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1、本专题重难点突破专题4 化学科学与人类文明内容索引一、金属的冶炼方法二、化学与环境三、六大环境问题及防治措施1.金属冶炼方法与金属活动性的关系一、金属的冶炼方法金属的活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H) CuHg AgPt Au金属原子失电子能力强弱金属离子得电子能力弱强自然界中的存在形态化合态多数是化合态、极少数是游离态游离态主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法由于金属的活动性不同，金属离子得到电子还原成金属单质的能力不同，因而不同的金属就有不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中，金属位置越靠后，越易被还原，用一般还原方法就能使金属还原。金属位置越靠前，越难被
2、还原，最活泼的金属只能用最强的还原手段来还原。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来。金属应用的早晚就是由金属的活动性决定的，金属越活泼，冶炼越难，其使用时间就越晚。铝的应用比铁晚，就是因为铝难冶炼，只有发现用电解法冶炼后，才能大量冶炼铝。例1 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的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答案解析解析 合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A正确
3、；因AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝时应采用冰晶石(Na3AlF6)作熔剂电解熔融Al2O3的方法，B错误；金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，C正确；越活泼的金属，其金属阳离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。2.几种常用金属冶炼方法的比较方法名称举例主要特点热分解法2Ag2O 4AgO22HgO 2HgO2适合冶炼活动性较差的金属热还原法CO作还原剂Fe2O33CO2Fe3CO2冶炼的金属为合金(含碳)，生产成本较低H2作还原剂WO33H2 W3H2O冶炼金属纯度较高，成本较高热还原法Na、Mg、Al作还原剂Cr2O32Al 2CrAl2O34NaTiCl4 4NaClTi
4、冶炼难熔金属，纯度较高，成本较高C作还原剂2ZnOC 2ZnCO22CuOC CO22Cu冶炼金属成本较低，易形成合金(含碳)电解法2Al2O3(熔融) 4Al3O2金属纯度高，耗电量大，生产成本高特别提示 炼铁时，CO来源于焦炭与空气中O2的反应，会在金属中含有碳元素，形成含碳的合金。例2 金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是A.电解法 B.热还原法C.热分解法 D.铝热法解析 Na、Mg都很活泼，常用电解法冶炼，而Li活动性介于Na与Mg之间，故Li也应采用电解法冶炼。答案解析化学
5、与环境有密切的关系，在一般情况下，环境污染主要是由化学污染物造成的，但是我们也应知道，最终环境问题的解决，要依靠化学的方法。我们通常所说的环境问题，一般可以分为两大类，一类是由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的破坏；另一类则是工农业生产的发展和人类的活动造成的污染，都属环境污染问题。二、化学与环境人类的生产活动是围绕着资源的开发和利用而进行的，矿藏的开采，各种金属的冶炼，都是取其中一部分加以利用，其余部分作为废物抛弃。在过去的几千年里，由于世界人口数量不多，生产规模不大，人类抛向自然界的废物数量较少，大自然有足够的时间和容量将其分解、稀释、净化。那时人类活动对环境的影响并不太大
6、，在环境自净能力范围之内，即使发生污染问题也是局部性的。但是，自工业革命以来，由于科学技术飞跃进步，工农业生产迅猛发展，每年人类把大量的废物抛弃到环境中，日积月累，终于达到大自然再也消化吸收不了的程度。人类每年制造出成千上万种新化学物质，并投入工业生产、使用。这些化学物质中，有毒物质可达上千种，它们进入环境后，在环境中扩散、迁移、积累和转化，对环境造成严重污染。从20世纪80年代开始，酸雨、臭氧层损耗和气候变暖这三大全球环境问题，使人类面临着新的严峻挑战，并严重威胁着人类的生存。环境问题既是在人类社会发展的进程中产生的，也必将在同一进程中得到解决。化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面：(1
7、)对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。(2)治理三废：对生产过程中产生的废气、废液和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源的回收利用。(3)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。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%，实现“零排放”。不仅可以充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂，生产有利于环境保护和人身健康的环境友好型产品。特别提示 绿色化学提出的目标和任务不是被动治理环境污染，而是主动地防止
8、环境污染。只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。例3 绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新理念及要求。理想的“原子经济性”反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)解析 C中原子利用率为100%，只有目标产物，符合要求。答案解析HBr例4 “绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A. B.C. D.实验室中收集氨气采用图甲所示装置实验室中做氯气与钠
9、反应实验时采用图乙所示装置答案解析解析 因为氨气的密度比空气小，实验室用向下排空气法收集氨气，氨气溶于水呈弱碱性，可以使滴有酚酞的水变红，符合“绿色化学”；氯气有毒，与钠反应后，多余的氯气被碱液吸收，符合“绿色化学”；铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用气球收集，符合“绿色化学”；浓盐酸和浓氨水都易挥发，不符合“绿色化学”。1.六大环境问题及其危害三、六大环境问题及防治措施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
10、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在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产混入生活垃圾中难处理、难回收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N、P等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，使水体变成绿色、浑浊，水质恶化2.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
11、、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，长期在这种环境下的人们会有头疼、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。例5 目前地球环境污染问题越来越严重。请回答下列问题：(1)臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量的增加，从而使全球皮肤癌的发病人数明显增多。造成这一现象的主要原因是A.人们大量使用了氟氯代烷B.人们在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气C.石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气D.硝酸、硫酸工厂排放了大量的二氧化硫和一氧化氮(2)光化学烟雾产生的主要原因是A.汽油的不完全燃烧 B.大量使用农药、化肥C.白色塑料垃圾的漂浮 D.金属矿物的冶炼答案(3)化肥、农药的使用导致人类癌症发病率增加，其中六六粉曾经是广泛使用的一种农药，它是由苯与氯气通过加成反应制得的，写出该反应的化学方程式：_。答案3Cl2C6H6Cl6
