高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用章末优化总结 新人教版必修2

一.金属矿物的开发和利用1.金属元素在自然界存在的形态：(1)游离态：极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态存在(单质的形式) (2)化合态：绝大多数金属在自然界中是以化合态(化合物的形式)存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。

2.金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。

(1)金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。

①热分解法：对于不活泼金属(活动顺序中，Hg 及 H g 以后)可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：2HgO2Hg+O 2↑2Ag 2O△4Ag+O 2↑②热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属(Zn-------Cu), 通常是在高温下用还原剂 (C 、CO 、H 2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来，例如：Fe 2O 3+3COWO 3 + 3H 2高温高温2Fe + CO 2↑W +3H 2OZnO + C 高温Zn + CO ↑Fe 2O 3+2AlCr 2O 3+2Al高温高温2Fe + Al 2O 3(铝热反应)2Cr+ Al 2O 3(铝热反应)3.铝热反应(1)操作：①把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起 (内层滤纸底部剪一小孔，用水湿润)架在铁架台上，下面放置一盛沙子的蒸发皿。

②将 5g 干燥的氧化铁粉末和 2g 铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，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。

③用燃着的小木 条点燃镁条，观察现象。

Cu2Cu + SO 2( 火法炼铜 )Fe ＋ CuSO 4 === FeSO 4 ＋Cu 2S + O 2(2)现象：①镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的白光。

②引起混合物剧烈燃烧，发光发热。

③纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。

待熔融物冷却后， 除去外层熔渣(Al 2O 3)，可以发现落下的是铁珠。

(3)反应：Fe 2O 3+2Al 高温2Fe+Al 2O 3(铝热反应)(4)铝热剂及应用：①铝热剂：铝粉与某些金属(比铝不活泼的金属)氧化物的混合物。

人教版必修2第四章《化学与自然资源的开发利用》教材分析与教学建议 白云区教育发展中心 蒋洁一、本章内容的地位和功能高中化学必修模块既要为全体学生的发展提供必需的化学基础知识和基本技能，又为继续学习选修课程的学生准备必要的基础。

同时注意对学生进行过程与方法和情感态度与价值观的教育，以提高全体学生的科学素养。

《普通高中化学课程标准》中，对必修模块确定了6个主题，分别是“认识化学科学、化学实验基础、常见无机物及其应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展”。

本章是完成最后一个主题“化学与可持续发展。

”1．STS 方面——有利于加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，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，培养做出明达决策的意识和能力。

2．学科教学方面——有利于将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，主要包括无机物之间的转化，如在固态和溶液状态下，金属及其化合物、非金属及其化合物的反应等；有机物之间的转化如裂解反应、聚合反应等。

3．对于学生进一步确定学习后续选修模块，乃至升学、就业方向也可能会产生影响。

二、内容结构与特点分析1．体系构建从三个层次构建其内容体系，其核心的观念是人与自然的关系：其次是认识化学在自然资源的开发利用中所起的作用：其三，选取典型实例帮助学生获得这一认识。

可选择的素材很多，教材选择学生前面已学过的基础知识作为切入口。

2.内容选择、呈现（1）突出主题，将科学教育与人文教育融为一体本章与其它章节相比，情感态度与价值观目标显性化这一特点体现得非常明显。

本章中的知识内容更多表现为载体的作用，通过对化学基础知识的学习，更主要的教学目标是帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。

人类能源的来源全部都是从自然界中得到，其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。

仅注重资源的开发是远远不够的，人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源，还要好好保护环境。

第四章化学与自然资源的开发利用"煤和石油的综合利用能源问题日益成为世界关注的问题，目前人们已致力于研究、开发新能源，同时对煤、石油等化石燃料进行更有效、更合理的利用。

随之，高考在该类问题上也经常涉及。

本考点主要围绕煤和石油的化工生产进行设计，在实际应用中设问，主要考查煤和石油的加工方式、产品及应用，突出化学与可持续发展的联系，考查分析问题和解决问题的能力。

(2013·高考山东卷)化学与生产和生活密切相关，下列说法正确的是( ) A．聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应B．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料C．合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料D．利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程[解析] A项，聚乙烯分子中不含碳碳双键，不能发生加成反应，塑料老化是发生了氧化反应。

B项，煤的气化和液化均为化学变化，前者主要为碳与水蒸气反应生成H2和CO，后者主要是以煤为原料制取液体燃料。

C项，合成纤维和人造纤维属于有机高分子材料，而碳纤维的主要成分为碳，属于无机非金属材料。

D项，粮食酿酒要经过一系列化学变化，淀粉先发生水解，最终生成葡萄糖，葡萄糖再在酒化酶作用下生成乙醇和CO2。

[答案] D(高考题汇编)下列说法错误的是( )A．(2015·高考浙江卷，7－C)石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化B．(2015·高考浙江卷，7－D)燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NO x的催化转化都是减少酸雨产生的措施C．(2012·高考浙江卷，7－D)石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量，石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃D．(2011·高考福建卷，6－D)合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺[解析] 石油裂解，煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性都是化学变化，纳米银粒子的聚集只是物质的聚集状态发生改变，属于物理变化，A项错误。

化学必修二第四章知识点总结【一】:人教版化学必修二第四章知识总结嘉祥一中高一化学系列之知识清单第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用1、金属的存在：除了金(Au)、铂(Pt)等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。

2、金属冶炼的涵义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。

金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即M（化合态）（游离态）。

3、金属冶炼的一般步骤：(1)矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。

(2)冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗）。

(3)精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。

4、金属冶炼的方法(1)电解法：适用于一些非常活泼的金属。

2NaCl （熔融）+n0电解2Na ＋Cl2↑ MgCl2（熔融）电解Mg＋Cl2↑ 2Al2O3（熔融）电解4Al＋3O2↑(2)热Fe2O3＋3CO高温2Fe ＋3CO2↑ WO3＋3H2高温W＋3H2O ZnO＋C高温Zn＋CO↑常用的还原剂：焦炭、CO、H2等。

一些活泼的金属也可作还原剂，如Al，Fe2O3＋2Al高温2Fe＋Al2O3（铝热反应）Cr2O3＋2Al高温2Cr＋Al2O3（铝热反应）(3)热分解法：适用于一些不活泼的金属。

2HgO △＋O2↑ 2Ag2O △＋O2↑5、(1)回收金属的意义：节约矿物资源，节约能源，减少环境污染。

(2)废旧金属的最好处理方法是回收利用。

(3)回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢；废铁屑用于制铁盐；从电影业、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。

二、海水资源的开发利用1、海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库海水中含有80多种元素，其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 11种元素的含量较高，其余为微量元素。

常从海水中提取食盐，并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。

高中化学学习材料鼎尚图文收集整理第四章末总结1．B2．CH 4·8H 2O3．4NH 3＋6NO=====催化剂400℃5N 2＋6H 2O 4．(1)6PbO ＋O 2=====△2Pb 3O 4(2)涂油漆、镀铬、制成合金(不锈钢)(任选两种)(3)收集一小试管气体产物，将带火星的木条伸入试管，木条复燃，证明有氧气生成；将装置中导出气体的导管口伸入水槽中，当没有气泡冒出时，反应完成。

(4)Pb 3O 4＋8HCl(浓)===3PbCl 2＋Cl 2↑＋4H 2O ，可用润湿的淀粉碘化钾试纸检验氯气的生成。

5．(1)热能(2)①CH 2===CH 2＋Cl 2―→ClCH 2—CH 2Cl 加成反应(4)聚乙烯、聚丙烯是常见的塑料制品的主要成分。

6．①蛋白质 ②脂肪 ③可溶性化合物 ④有机酸 ⑤肥料 ⑥CO 2、H 2S 等气体7．(1)固体：焦炭；液体：苯、酚类、萘、氨；气体：CO 、CH 4、H 2、C 2H 4。

(2)128 CO 2和H 2O(3)闻气味，21%(硫酸铵)(4)H 2S ＋Na 2CO 3===NaHS ＋NaHCO 3，再加入中强氧化剂，得到硫黄。

8．93.1%解析 反应中消耗的K 2Cr 2O 7的物质的量为：0.100 mol/L ×0.016 0 L ＝1.60×10－3mol根据化学方程式：n(FeCl 2)＝6×n(K 2Cr 2O 7)；n(FeCl 2)＝2×n(SnCl 2)n(SnCl 2)＝4.80×10－3mol ；m(Sn)＝4.80×10－3mol ×119 g/mol ＝0.571 g试样中Sn 的质量分数为：0.571 g 0.631 g×100%＝93.1%。

9．(1)漂液(NaClO) 使Fe 2＋转化为Fe 3＋(2)烧碱(NaOH) 使Mg 2＋以外的杂质转化成氢氧化物沉淀而除去(3)纯碱(Na 2CO 3) (4)MgCO 3＋H 2O=====△Mg(OH)2↓＋CO 2↑解析 该工艺流程的最终目的是制取MgO ，因此要把其中的Fe 3＋、Fe 2＋、Mn 2＋除去。

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共计48分。

每小题只有一个选项符合题意)1．最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中()。

A．对废水、废气、废渣进行严格处理B．化学生产中不排放任何有害物质C．化工厂及周围种草、种树、种花，使工厂成为花园式工厂D．以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产过程的化学解析绿色化学的研究重点有四个：一是选用对人类健康和环境危害小的、淘汰有毒的反应起始物(原材料)；二是选择最佳的反应(生产)条件，以实现最大限度地节能和零排放；三是研究最佳的转换反应和良性的试剂(含催化剂)；四是合成对人类健康和环境更安全的目标化合物(最终产品)。

答案 B2．下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是()。

A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一C．节能减排符合低碳经济的要求D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺解析由于N2不是造成温室效应的气体，所以A不正确。

答案 A3．煤是一种重要的能源，含有硫元素，燃烧时会生成SO2。

下列说法正确的是()。

A．煤是含硫化合物B．煤是一种可再生能源C．在水吸收SO2的过程中只发生物理变化D．SO2是酸性氧化物，被云雾吸收后可转化成酸雨解析煤是由多种无机物和有机物组成的复杂的混合物，是一种不可再生的化石燃料，A、B错误。

SO2是一种酸性氧化物，其溶于水中的部分SO2和H2O发生反应生成H2SO3，也可被云雾吸收形成酸雨，C错误。

答案 D4．下列不属于海水化学资源利用的是()。

A．海水淡化B．海水提盐C．海水提溴D．海水提碘解析海水淡化是海水水资源的利用，而海水提盐、海水提溴、海水提碘等均是海水化学资源的利用。

答案 A5．热还原法冶炼金属的反应一定是()。

A．置换反应B．分解反应C．复分解反应D．氧化还原反应解析热还原法冶炼金属常用的还原剂是C、H2、CO、Al等，若是单质作还原剂，发生的是置换反应，同时也属于氧化还原反应；若是CO作还原剂，则发生氧化还原反应。

专题综合检测四时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷(选择题共46分)一、选择题(1～8题，每小题2分，9～18题，每小题3分)1．下列有关叙述中，不正确的是( B )A．高分子化合物的特点之一是组成元素简洁，相对分子质量大B．聚乙烯是由CH2—CH2分子组成的化合物，有固定熔点C．同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后产生二氧化碳的质量相等D．油脂不是自然高分子化合物解析：聚乙烯中因为n值不同，所得物质是混合物，没有固定的熔、沸点。

2．化学与科技、社会、生产亲密结合，下列有关说法不正确的是( D )A．“乙醇汽油”的广泛运用能有效削减有害气体的排放B．“无磷洗涤剂”的推广运用，能有效削减水体富养分化的发生C．“无氟冰箱”取代“含氟冰箱”，对人类的爱护伞——臭氧层起到爱护作用D．“海水淡化”可以解决“淡水供应危机”，向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化解析：海水淡化可以解决淡水供应危机，但向海水中加入明矾不能使海水淡化。

3．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。

书中描写到：“金入于猛火，色不夺精光。

”这句话是指金在强热条件下( B ) A．活泼B．稳定C．易被氧化D．易被还原解析：金的性质稳定，在强热条件下也不发生反应。

4．已知化合物A是从煤或者石油中获得的最简洁的芳香烃。

A与自然气分解得到的气体B在Ni催化下发生加成反应：A＋3B―→C。

下列说法中正确的是( A ) A．A不含碳碳双键，也不含碳碳单键B．自然气分解的气体产物B是COC．煤和石油的主要成分都是AD．C的分子式符合烷烃的通式解析：A是最简洁的芳香烃，即苯，B应为H2，C为环己烷。

煤和石油的成分都很困难，主要成分不是某种有机物而是多种有机物，且煤还含有少量无机物。

5．“绿色化学”包括“原料的绿色化”“化学反应的绿色化”和“产物的绿色化”等内容，其中“化学反应的绿色化”要求原料物质中全部的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。

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第二节《资源综合利用环境保护》[目标导航] 1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

2.通过简单实例,了解常见高分子材料的合成，能举例说明高分子材料在生产、生活、科技等领域中的应用及发展。

3.认识化学对环境保护的意义。

4.了解绿色化学的含义，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

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煤的加工方法及产品(2)天然气的组成和利用（3)石油的组成和加工提醒煤的干馏、气化、液化，石油的裂化、裂解均是化学变化，而石油的分馏是物理变化。

2．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维,这三大合成材料,主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。

(2）合成高分子化合物的常见反应类型①加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。

如n CH2===CH2错误!CH2—CH2注意:a.单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2===CH2.b．链节：高分子化合物中的最小重复单元,如-CH2—CH2—。