化。
3．地球上97%以上的水是海水，海水淡化可缓解淡水资源不足。下列方法中能将海水淡化的是(　B　)
①在海水中加入硝酸银，滤掉生成的沉淀
②蒸馏海水，将蒸汽冷凝
③将海水加压，使水分子通过半透膜以滤去盐分
④将海水曝晒，滤掉析出的盐
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：①中加入硝酸银虽然能将Cl－除去，但同时生成NaNO3，达不到海水淡化的目的。②是一种使用最早、最广泛的海水淡化方法。③中使用了新型高分子材料半透膜，是一种新的海水淡化方法。④中将海水曝晒，并不能除尽海水中的盐分，滤掉析出的盐后得到的是含盐的饱和溶液，不能将海水淡化。
4．(2018·河南商丘九校联考)21世纪以来，国与国之间因对海权的争夺引起的摩擦不断，在捍卫主权的同时，人们看重的是海洋这个巨大的资源宝藏。下列有关海洋资源综合利用的说法错误的是(　B　)
A．从海水中提取溴单质一定伴有化学变化
B．海水资源的利用，主要指海水的淡化
C．海底多金属结核矿含有铁、锰、钴等多种金属元素
D．在研究和开发海水资源时，不能以牺牲环境为代价
解析：A项，海水中的溴元素需要通过氧化剂把溴离子氧化为溴单质，此过程中发生化学变化，不符合题意；B项，从海水中可以提取食盐、溴、钾盐、镁及其化合物、铀，重水、卤水等，不是主要指海水的淡化，符合题意；C项，海底的资源非常丰富，海底多金属结核矿含有铁、锰、钴等多种金属元素，不符合题意；D项，开发海洋资源不能破坏环境，应符合绿色环保的思想，不符合题意。
5．(2018·河北景县梁集中学调研)从海水中提取的溴约占世界溴年产量的，从海水中提取溴的主要步骤可表示为(　B　)
A．氧化→吸收→吹出 B．氧化→吹出→吸收
C．吹出→氧化→吸收 D．吹出→吸收→氧化
解析：从海水中提取溴，先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质，再用热空气吹出后吸收，故B项正确。
6．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800℃、604℃，将MgO、MgCl2加热熔融后电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，下列工业上从海水中提取镁的方法中正确的是(　D　)
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2熔融Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
解析：电解法制镁一般电解熔融氯化镁，MgO熔点太高，耗能大，不宜采用。

知识点一　海水提溴
问题探究：从海水中提取溴元素连续发生以下三个反应：
①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(1)海水中溴元素是以溴离子形式存在，只发生反应①就得到单质溴，为什么还设计②③两步反应？
(2)反应②中溴发生什么反应，表现出溴单质的什么性质？
探究提示：(1)使溴进一步富集。
(2)溴单质表现氧化性。
知识归纳总结：
1．生产流程图

2．主要过程

点拨：(1)从海水中提取溴的过程中发生了两次Cl2将Br－氧化成Br2的反应，这样设计制取Br2流程的目的是将溴富集。
(2)海水提溴的过程是从溴水中提取溴，并不采用有机溶剂萃取。
典例1 海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下图所示：

(1)步骤①反应的离子方程式是__2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－__。
(2)步骤③反应的化学方程式是__SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr__，从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是__A、B、C__。
A．NaOH　　　　　　　 B．FeCl2
C．Na2SO3 D．H2O
(3)步骤⑤蒸馏的过程中，温度应控制在80～90℃，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因__若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低__。
(4)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏得到液溴？__“溴水混合物Ⅰ”中虽然有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高，而“溴水混合物Ⅱ”实际上是将溴水浓缩了__。
解析：(1)(2)问相对简单，读懂流程图，结合学过的方程式，可以写出2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2＋、SO具有强还原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能充分吸收。
(3)温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。
(4)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高。经过“空气吹出、SO2吸收、氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩了。
〔变式训练1〕 (2018·淄博高一检测)从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常溶有少量氯气，除去氯气应该采用的方法是(　D　)
A．加适量的KI溶液　 B．通入溴蒸气
C．加入适量的NaOH溶液 D．加入适量的NaBr溶液
解析：A项，Cl2和Br2均能与KI反应生成I2。B项，Cl2与Br2不发生反应；C项，Cl2和Br2均与NaOH发生反应；D项，Cl2与NaBr发生反应；Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。
知识点二　海带提碘及海带中碘元素的检验
问题探究：

1．海带中的碘元素以何种形式存在？如何将海带中的碘元素转化成单质碘？
2．检验溶液中含有I－，所用试剂是硝酸银溶液和稀硝酸，二者的添加顺序如何？
探究提示：1.海带中的碘元素以I－形式存在，可加入氧化剂把I－氧化成I2。
2．先向含I－的溶液中添加硝酸银溶液，再加稀硝酸，若先加稀硝酸，I－被氧化为I2。
知识归纳总结：
1．海带中含有碘元素的检验
(1)实验步骤。

(2)主要反应：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O
2．海带中提碘
(1)主要流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质
(2)主要反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
点拨：(1)海水中的碘的浓度很低，碘一般从海带或一些海藻植物中提取。
(2)由于I2易升华，从碘的有机溶剂溶液中提取时应采用水浴加热，可避免高温下I2的升华。
典例2 (2018·天门高一检测)某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。
实验(一)　碘含量的测定

若20 mL 0.0100 mol·L－1的AgNO3溶液与100.00 mL海带浸取原液恰好完全反应。
(1)仪器A的名称为__坩埚__。
(2)计算得海带中碘的百分含量为__0.635%__。
实验(二)　碘的制取
另取海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：

已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O；酸性条件下，I2在水溶液中的溶解度很小。
(3)步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是__液体分层，上层几乎无色，下层呈紫红色__。
(4)下列有关步骤Y的说法，正确的是__a、b__。
a．应控制NaOH溶液的浓度和体积
b．将碘转化成离子进入水层
c．主要是除浸取原液中的有机杂质
d．NaOH溶液可由乙醇代替
(5)实验(二)中操作Z的名称是__过滤__。
(6)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是__碘易升华，导致碘的损失__。
解析：(1)根据仪器A的构造特点确定其名称为坩埚。
(2)根据关系式：Ag＋～I－计算500 mL含I－的溶液中I－的物质的量为5×0.0100 mol·L－1×0.02 L＝0.001 mol，质量为0.001 mol×127 g·mol－1＝0.127g，则海带中碘的百分含量为×100%＝0.635%。
(3)酸性条件下I2在水中的溶解度不大，易溶于CCl4等有机溶剂，溶液呈紫红色；CCl4不溶于水且密度比水大，萃取后分液漏斗内观察到的现象是液体分层，上层几乎无色，下层呈紫红色。
(4)根据题给信息知，向I2的CCl4溶液中加NaOH溶液，I2与NaOH溶液反应生成NaI和NaIO3，转化成离子进入水层，为保证I2全部反应和后续反应消耗硫酸溶液的体积，应控制NaOH溶液的浓度和体积，选a、b。
(5)由于酸性条件下，I2在水溶液中的溶解度很小，故实验(二)中操作Z是分离I2固体和溶液的操作，名称是过滤。
(6)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是碘易升华，导致碘的损失。
〔变式训练2〕 从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是(　D　)


解析：灼烧海带应用坩埚，A项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B项错误；苯的密度比水的小，萃取了单质碘的苯层在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。

混合物分离方法的归纳
物质的分离是指通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开(要还原成原来的状态)，分别得到几种比较纯净的物质。
1．蒸馏法：适用于分离互溶，但沸点不同的液态混合物。如酒精与水的分离、海水淡化等。
(1)主要仪器及用品：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、温度计、接液管(牛角管)等。

(2)装置图(如图所示)。
(3)注意事项：
①蒸馏烧瓶需垫石棉网加热或水浴加热。
②蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容积的。
③需向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或碎瓷片，以防液体暴沸。
④温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。
⑤若对馏分在冷凝器里用自来水冷却，自来水要从冷凝管的下口进、上口出。
2．结晶法，适用于分离各组分均溶于水，但溶解度随温度变化差别较大的固体混合物。如NaCl与KNO3的分离。
3．过滤法：适用于分离一种可溶，另一种不溶的固态混合物，如NaCl与BaSO4的分离。
4．分液法：适用于分离两种互不相溶的液态混合物。如苯和水的分离。
5．萃取法：适用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同的混合物。如用CCl4提取碘水中的碘。
6．洗气法：适用于各气体与吸收剂作用不同来分离气态混合物。如CO2与CO的分离。
7．升华法：适用于分离其中一组分有升华特征的固体混合物。如碘与沙子的分离。
〔即时训练〕
(2018·河北景县梁集中学调研)下列有关海水淡化的叙述不正确的是(　D　)
A．离子交换法淡化海水发生了化学变化
B．海水淡化可为人类提供更多的淡水资源
C．利用太阳能蒸发原理淡化海水属于物理变化
D．将海水中的盐分离出来不能达到海水淡化的目的
解析：A项，使用离子交换树脂与海水中的离子进行交换，属于化学变化，不符合题意；B项，利用海水淡化将海水转化为我们稀缺的淡水，可为人类提供更多的淡水资源，不符合题意；C项，利用太阳能蒸发海水是将海水变成水蒸气，然后液化成液态水，属于物理变化，不符合题意，D项，海水淡化是将水与盐分离，符合题意。

1．海水淡化可采用膜分离技术，如下图所示。对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后淡化膜右侧海水成分的变化进行分析，正确的是(　C　)

A．溶质质量增加　　 B．溶液质量不变
C．溶剂质量减少　　 D．溶质质量分数不变
解析：右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大 。
2．(2018·河北深州中学期末)有关海水资源，下列说法不正确的是(　C　)
A．海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法
B．海水中元素种类很多，总储量很大，如金元素总储量约为5×107t
C．海带提碘过程：将干海带剪碎，酒精润湿，灼烧，加蒸馏水溶解，过滤，滤液中滴加稀硫酸，最后滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝
D．海水提溴有两步涉及氯气氧化溴离子的反应，两次目的不同
解析：A项，海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，不符合题意；B项，海水中元素种类很多，总储量很大，如金元素总储量约为5×107t，不符合题意；C项，海带中的碘以碘离子的形式存在，遇淀粉溶液不变蓝，符合题意；D项，海水提溴有两步涉及氯气氧化溴离子的反应，两次目的不同，第一次是从苦卤中提取溴，第二次是从吸收液中氧化得到溴，从而达到富集溴的目的，不符合题意。
3．(2018·天津静海一中期末)海水开发利用部分过程如图所示。下列说法错误的是(　B　)

A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
C．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
解析：A项，向苦卤中通入Cl2置换出溴单质，分离得到溴，通入Cl2是为了提取溴，不符合题意；B项，工业生产中常选用生石灰或石灰水作沉淀剂，符合题意；C项，粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性，再进行重结晶进行提纯，不符合题意；D项，海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质，用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收转化为HBr，达到富集的目的，不符合题意。

一、选择题
1．(2018·烟台高一质检)下列说法正确的是(　B　)
A．海洋约占地球表面的71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约
B．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法
C．海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低
D．以上说法都正确
解析：地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A错误，海水淡化中蒸馏法的成本较高，C错误。
2．(2018·河南周口期末)海带中含碘元素，从海带中提取碘有如下步骤：①通入足量双氧水；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。则合理的操作顺序是(　C　)
A．①②③④⑤　　　　　 B．①③⑤②④
C．②⑤①③④ D．②①③⑤④
解析：按反应顺序分析：先将海带烧成灰，向灰中加水搅拌，再过滤，取滤液加入足量双氧水(含稀硫酸)，然后加入CCl4，振荡，最后用分液漏斗分液。即合理的操作顺序为②⑤①③④，故C项正确。
3．根据海水综合利用的工业流程图，判断下列说法正确的是(　D　)

A．过程①的提纯是物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生两种单质
B．在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C．在过程④、⑥反应中每氧化0.2 mol Br－一定需消耗2.24 L Cl2
D．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题
解析：过程①的提纯包括化学过程和物理过程，A项错误；将MgCl2·6H2O直接灼烧无法得到无水MgCl2，B项错误；在过程④、⑥反应中每氧化0.2 mol Br－需消耗0.1 mol Cl2,0.1 mol Cl2在标准状况下体积才是2.24 L，C项错误；过程⑤反应为SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，生成的H2SO4和HBr都是强酸，D项正确。
二、非选择题
4．(2018·甘肃天水一中期末)海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)无须经过化学变化就能从海水中获得的物质是__BD__(填序号)。
A．Cl2　　 B．淡水　　
C．烧碱　　 D．食盐
(2)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化，该反应的离子方程式是__Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－__。
(3)下图是从海水中提取镁的简单流程。

①工业上常用于沉淀Mg2＋的试剂A是__石灰乳(浆)或Ca(OH)2__，Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是__Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O__。
②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是__MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑__。
(4)海带灰中富含以I－形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示：
干海带海带灰滤液I2
①灼烧海带时所用的主要仪器名称是__坩埚__。
②向酸化的滤液中加H2O2溶液，写出该反应的离子方程式__2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O__。
③反应结束后，再加入CCl4作萃取剂，振荡、静置，可以观察到CCl4层呈__紫红__色。
解析：(1)A项，电解饱和氯化钠溶液得到烧碱、氢气、氯气，有新物质生成属于化学变化，故错误；B项，海水用蒸馏等方法可以转化得到淡水，属于物理变化，故正确；C项，电解饱和氯化钠溶液得到烧碱、氢气、氯气，有新物质生成属于化学变化，故错误；D项，海水用太阳暴晒，蒸发水分后即得食盐，不需要化学变化就能够从海水中获得，故正确。(2)氯气具有强氧化性，能和溴离子发生置换反应生成溴，离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。(3)①工业上常用石灰乳或生石灰沉淀Mg2＋，CaO和H2O反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2和镁离子反应生成Mg(OH)2；氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。②镁是活泼的金属，熔融状态下电解氯化镁冶炼镁，电解反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。(4)①灼烧固体时所用的主要仪器名称是坩蜗。②加入氢离子和氧化剂过氧化氢，将碘离子转化为单质碘，离子方程式为2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O2。③碘的CCl4，溶液呈紫红色。
5．(2018·天津静海一中期末)某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，查阅资料知：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去)：

①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl2；⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。
请回答：
(1)实验室中采用固液加热制备氯气的化学方程式为__MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O__。
(2)步骤②中鼓入热空气的作用为__使A中生成的Br2随空气流进入B中__。
(3)步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为__Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO__。
(4)此实验中尾气可用__c__(填选项字母)吸收处理。
a．水 b．浓硫酸
c．NaOH溶液 d．饱和NaCl溶液
(5)若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，请写出滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式__5Br－＋BrO＋6H＋===3Br2＋3H2O__。
解析：(1)实验室采用加热MnO2和浓盐酸制备氯气。(2)热空气可以将溴蒸气吹出，步骤②中鼓入热空气的作用是使A中生成的Br2随空气流进入B中。(3)二氧化硫具有还原性，能被溴氧化，则步骤③中发生的主要反应的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。(4)氯气等气体可以用氢氧化钠溶液吸收，故c项正确。(5)滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，这说明溴和碳酸钠溶液发生氧化还原反应，反应的化学方程式为3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑。滴加稀硫酸时发生反应的离子方程式为5Br－＋BrO＋6H＋===3Br2＋3H2O。
6．(2018·广东揭阳惠来一中期末联考)海带是一种富含生物碘的海洋植物，碘是人体必需的微量元素，人体内碘的含量直接影响身体健康，为了防止缺碘，通常向食盐中加入碘酸钾(KIO3)，以补充人体对碘的需求。各物质的密度、沸点如下表所示，图1为某兴趣小组从海带中提取碘单质的过程。
物质
乙醇
四氯化碳
裂化汽油
碘(晶体)
密度/g·cm－3
0.789
1.595
0.71～0.76
4.93
沸点/℃
78.5
76.8
25～232
184.35
海带―→―→―→―→―→粗产品
图1
回答下列问题：
(1)实验室灼烧海带时，用不到的仪器有__CE__(填选项字母)。
A．泥三角　B．三脚架　C．烧杯　D．坩埚　E．蒸发皿
(2)向浸取液中加入足量的双氧水和稀硫酸时，发生反应的离子方程式为__2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O__。
(3)操作①中除用到玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有__烧杯、漏斗__。
(4)试剂A的名称为__四氯化碳__(从上表给出的试剂中选择)。
(5)图2是进行蒸馏时的部分仪器，图中缺少的玻璃仪器的名称是__温度计、锥形瓶__。

图2
(6)工业上可用碘制取碘酸钾，其反应为I2＋2KClO3===2KIO3＋Cl2↑，下列有关叙述不正确的是__A__(填选项字母)。
A．氧化性：I2>Cl2
B．每生成l mol KIO3，转移5 mol e－
C．该反应是置换反应
D．反应物和生成物中均含有共价键
解析：(1)灼烧海带用坩埚盛放海带，用带铁圈的铁架台(或三脚架)放置泥三角，泥三角上放置坩埚，用酒精灯进行加热，所以灼烧海带时无需用到的仪器有烧杯、蒸发皿。(2)浸取液中含有碘离子，与足量的双氧水和稀硫酸作用，会发生氧化还原反应，化学方程式为2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O。(3)操作①为过滤，除用到玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗。(4)操作②主要是把碘单质从水中萃取出来，根据萃取剂的要求，可以用四氯化碳作萃取剂。(5)蒸馏操作中用到的仪器有：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶，还缺少的玻璃仪器为：温度计、锥形瓶。(6)2KClO3＋I2===2KIO3＋Cl2中，Cl元素的化合价由＋5价降低为0价，I元素的化合价由0价升高为＋5价。A项，元素的非金属性越强，则单质的氧化性越强，非金属性：Cl>I，则氧化性：Cl2>I2，故错误；B项，由反应可知，每生成1 mol KIO3转移的电子数为5 mol，故正确；C项，该反应是置换反应，故正确；D项，KClO3和KIO3中含有离子键和共价键，故正确。
第二节　资源的综合利用　环境保护

迄今为止，煤仍是人类使用的主要能源之一，同时也是重要的化工原料。煤燃烧时不仅产生我们所需要的能量，同时还会生成大量的二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物。采取哪些措施可以减少煤燃烧对环境造成的污染？
物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的提高，但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾，带来了烦恼，同学们对发展生产和保护环境有何看法？

一、煤、石油和天然气的综合利用
1．从煤、石油和天然气中获得基本化工原料
(1)煤的组成和加工。
①煤的组成。

②煤的加工方法及其原理和产品。
方法
原理和产品
干馏
原理：将煤隔绝空气加强热使之分解
产品：__焦炭__、__煤焦油__和炉煤气
气化
原理：将煤转化为可燃性气体，主要反应的化学方程式为__C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)__
液化
直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料
间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成__甲醇__等
(2)天然气的组成和利用。

(3)石油的组成和加工。
→由多种碳氢化合物组成的混合物
　︱

点拨：石油的分馏为物理变化；煤的干馏、气化和液化及石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化。
2．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料：
(1)三大合成材料。

(2)合成高分子的反应——加聚反应。
①概念：在适当温度、压强和催化剂存在的条件下，不饱和化合物发生自身__加成__反应形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应。举例：

②三个概念。

点拨：乙烯和聚乙烯的元素组成及百分含量相同，但化学性质有明显差别。
二、环境保护与绿色化学
1．环境问题
是指人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业和人类生活所造成的环境污染。
2．环境保护的任务
(1)环境监测。
对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。
(2)三废的治理。
工业三废是指__废水__、__废气__、__废渣__，是主要的环境污染物。
(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺。
杜绝__污染物__的排放，能从根本上解决环境问题。
3．绿色化学

点拨：化合反应、加成反应和加聚反应中原子利用率是100%，符合绿色化学要求，取代反应不符合。

1．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(　C　)
A．石油裂解得到的汽油是纯净物
B．石油产品都可用于聚合反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
解析：A项，石油裂解得到的汽油含有多种饱和烃、不饱和烃，因此是混合物，故错误；B项，石油产品不一定都可用于聚合反应，故错误；C项，天然气燃烧产生水和二氧化碳，无污染，因此是一种清洁的化石燃料，故正确；D项，水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，故错误。
2．(2018·河南商丘九校联考)下列变化中，不属于化学变化的是(　B　)
A．煤的液化 B．石油的分馏
C．煤的干馏 D．石油的裂化
解析：石油的分馏是利用各组分沸点不同进行分离，属于物理变化，其他为化学变化，故B项正确。
3．乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志。聚乙烯是以乙烯为原料合成的一种人们常用的高分子材料。下列有关聚乙烯的叙述中正确的是(　C　)
A．乙烯合成聚乙烯的变化属于化合反应
B．乙烯合成聚乙烯的化学方程式是nCH2===CH2CH2===CH2
C．聚乙烯在自然界中很难降解，容易导致“白色污染”
D．聚乙烯是纯净物
解析：乙烯合成聚乙烯的反应属于加聚反应，A项错误；乙烯合成聚乙烯的化学方程式中产物聚乙烯的结构简式为CH2—CH2，B项错误，高聚物均为混合物，D项错误。
4．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式可表示为，是由丙烯酸酯加聚得到的。下列关于聚丙烯酸酯的说法中不正确的是(　B　)
A．属于高分子化合物
B．链节为—CH2—CH—
C．单体为CH2===CH—COOR
D．一定条件下能发生水解反应
解析：聚丙烯酸酯的链节为，故B错误。
5．(2018·河南安阳35中期末)下列情况可能引起大气污染的是(　C　)
①煤的燃烧
②工业废气的排放
③动植物的呼吸
④飞机、汽车尾气的排放
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．②③④
解析：化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放、工厂废气的排放等都会产生大量的有害气体和粉尘；动植物的呼吸产生二氧化碳，二氧化碳不属于大气污染物；故C符合题意。
6．(2018·天津静海一中期末)在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%，在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有(　B　)
A．CO2和H2O B．CO和CH3OH
C．CH3OH和H2 D．H2和CO2
解析：根据原子守恒可知，生成物比丙炔多2个碳原子、2个氧原子和4个氢原子，因此根据各组物质分子式可知，B项正确。

知识点一　化学中的“三馏、两裂”
问题探究：1.通过煤的干馏可以得到粗苯，那么煤中含有苯等芳香烃吗？
2．若从煤焦油中分离出芳香烃，应采用什么方法？
3．石油的裂化和裂解有何区别与联系？
4．直馏汽油和裂化汽油有何区别？如何区别？　　
探究提示：1.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，不直接含有苯等芳香烃，而是在干馏时生成了芳香烃。
2．煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。
3．裂化和裂解原理相同，只是裂解温度比裂化温度更高，裂解又叫深度裂化。
4．直馏汽油是饱和烃的混合物，裂化汽油中含有不饱和烃，可用溴水区别它们。
知识归纳总结：
1．化学“三馏”的比较

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
产物为混合物
产物为单一组分的纯净物
产物为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．化学“两裂”的比较
名称
定义
目的
裂化
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
提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解
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，属于深度裂化
获得短链不饱和烃
典例1 石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。它们的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法正确的是(　D　)
A．煤的干馏产物主要是各类有机物
B．石油的分馏、裂化、裂解，煤的干馏都属于化学变化
C．从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯
D．石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解
解析：煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，故A错误；石油的分馏属于物理变化，石油的裂化、裂解，煤的干馏都属于化学变化，故B错误；煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，通过干馏能得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，故C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链烃断裂为相对分子质量较小的短链烃的过程，说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，故D正确。
〔变式训练1〕 (2018·广东佛山高一检测)下列有关石油加工的叙述不正确的是(　B　)
A．石油分馏所得的馏分仍是混合物
B．石油裂化的原料是石油分馏产品，包括石油气
C．石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油
D．石油裂解的原料是石油分馏产品，包括石油气
解析：石油裂化和裂解都是长链烃变成短链烃，裂解是深度裂化，它的原料是石油的分馏产品，裂化的主要原料为重油等。
知识点二　“六大”环境污染及危害
问题探究：

1．塑料制品的使用给我们的生活带来方便的同时，也带来巨大危害——“白色污染”问题，我们该如何解决这个问题？
2．在汽车的排气管上安装“催化转化器”(用铂钯合金作催化剂)，可以把汽车尾气中的有害气体CO与NO催化生成可参与大气生态循环的无毒气体CO2和N2，这种尾气处理的方法是否符合绿色化学的概念？
探究提示：1.(1)改进塑料的配方和生产工艺，研制可降解的塑料。如以乙烯和一氧化碳为原料制成聚乙烯光降解塑料，以纤维素和淀粉为原料制成微生物降解塑料等。
(2)回收利用废旧合成材料。通过熔融再生重新做成多种有用的材料；采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；将废旧合成材料作为燃料使用。
2．不符合，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。这种尾气处理的方法是被动地治理污染，不符合绿色化学的概念。
知识归纳总结：
环境问题
主要污染物
主要危害
温室效应
CO2
造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层破坏
氟氯代烷、NOx
到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害
光化学烟雾
碳氢化合物、NOx
刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
白色污染
废弃塑料制品
①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产
②混入生活垃圾中难处理、难回收
③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡
赤潮和水华
废水中含氮、磷元素的营养物质　　
使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化
典例2 (2018·湖北黄冈高一质检)化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是(　D　)
A．CO2属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的降水
C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
解析：常见的大气污染物有颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮以及碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A项错误；酸雨是pH小于5.6的降水，B项错误；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C项错误。
〔变式训练2〕 “保护我们生存的环境，因为地球只有一个”，这已成为各国的共识。全球环境面临的三大热点问题是酸雨、臭氧层的破坏、温室效应。
(1)酸雨形成的主要原因是人们向空气中排放了大量的(　A　)
A．二氧化硫　　 B．二氧化碳
C．一氧化碳 D．硫化氢
(2)臭氧层易被破坏的原因是(　A　)
A．臭氧氧化性强，不稳定 B．臭氧还原性强，不稳定
C．臭氧被紫外线破坏 D．臭氧与氢气合成雨水
(3)目前地球气温普遍上升是由温室效应引起的，引起温室效应的主要原因是(　D　)
A．CO2能放出能量，使大气层中空气的温度升高
B．植物的光合作用需要CO2，可促进光合作用
C．CO2可产生温室效应，使地球温度升高
D．CO2能阻挡太阳光由地面反射回高空的红外辐射
解析：酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3，其中H2SO4含量较高。酸雨的形成是大量含硫物质燃烧和汽车尾气所致，氮氧化物、氟氯代烷是破坏臭氧层的元凶。

绿色化学理念和节能减排思想
1．绿色化学
核心；利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染，又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。
从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本(尽可能提高原子利用率)。
热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%。
原子利用率＝×100%。
2．节能减排——低碳经济、低碳生活
“低碳”就是指生活作息时所耗用的能量要尽量减少，从而降低碳，特别是二氧化碳的排放量，从而减少对大气的污染，减缓生态恶化。
低碳生活的途径有：减少食物加工过程，注意节约用电，尽量购买本地的、当季的食物，尽量减少私家车的使用，减少使用一次性餐具，尽量使用太阳能等代替化石燃料，多用电子邮件、MSN、QQ等即时通信工具，少用传真打印机等。
低碳经济包括：发展氢能和太阳能、提高原子利用率、发展绿色化学、限制塑料制品的使用等。
〔即时训练〕
(2018·河南安阳35中期末)以节能减排为基础的低碳经济是社会可持续发展的战略举措。下列做法违背低碳经济要求的是(　D　)
A．发展太阳能和氢能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
D．加大石油、煤的开采，增加供应量
解析：A项，氢能和太阳能的开发利用过程中不向周围环境中排放污染物，是清洁能源，可以减少二氧化碳的排放，不符合题意；B项，限制塑料制品的使用，可以减少污染，符合低碳经济的理念，不符合题意；C项，绿色化学是指无污染、无公害、尽可能地把反应物转化为环保、健康、安全的产品，提高原子利用率，发展绿色化学符合低碳经济的理念，不符合题意；D项，大量使用化石燃料，会增加二氧化碳的排放，不符合低碳经济，且化石能源不可再生，不利于可持续发展，符合题意。

1．当今环境污染已成为人类面临的重大威胁，下列对应关系不完全正确的是(　A　)
A．酸雨——SO2、NO2、CO2等
B．光化学烟雾——NO2、CxHy等
C．温室效应——CO2、CH4等
D．白色污染——各种颜色的难降解的塑料膜、袋等
解析：CO2是引起温室效应的重要物质，但不是造成酸雨的物质。
2．下列有关乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是(　C　)
A．二者都能使溴水褪色，性质相似
B．二者互为同分异构体
C．二者最简式相同
D．相同质量的两种物质燃烧耗氧量不同
解析：CH2===CH2分子中含有碳碳双键，而聚乙烯分子中无碳碳双键，二者结构不同，性质也不同，乙烯可使溴水褪色，聚乙烯不能，A项错误；二者分子式不同，不是同分异构体，B项错误；二者的最简式都可写成CH2，所以等质量的两种物质燃烧时耗氧量相同，C项正确、D项错误。
3．某合成高聚物的结构片段为：

合成该高聚物的单体是(　B　)
①CH3CH===CHCH3 ②CH2===CHCH2CH3
③CH2===CHCH3 ④CH3CH===CHCN
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：本题考查高聚物的结构与单体，应先判断链节，再根据链节寻找单体。
4．下列化学实验符合“绿色化学”的有(　D　)
①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水
②在铜和浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝
③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：溴水有挥发性，溴蒸气有毒；利用铜丝可控制反应，避免产生太多的氮氧化物，污染空气；酸、碱液对环境有腐蚀性，故应中和后排放。
5．聚苯乙烯的结构简式为，试回答下列问题。
(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元的是____，单体是____。
(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的结构单元重复出现的次数是n＝__500__。
解析：(1)根据化学方程式：，可以确定聚苯乙烯的单体为，重复出现的结构单元为；当r＝52 000时，重复出现的次数n＝＝500。
6．(2018·河南洛阳期末)煤是一种重要能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，变为清洁能源。由水蒸气和炽热的无烟煤作用可得水煤气，水煤气是混合气体，主要由两种无色无味气体组成，是重要的工业原料。
(1)在工业生产水煤气时，燃料层的温度会下降，这说明__碳和水蒸气的反应是吸热反应__。
(2)提出猜想：水煤气的成分可能是①__CO__和氢气，②__CO2__和氢气(填化学式)；提出以上猜想的依据是__化学反应前后元素种类不变__。
设计实验：请从下列装置中选择一种，设计简单的实验证明猜想。

(3)你选择的装置是(填字母代号)__B__。
(4)实验结论：如果__澄清石灰水不变浑浊__，那么猜想__①(或澄清石灰水变浑浊__②)__(填序号)合理。
解析：(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应，则随着反应的进行燃料层的温度会下降。(2)碳和水蒸气的反应，根据质量守恒定律，元素的种类在化学反应前后没有变化，由此可以推测水煤气的成分可能是CO和氢气或CO2和氢气。(3)二氧化碳一般用澄清的石灰水检验。(4)如果石灰水不变浑浊，那么猜想①是合理的；如果石灰水变浑浊，那么猜想②是合理的。

一、选择题
1．绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下，对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是(　D　)
A．将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中
B．将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中
C．将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全
D．将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离
解析：一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有的未反应一氧化碳是有毒气体，对环境有害，A项不符合绿色化学实验操作；将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中，会腐蚀下水道，污染水资源，B项不符合绿色化学实验操作；将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全，产生的二氧化硫有毒，污染空气，C项不符合绿色化学实验操作；将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离，防止了残余物对环境的污染，符合绿色化学实验操作，故D项正确。
2．绿色化学是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应不符合绿色化学概念的是(　C　)
A．消除硫酸厂尾气排放：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除硝酸厂的氮氧化物污染：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制CuSO4：2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O
解析：C项在生成CuSO4的同时，还生成了SO2，会污染大气。
3．绿色化学提倡化工生产提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是(　C　)


D．3CH2OHCH2OHH2COCH2＋HOCH2CH2OCH2CH2OH＋2H2O
解析：由于C项反应中只有一种生成物，其原子利用率为100%，所以本题不用计算立即可得到答案C。
4．(2018·江苏南京高一调研)由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是(　C　)
A．MgMg(NO3)2
B．MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2
C．MgMgOMg(NO3)2
D．MgMgSO4Mg(NO3)2
解析：A项中有NOx生成；D项中SO2生成；B、C两项对比，C项中步骤简单，原料O2廉价易得，C项符合题意。
5．(双选)(2018·山东青岛高一质检)“绿色化学”追求减少化工生产对环境造成的污染，下列物质可以称为“绿色氧化剂”的是(　BC　)
A．浓硫酸 B．臭氧
C．双氧水 D．漂白粉
解析：浓H2SO4作氧化剂时，其还原产物是SO2，污染环境；漂白粉作氧化剂时，其还原产物有可能为Cl2，也污染环境；H2O2作氧化剂时，其还原产物是水，对环境无污染；O3作氧化剂时，其产物是O2，对环境无污染。
6．(2018·福建师大附中期末)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是(　C　)
A．地球上最基本的能源是化学能
B．太阳能热水器、沼气的使用、玉米制乙醇都涉及生物质能的利用
C．利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”
D．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
解析：A项，地球上最基本的能源是太阳能，故错误；B项，使用太阳能热水器涉及太阳能的利用，不是生物质能的利用，故错误；C项，利用二氧化碳制造全降解塑料能有效减少“白色污染”，故正确；D项，吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量，有时需要利用吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，故错误。
7．(2018·湖北黄冈中学高一检测)下列说法中错误的是(　D　)
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油
C．天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应做到安全规范的操作
D．煤中含有苯和甲苯，可用分馏的方法把它们分离出来
解析：石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到汽油、煤油、柴油等；含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油、煤油、柴油等；天然气的主要成分是甲烷，开采天然气必须安全规范地操作，否则易造成井喷事件；煤焦油中含苯和甲苯，可以通过分馏的方法将它们分离出来，但煤是多种无机物和有机物的混合物，并不含苯和甲苯等芳香烃。
8．(2018·山东曲阜一中期末)近年来，环境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层被破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响，造成酸雨的主要有害物质是(　B　)
A．CO2
B．硫和氮的氧化物
C．含氟化合物
D．化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放
解析：硫的氧化物形成硫酸型酸雨；氮的氧化物形成硝酸型酸雨。
9．(2018·上海民本中学期中)以乙烯和丙烯混合物为单体，发生加聚反应，不可能得到的是(　B　)

解析：A项，可由乙烯发生加聚反应得到，不符合题意；B项，主链中不可能有5个碳原子出现，符合题意；C项，可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到，不符合题意；D项，可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到，不符合题意。
二、非选择题
10．石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。

请回答：
(1)由原油获得汽油，分离的方法是__蒸馏(或分馏)__。
(2)该汽油中只含7种烃吗？为什么？__不是，因为含有同分异构体__。
(3)丙烯在一定条件下生成聚丙烯，这种高分子化合物的链节为____。
(4)石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是__裂化汽油中含有烯烃，能与Br2发生加成反应，可以使溴的四氯化碳溶液褪色__。
(5)石油在加热和催化剂条件下可由链状烃变为环状烃。已知在一定条件下某链状烃转化为环状烃C6H6，研究人员推测其结构可能是或，为验证其结构，取少量该液体，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，静置。若结构简式为，其现象为__酸性高锰酸钾溶液不褪色__；若结构简式为，其现象为__酸性高锰酸钾溶液褪色__。
章末素能提升

一、开发利用金属矿物和海水资源
1．金属矿物资源的利用

2．海水资源的开发利用

二、资源综合利用　环境保护
1．化石燃料的综合利用

2．环境保护与绿色化学
环境污染与环境保护
专题一　海水化学资源的开发利用
1．氯碱工业：氯化钠除了食用外，还可作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等。
(1)氯碱工业。
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)制钠和氯气：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
2．海水提溴：
(1)流程：浓缩海水溴单质氢溴酸溴单质
(2)反应原理。
①2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2
3．海带提碘
(1)流程。

(2)有关反应的离子方程式。
2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O。
〔触及高考〕
例题1 (2016·上海)下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是(　C　)
A．海带提碘　　　　　　　 B．氯碱工业
C．氨碱法制碱 D．海水提溴
解析：海带提碘、海水提溴是将I－、Br－转化为I2、Br2，氯碱工业中的化学反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，A、B、D均涉及氧化还原反应。
〔考题探析〕(2018·天津静海一中期末)海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是(　C　)
A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B．海水淡化常用的方法有蒸馏法、电解法和离子交换法
C．从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg
D．海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质
解析：A项，利用潮汐发电是潮汐能转化为电能，没有发生化学反应，而化学能转化为电能必须要发生化学反应，故错误；B项，海水淡化就是将海水中的可溶性杂质除去的过程，淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、离子交换法等，其中最常用的有蒸馏法、电渗析法，一般不采用电解法，故错误；C项，从海水中得到氯化镁后，可以电解熔融状态的氯化镁生成氯气和金属镁，故正确；D项，海水中含有的溴元素是以Br－的形式存在，要转化为溴单质，必须发生氧化反应，即只经过物理变化不能从海水中得到溴单质，故错误。
〔临场练兵〕某课外小组将海带灼烧后的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液。他们设计了如下几个方案，你认为能证明海带灼烧后的灰烬中含有碘元素的是(　D　)
A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成
B．取适量滤液，加入苯，振荡、静置，苯层无色，证明不含碘元素
C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素
D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素
解析：海带中的碘元素主要以I－形式存在，所以B、C项是错误的；应该取滤液加酸化的氧化剂，生成I2，再用淀粉检验，A错误，D正确。
专题二　化石燃料的综合利用
1．煤的干馏、气化和液化：

2．天然气的综合利用
天然气主要成分是甲烷，可作清洁燃料和化工原料。
3．石油的综合利用
炼制方法
石油的分馏
石油的裂化
石油的裂解
冶炼原理
用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物
在催化剂存在的条件下，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，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃
主要原料
原油
重油
石油分馏产品(包括石油气)
主要产品
汽油、煤油、柴油、重油
汽油、甲烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等
乙烯、丙烯等
〔触及高考〕
例题2 (2018·江苏，1)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是(　C　)
A．光合作用　　　 B．自然降雨
C．化石燃料的燃烧 D．碳酸盐的沉积
解析：化石燃料燃烧产生大量CO2，会引起大气中CO2含量上升。
〔考题探析〕(2018·广东惠州期末)石油和煤都是重要的化石能源，下列有关石油和煤的叙述正确的是(　B　)
A．都是纯净物 B．都含有碳元素
C．都是可再生能源 D．都有固定的沸点
解析：煤、石油都属于不可再生能源，是混合物，没有固定的沸点，故B项正确。
〔临场练兵〕下列关于化石燃料加工的说法正确的是(　C　)
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
解析：石油裂化的目的主要是获得汽油等轻质燃料油，而石油裂解的目的才是获得乙烯，A项错误；石油分馏是物理变化，B项错误；煤干馏的目的就是获得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，C项正确；煤制煤气是化学变化，D项错误。
Y
1．混淆金属的冶炼方法
2．不清楚海水中溴、碘、镁等的提取
3．不能准确掌握化石燃料的综合利用
4．对绿色化学的核心理解不透彻
Y
　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等。(　×　)
(2)从海水中可以得到NaCl，电解熔融的NaCI可制备金属钠。(　√　)
(3)海水中提取镁所涉及的化学反应全都是氧化还原反应。(　×　)
(4)海水中含有钾元素，只需要经过物理变化就可以得到钾单质。(　×　)
(5)从海水中提取碘的过程中，涉及化合反应。(　×　)
(6)氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)加热失去结晶水生成MgCl2时，要在HCl的气流中进行。(　√　)
(7)从海水提取溴的工艺流程中出现了两次Br－Br2的过程这样设计的目的是把海水中的溴元素富集。(　√　)
(8)使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化。(　×　)
(9)将废电池深埋，可以避免其中的重金属污染。(　×　)
(10)CO2、NO2和SO2都会导致酸雨的形成。(　×　)
(11)CO2、CH4、N2都是造成温室效应的气体。(　×　)
(12)酸雨是pH<7的雨水。(　×　)
(13)田间焚烧秸秆可减少土壤废弃物污染。(　×　)
(14)潮汐是由于地球与月球之间的引力变化造成的。(　√　)
(15)大脖子病是由于缺碘造成的，与环境污染无关。(　√　)
(16)制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛。(　×　)
(17)炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。(　√　)
(18)能用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg。(　×　)
(19)在铝热反应中，镁条、KClO3的作用是引燃助燃作用。(　√　)
第四章　学业质量标准检测
(90分钟，100分)
一、选择题(本题包含16个小题，每小题3分，共48分)
1．(2017·全国Ⅲ，7)化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　C　)
A．PM2.5是指粒径不大于2.5μm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
解析：PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，A项正确；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，B项正确；燃煤中加入CaO，CaO可以与燃烧后生成的二氧化硫反应生成CaSO3，并进一步被氧化为CaSO4，从而减少二氧化硫的排放，因此可以减少酸雨的形成，但燃煤中加入CaO不能减少温室气体的排放，故C项错误；天然气和液化石油气完全燃烧的产物是二氧化碳和水，属于清洁燃料，D项正确。
2．(2017·江苏化学)2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是(　C　)
A．A．夏天设定空调温度尽可能的低
B．推广使用一次性塑料袋和纸巾
C．少开私家车多乘公共交通工具
D．对商品进行豪华包装促进销售
解析：空调温度低时，需要消耗大量的电能，A项错误；推广使用一次性塑料袋和纸巾会产生“白色污染”且浪费资源，B项错误；少开私家车，可以减少汽车尾气的排放，C项正确；豪华包装会浪费不必要的材料，D项错误。
3．下列说法中正确的是(　A　)
A．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染
B．聚乙烯可发生加成反应
C．煤的干馏和石油的分馏均属化学变化
D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
解析：铅是一种重要的污染物，A项正确；乙烯加聚反应生成聚乙烯后，双键变单键，不能发生加成反应，B项错误；石油的分馏属于物理变化，C项错误；石油分馏得到的是不同沸点范围的混合物，如汽油、煤油、柴油等，只有通过裂解的方法可得到乙烯等不饱和的烃类物质，D项错误。
4．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法中不正确的是(　C　)
A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化
B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol电子
D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析：用磁铁矿炼铁的反应为Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2，当有1 mol Fe3O4被CO还原成Fe时，转移8 mol 电子。
5．下列关于由乙烯制备聚乙烯CH2—CH2的反应的描述中，正确的是(　C　)
A．该反应属于取代反应
B．该反应的生成物和反应物的化学组成不同
C．乙烯是单体，—CH2—CH2—是链节，n是聚合度
D．该反应的产物仍能与溴水发生加成反应
解析：该反应属于加成聚合反应，A项错误；由乙烯与聚乙烯的结构单元知，该反应的生成物和反应物的化学组成相同，B项错误；聚乙烯中没有碳碳双键，不能与溴水发生加成反应，D项错误。
6．下面是某个品牌的食用碘盐包装上的标签。下列关于此标签的说法中正确的是(　A　)
配料
精盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量
35±15 mg·kg－1
储存方法
密封、避光、防潮
食用方法
烹饪时，待食品熟后加入碘盐
A．高温会导致碘的损失
B．碘酸钾可氧化氯化钠
C．可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾
D．该碘盐中碘酸钾的含量为20～50 mg·kg－1
解析：从表格给出的“食用方法”可知，碘盐不能高温使用，A项正确；碘酸钾是食盐的添加物，与食盐的主要成分NaCl不发生反应，B项错误；能用淀粉检验的是单质碘，C项错误，该碘盐中碘元素的含量为20～50 mg·kg－1，D项错误。
7．(2018·广东揭阳惠来一中、揭东一中期末联考)下列有关海水综合利用的说法正确的是(　A　)
A．电解熔融的氯化镁可制备镁单质和氯气
B．从海水制食盐主要是通过化学变化完成
C．电解氯化铝可以制得铝单质和氯气
D．从海水中提取钠单质只发生物理变化
解析：A项，电解熔融的氯化镁生成镁单质和氯气，故正确；B项，从海水制食盐主要是通过蒸发海水完成，故错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，不能电解氯化铝，故错误；D项，从海水中提取钠单质，需要电解熔融氯化钠，属于化学变化，故错误。
8．用下列物质冶炼金属的过程中，需要加入氧化剂的是(　B　)
A．HgO B．Cu2S
C．Al2O3 D．Fe2O3
解析：用HgO冶炼Hg用热分解法，无须加入氧化剂，A项错误；用Cu2S冶炼Cu的原理为2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2、2Cu2O＋Cu2S=== 6Cu＋SO2↑，需要加入氧化剂，B项正确；用Al2O3冶炼Al用电解法，无须加入氧化剂，C项错误；用Fe2O3冶炼Fe用热还原法，需要加入H2(或C、CO、Al)等还原剂，D项错误。
9．(2018·河北沧州黄骅中学高一期中)下列变化属于物理变化的是(　B　)
A．石油裂解 B．石油的分馏
C．石油的裂化 D．甲烷和氯气混合后光照
解析：石油的裂化就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，属于化学变化；裂解是一种更深度的裂化，是化学变化；甲烷和氯气混合后光照会发生取代反应；石油的分馏是物理变化。
10．(2018·四川广安期末)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是(　D　)
A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药
B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源
D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用
解析：本题考查了化学与生活的联系、绿色化学、环境保护等知识。化肥农药的使用应合理适度，不然会造成浪费和污染；绿色化学又称环境友好化学 ，其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；化石能源是不可再生的，必须开发利用新能源，发展替代能源才能解决能源危机。
11．(2018·四川郫县高一期末)下列金属冶炼的反应原理，错误的是(　B　)
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
解析：金属镁能与热水发生反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，则MgO＋H2Mg＋H2O不符合化学反应客观事实。
12．(2018·山东枣庄高一期末)下列物质中，有固定熔点和沸点的是(　B　)
A．天然气 B．乙醇
C．汽油 D．煤
解析：乙醇是纯净物，有固定的熔点和沸点；天然气、汽油和煤都是混合物，没有固定的熔点和沸点。
13．(2018·天津五区县高一期末)下列关于环境、能源和材料的叙述中，错误的是(　C　)
A．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
B．在西部和沿海地区兴建风力发电站，解决能源短缺问题
C．糖类、油脂、蛋白质都属于天然有机高分子化合物
D．铁质器具表面刷漆或将其置于干燥处保存，均能有效减缓铁的锈蚀
解析：二氧化硅是光导纤维的主要原料，故A说法正确，不符合题意；风力发电是一种清洁能源，建风力发电站，解决能源短缺问题，故B说法正确，不符合题意；糖类中的多糖，蛋白质都属于天然有机高分子化合物，单糖、双糖和油脂不是高分子化合物，故C说法错误，符合题意；铁质器具表面刷漆或将其置于干燥处保存，涂保护层或阻止发生电化学腐蚀的条件，可以有效减缓铁的锈蚀，故D说法正确，不符合题意。
14．(2018·湖南衡阳四中期末)利用金属活动性的不同，可以采取不同的冶炼方法冶炼金属。下列反应所描述的冶炼方法不可能实现的是(　A　)
A．2AlCl3(熔融)4Al＋3Cl2↑
B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
C．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
D．2KCl(熔融)2K＋Cl2↑
解析：AlCl3是共价化合物，熔融状态不电离，不能导电，故不能用电解的方法冶炼，A项不可能实现。
15．(2018·湖北武汉期末调研)许多国家十分重视海水资源的综合利用。下列不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是(　B　)
A．氯、溴、碘 B．食盐、淡水
C．烧碱、氢气 D．钠、镁、铝
解析：本题考查海水的综合利用。氯、溴、碘元素在海水中均以离子形式存在，因此利用海水制取氯、溴、碘单质必发生氧化还原反应，A项错误；由海水制取淡水可通过蒸馏等物理方法，不需发生化学变化，海水蒸发后即可得到食盐，没有发生化学变化，B项正确；海水中氢以化合态形式存在，因此利用海水得到氢气必发生氧化还原反应，C项错误；钠、镁、铝元素在海水中均以离子形式存在，因此利用海水制取钠、镁、铝单质必发生氧化还原反应，D项错误。
16．(2018·陕西黄陵中学期末)目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：

下列说法不正确的是(　C　)
A．为使海水中的MgSO4转化成Mg(OH)2，试剂①可选择石灰乳
B．加入试剂①后，分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤
C．加入试剂②反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O
D．通过电解熔融的无水MgCl2得到48 g Mg，共转移4 mol电子
解析：A项，硫酸镁转化为氢氧化镁需要加入碱液，可选取石灰乳，不符合题意；B项，氢氧化镁为沉淀，采用过滤的方法分离，不符合题意；C项，氢氧化镁为沉淀，书写离子方程式时不能拆成离子形式，符合题意；D项，48 g镁的物质的量为2 mol，因此需要转移4 mol电子，不符合题意。
二、非选择题(包括5小题，共52分)
17．(10分)人类社会发展的历史就是一部金属开发和利用的历史，从商朝的青铜器到春秋战国时期铁器的使用，到今天稀土金属的广泛使用；从近半个世纪前的“大炼钢铁”到今天的钢铁大国；从利用金属器械进行耕地到卫星、宇宙飞船上天，无不带有金属历史的烙印，并显示着金属对社会发展的巨大作用。
请回答下列问题：
(1)铁是一种重要的金属材料。炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：

写出反应③的化学方程式：__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
(2)某学校化学兴趣小组的同学欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中，回收全部金属铜，应先向溶液中加入稍过量的铁粉，反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、__Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu__。充分反应后过滤，滤渣中含有__Fe、Cu__。继续处理可以得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体。
(3)在学习了金属资源保护的内容以后，该化学兴趣小组的同学对金属的锈蚀做了观察，发现残留水的铁锅与水接触的部位最易生锈；家用的铜制水龙头生了一层绿色的铜锈。回忆已学化学知识，铁生锈的原因是__与空气中的O2、H2O同时接触__；铜生锈的原因是什么？查阅有关资料：铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。他们除依照铁钉锈蚀条件的探究方法进行实验外，还补充做了铜锈蚀与__CO2__有关的实验。请写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法__保持金属及金属表面的洁净与干燥(合理即可)__。
解析：(1)反应③是一氧化碳在高温下还原氧化铁的反应，所以产物是铁和二氧化碳。(2)由于铁粉过量，所以滤渣中含有铁和铜。(3)铁生锈是铁与空气中的氧气、水综合作用的结果；从铜锈的主要成分Cu2(OH)2CO3可知，二氧化碳参与了铜锈蚀的过程；防止金属锈蚀的方法很多，基本原理是隔绝金属与氧气、水等的接触。
18．(10分)已知A、B、F是家庭中常见的有机物，E的产量是石油化工发展水平的标志，F是一种常见的高分子材料。根据下面转化关系回答下列问题：

(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为__分馏__、__裂解__。
(2)下列物质中沸点最高的是__D__。
A．汽油 B．煤油
C．柴油 D．重油
(3)在①～⑤中属于取代反应的是__①②③__。(填序号)
(4)写出结构简式：A__CH3COOH__、F__CH2—CH2__。
(5)写出反应③的离子方程式：__CH3COOCH2CH3＋OH－―→CH3COO－＋C2H5OH__。
(6)作为家庭中常见的物质F，它给我们带来了极大的方便，同时也造成了环境污染，这种环境污染称为__“白色污染”__。
解析：石油经过分馏可生产石油气、汽油、柴油等产品，而上述产品再经过高温裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品，E的产量是石油化工发展水平的标志，故E为乙烯，则F为聚乙烯，B为乙醇。 由框图知C为乙醇与酸A发生酯化反应生成的酯，且A为家庭中常见有机物，故A为乙酸，C为乙酸乙酯，其他答案可依次推出。
19．(10分)海水中有取之不尽的化学资源，从海水中可提取多种化工原料。如图是某工厂综合利用海水资源的示意图。

试回答下列问题：
(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制后可得饱和NaCl溶液。精制过程中，通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，最后向溶液中加入盐酸至溶液呈中性。写出加入盐酸后溶液中可能发生反应的离子方程式：__OH－＋H＋===H2O、CO＋2H＋===H2O＋CO2↑__。
(2)海水中提取食盐后的母液中含有K＋、Na＋、Mg2＋等。从离子反应的角度考虑，向母液中加入石灰乳的作用是 __将Mg2＋沉淀为Mg(OH)2__。
(3)海水中的镁元素处于__化合态__(填“游离态”或“化合态”)，从海水中提取氯化镁的反应__不是__(填“是”或“不是”)氧化还原反应，用电解法冶炼金属镁的反应__是__(填“是”或“不是”)氧化还原反应，原因是__该反应过程中元素的化合价发生了变化__。
(4)电解熔融的氯化镁所得的镁蒸气冷却后即为固体镁，可以冷却镁蒸气的气体氛围为__A__。
A．H2 B．CO2
C．空气 D．O2
解析：粗盐提纯加入试剂的顺序及目的：过量BaCl2溶液(沉淀SO)→过量NaOH溶液(沉淀Mg2＋)→过量Na2CO3溶液(沉淀Ca2＋、Ba2＋)→适量盐酸(中和Na2CO3并调节溶液pH)。
20．(10分)(2018·安徽宣城期末)能源是经济增长与社会发展的重要物质基础，美国马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势曾作如下预测：

回答下列问题：
(1)上图化石能源中属于较清洁的能源是__天然气__。
(2)核电厂的燃料一般由0.7%235U、99.28%238U及0.005 8%234U组成。
①235U、238U、234U三种核素之间的关系是__同位素__。
②235 g核素U发生裂变反应：U＋nSr＋Xe＋10n，净产生的中子(n)数为__9NA(或9×6.02×1023)__。
(3)如图是氢能的制备及利用的途径之一，涉及的能量转化方式有__ac__。(填代号)

a．光能→化学能　　
b．电能→化学能
c．化学能→电能
(4)目前实现煤的综合利用的主要途径是煤的干馏、煤的气化和液化。
①煤的干馏属于__化学__(填“物理”或“化学”)变化。
②煤的气化过程发生的主要反应是__C＋H2O(g)CO＋H2__。
解析：(1)天然气燃烧生成CO2和H2O，因此天然气是化石燃料中较清洁燃料。(2)①三种核素，质子数相等，中子数不同，属于同种元素的不同原子，因此三者属于同位素；②根据裂变的反应，净产生中子数为9NA。(3)燃料电池车将化学能转化为电能，太阳光使H2O分解，将太阳能转化为化学能，故a、c选项正确。(4)①煤的干馏是将煤隔绝空气，加强热使其分解的过程，属于化学变化；②煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程，属于化学变化，主要反应是C和H2O(g)的反应，化学反应方程式为C＋H2O(g)CO＋H2。
21．(12分)目前我国的火力发电机组绝大多数为燃烧机组，而以燃煤为主的电力生产所造成的环境污染是制约电力工业发展的一个重要因素，其中氮氧化物(NOx)是继粉尘和二氧化硫之后燃煤电站环保治理的重点。
(1)燃煤烟气脱硫的方法很多，如石灰石—石膏法、氨水法等。其中石灰石—石膏法脱硫的原理第一步是SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，然后再将产物氧化制成石膏，写出该反应的化学方程式：__2CaSO3＋O2===2CaSO4(若产物写成2CaSO4·H2O、CaSO4·2H2O也可)__。
(2)燃煤烟气脱硝可采用氨(NH3)作为还原介质，在催化剂及氧气存在的条件下，氮氧化物(NOx)与还原剂发生反应，生成无害的氮气和水，写出二氧化氮与氨反应的化学方程式：__6NO2＋8NH37N2＋12H2O__。
(3)我国的环境空气质量标准中对空气中二氧化硫的最高浓度(单位体积的空气中所含二氧化硫的质量)限值如下表所示：
浓度限值(mg·m－3)
一级标准
二级标准
三级标准
0.15
0.50
0.70

现有某化学兴趣小组按如图所示的实验装置对某地空气中二氧化硫含量进行测定：向试管中加入1.00 mL 1.00×10－3mol·L－1碘水，加入适量水，再加入2～3滴淀粉溶液使溶液显蓝色，通过抽气装置缓慢抽气，使空气由导气管进入试管与碘水充分反应，当溶液由蓝色变为无色时，恰好完全反应(反应的化学方程式：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI)，实验过程中进入试管内的空气的总体积为0.1 m3。请计算此空气中二氧化硫的浓度为多少mg·m－3，并判断二氧化硫的浓度级别为几级。
答案：由反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，得到n(SO2)＝n(I2)＝1.00×10－3L×1.00×10－3mol·L－1＝10－6mol，m(SO2)＝10－6mol×64 g·mol－1×103 mg·g－1＝0.064 mg，空气中SO2浓度＝＝0.64 mg·m－3。由于0.50 mg·m－3<0.64 mg·m－3<0.70 mg·m－3，所以该空气中二氧化硫的浓度为三级。
解析：(1)石灰石—石膏法脱硫方法是石灰石煅烧提供CaO，进一步得到Ca(OH)2，吸收SO2生成CaSO3，CaSO3被氧气进一步氧化成CaSO4，得到石膏。