第二章 常见无机物及其应用 第八节 资源综合利用 环境保护
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1．了解科学、技术、社会的相互关系。
2．了解在化工生产中遵循绿色化学思想的重要性。 【考纲解读】
关注社会、关注环境，人与自然和谐发展是当今的一个热点话题，因此用中学化学所学的知识解释一些简单的社会问题，高考中将有所体现。 【知识梳理】
一、金属矿物的开发利用 1．金属在自然界的存在形态
金、铂等化学性质不活泼的金属在自然界以1 存在；化学性质较活泼的金属在自然界以2 态存在。
2．金属的冶炼方法 （1）金属冶炼的一般方法：按金属活动性顺序表，可分为3 法（K~Al）、4 法（Zn~Cu）、
5 法（Hg~Ag）
（2）常见的几种金属的冶炼原理 金属 冶炼原理 高炉炼铁：6 Fe 铝热法炼铁：7 火法炼铜：8 Cu 湿法炼铜：9 热还原法炼镁：10 Mg 电解法炼镁：11 Al Na 电解法炼铝：12 电解法炼钠：13 （3）树立环境意识
金属矿物资源是有限的，要合理开发利用。同时冶炼金属会造成环境污染，要有效防止污染，而不是污染后，再治理污染。
二、海水资源的开发利用 1．海水淡化
海水淡化的方法主要有14 、电渗析法、离子交换法等。 2．海水制盐
海水15 得粗盐，再精制得氯化钠，可用于16 等。 3．海水提镁
1
一般过程：海水17 Mg(OH)2
MgCl2加热熔融
盐酸 MgCl2（溶液）18 MgCl2·6H2O
HCl气流中灼烧 MgCl2（熔融）电解
Mg
4．海水提溴
一般过程：海水19 Br2空气、水蒸气吹出
SO2吸收
HBr20 Br2（液）
5．海水提取铀和重水
从海水中获得铀和重水，对一个国家来说具有战略意义。 三、煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的综合利用 （1）煤的组成
煤是由有机物和少量无机物组成的混合物，主要含有21 元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
（2）煤的干馏
煤的干馏是指将煤隔绝空气加高温使之分解的过程。煤的干馏是一个复杂的22 变化和23 变化过程。
（3）煤的气化
由煤制取水煤气，方程式：24 。 （4）煤的液化
煤的直接液化：煤+氢气→25 。
煤的间接液化：煤+水→26 →甲醇等。 特别关注
煤的干馏、气化、液化均发生了化学变化。 2．天然气的综合利用
（1）天然气的主要成分是27 ，它是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。
（2）用途 ①用做燃料。 ②作为化工原料，它主要用于合成氨和生产甲醇。 3．石油的综合利用 （1）石油的成分
石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物，所含元素以28 为主，还有少量N、S、P、O等。
（2）石油的分馏
利用石油中各组分29 不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。分馏是30 过程，其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油。
（3）石油的裂化 ①条件：催化剂、高温。 ②过程：含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子数较31 、沸点较32 的烃，裂化是33 过程。
③举例
（4）石油的裂解 ①定义：石油在更高的温度下发生深度34 ，石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯 2
为主的不饱和烃。
②生产目的：生产乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。 ③举例 特别关注
石油的分馏是物理变化，裂化、裂解是化学变化，其产物中含不饱和烃。因此，鉴别直馏汽油和裂化汽油，可采用溴水或酸性KMnO4溶液。用溴水鉴别直馏汽油和裂化汽油时，混合后均会发生分层现象，但直馏汽油上层为红棕色，下层为无色，裂化汽油两层均无色。
4．聚合反应和高分子材料
（1）三大合成材料包括35 ，其主要原料为煤、石油和天然气。
（2）聚合反应
聚合反应是在适当温度、压强和有催化剂的条件下，由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的化合物分子的反应。
聚合反应的两种类型：①36 反应②37 反应。 【知识梳理自我校对】
一、金属矿物的开发利用
1游离态2化合态3电解4热还原5热分解6Fe2O3+3CO高温 2Fe+3CO27Fe2O3+2Al高温 Al2O3+2Fe
8Cu2S+O2高温 2Cu+SO29CuSO4+Fe=FeSO4+Cu10MgO+C高温 Mg+CO11MgCl2电解 Mg+Cl2122Al2O3
电解
4Al+3O2132NaCl电解 2Na+Cl2
二、海水资源的开发利用
14蒸馏法15蒸发结晶16氯碱工业、制纯碱、制金属钠、生活中食用1719Cl2 石灰乳 18结晶 20Cl2 三、煤、石油和天然气的综合利用
21碳22物理23化学24C+H2O高温 CO+H225液体燃料26水煤气27甲烷28C、H29沸点30物理
31少32低33化学34裂化35塑料、合成橡胶和合成纤维36加聚反应37缩聚反应 【要点精解】
一、铝热反应
1．铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。
2．实验步骤：把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起，取出内层纸漏斗，在其底部剪一小孔后用水润湿，再套回原处，使四周都有四层，并架在铁圈上，如图所示，下面放置一盛沙子的蒸发皿。将5 g 炒干的氧化铁粉末和2 g 铝粉混合均匀，放入纸漏斗，在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条，用燃着的小木条点燃镁
3
条。
3．实验现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光，产生大量的烟，纸漏斗下部被烧破，有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，冷却后观察为铁珠。
4．原理：铝是还原剂，另一种氧化物是氧化剂，是铝将氧化物中的金属置换出来的反应，其中镁条为引燃物质，氯酸钾为助燃物质。
应用：冶炼难熔金属，如V、Cr、Mn 等;焊接钢轨等。 实质：铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质。
特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量热，新生成的金属单质呈液态，且易于与Al2O3分离。 特别关注
作铝热剂的氧化物应是较活泼金属的氧化物，但被还原出的金属的还原性一定比铝弱。如Fe2O3、V2O5、MnO2、Cr2O3等，一般在金属活动性顺序表中Zn～Cu之间。
二、煤干馏的主要产物
三、石油分馏的主要产物
1．常压分馏：按产物沸点由低到高依次为：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等。 2．减压分馏：由重油再减压分馏得到产品：燃料油、润滑油、石蜡、沥青等。 四、环境保护 1．绿色化学 （1）“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。除了自然因素外，大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
（2）按照“绿色化学”的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%，也就是说在化学反应中不产生任何废物（原子利用率=期望产物的质量与生成物的总质量的比值）。
2．当今世界三大环境问题是温室效应、酸雨和臭氧层受损。 3．造成环境污染的物质及其来源
（1）二氧化硫：大量的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧，金属矿石的冶炼等。 （2）氮的氧化物：主要来自煤、石油等燃料的燃烧和使用，硝酸工厂以及汽车等排放的废气。
（3）碳的氧化物：主要来自化石燃料等燃料的燃烧。
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（4）煤烟：主要来自煤的不完全燃烧，主要成分是没燃烧的碳粒。 （5）碳氢化合物：主要来自石油的开采、炼制和使用。 4．部分有关环境保护的知识
（1）环境：大气、土地、水、矿产、森林、生物及风景游览区、自然保护区、生活居住区等构成了人类生存的环境。
（2）环境污染：主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等，还包括固体废弃物、放射性、噪声等污染。
（3）酸雨：空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水落下形成酸雨。其危害有：可使湖泊水质酸化，毒害鱼类和其他水生物；使土壤酸化，破坏农田，损害农作物和森林；腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹等。
（4）工业三废：废水、废气、废渣。
（5）粉尘：指煤、矿石等固体物料在运输、筛选、粉碎、卸料等机械处理过程中产生的或是由风扬起的灰尘等。
（6）破坏臭氧层的物质：NO、CF2Cl2（氟利昂）等。
（7）环保措施：控制和减少污染物的排放，如工厂尾气在排放前的回收处理、城市机动车的排气限制等。
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（8）氰化物：CN有剧毒（电镀液中常含有），含CN的污水、废气会严重污染环境。 （9）汞：毒性极强，不慎洒出，可在汞上撒硫粉（Hg+S══HgS）；为了排除室内汞蒸气，排风机应装在墙的下部。
（10）Cu、Hg、Pb、Ba、Sn等重金属盐可使人中毒，误食后应立即喝大量生蛋清或生牛奶解毒。
（11）NaNO2：有毒，外观类似食盐，易误食，NaNO2进入血液，可把亚铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使血液失去携氧功能，造成组织缺氧。
（12）从能源利用条件看，我国主要的大气污染是煤烟型、SO2和烟尘。 5．寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产——绿色化学 绿色化学的基本原则：（重点为前三项） （1）防止污染的产生优于治理产生的污染。
（2）原子经济性（设计的合成方法应将反应过程中所用的原料，尽可能全部地转化到最终产品中，这时原子利用率为100%）。
（3）只要可行，应尽量采用对人类和环境低毒或无毒的合成线路。 （4）设计的化学品应保留其功效，降低其毒性。
（5）应尽可能避免使用辅助物质（如溶剂、分离试剂等），如果使用也应是无毒的。 （6）应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源（在常温、常压下进行）。
（7）只要技术和经济上可行，原料应是可再生的，而不是即将耗竭的。 （8）尽量避免不必要的衍生步骤。
（9）催化剂（尽可能好的选择性）优于化学计量性试剂。
（10）化工产品在完成其使命后，应能降解为无害的物质，而不应残留在环境中。 （11）在化学转换过程中，所选用的物质和物质的形态尽可能地降低发生化学事故的可能性（包括泄漏、爆炸、火灾等）。 【感悟高考】
1．（2011·北京高考）垃圾分类有利于资源回收利用。下列垃圾归类不合理的是
垃圾
A 废易拉罐 B 废塑料瓶 5
C 废荧光灯管 D 不可再生废纸