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专题4化学科学与人类文明专题复习课知识构网络建一、金属的冶炼写出图中标号所代表的化学方程式：①____________________________________________________。②____________________________________________________。③____________________________________________________。二、化学是人类创造新物质的工具写出图中标号所代表的化学方程式：④____________________________________________________。⑤____________________________________________________。促进科技发展化学是科学技术的基础高新材料电路板的制作：FeCl3与Cu反应__单晶硅：制取粗硅反应__化学新技术信息技术生物技术核科学和核武器技术航空航天和导弹技术激光技术化学合成和分离技术纳米技术三、现代科学技术的发展离不开化学写出图中标号所代表的化学方程式：⑥____________________________________________________。⑦____________________________________________________。解决环境问题治理环境污染1燃煤烟气脱硫，如氨水法：SO2＋2NH3＋H2O===NH42SO3，SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3，__2消除汽车尾气污染，污染物为CO、NO、NO2、碳氢化合物等3回收二氧化碳绿色化学原子经济：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%核心：利用化学原理从源头上消除污染四、解决环境问题需要化学科学写出图中标号所代表的化学方程式：⑧__________________________________________________。[答案]一、①2NaCl(熔融)=====通电2Na＋Cl2↑②H2＋CuO=====△Cu＋H2O③2HgO=====△2Hg＋O2↑二、④2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑⑤N2＋3H22NH3三、⑥2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2⑦2C＋SiO2=====高温Si(粗)＋2CO↑四、⑧2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4专题对总结练金属的冶炼方法1.金属冶炼方法与金属活动性的关系金属的活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu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。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=====△4Ag＋O2↑2HgO=====△2Hg＋O2↑适合冶炼活动性较差的金属CO作还原剂Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2冶炼的金属为合金(含碳)，生产成本较低热还原法H2作还原剂WO3＋3H2=====高温W＋3H2O冶炼金属纯度较高，成本较高热还原法Na、Mg、Al作还原剂Cr2O3＋2Al=====高温2Cr＋Al2O34Na＋TiCl4=====高温4NaCl＋Ti冶炼难熔金属，纯度较高，成本较高热还原法C作还原剂2ZnO＋C=====高温2Zn＋CO2↑2CuO＋C=====高温CO2↑＋2Cu冶炼金属成本较低，易形成合金(含碳)电解法2Al2O3(熔融)=====通电冰晶石4Al＋3O2↑金属纯度高，耗电量大，生产成本高微点拨：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。1．下列冶炼方法错误的是()A．2HgO=====△2Hg＋O2↑B．4Al＋3MnO2=====高温2Al2O3＋3MnC．2AlCl3=====通电2Al＋3Cl2↑D．4CO＋Fe3O4=====高温3Fe＋4CO2C[C项，工业上冶炼铝是电解熔融的氧化铝，而不是氯化铝。]2．铁是地壳中含量非常丰富的元素，金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁。(1)写出焦炭在高炉中所参加的两个反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(3)实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应先______，否则可能发生__________现象；未反应完的CO________(填“能”或“不能”)排放到大气中，应做______处理。[解析](1)在冶炼铁的过程中，为提高C的利用率，先发生反应：C＋O2=====点燃CO2，再发生反应：CO2＋C=====高温2CO。(3)加热Fe2O3之前应先检验CO的纯度，否则可能发生爆炸；由于CO有毒，故未反应完的CO应点燃，以防污染环境。[答案](1)C＋O2=====点燃CO2，C＋CO2=====高温2CO(2)3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2(3)验纯爆炸不能点燃环境污染防治及绿色化学1.环境污染防治措施(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。微点拨：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、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。2．绿色化学的原则(1)防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。(2)讲原子经济——应该设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。(3)较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法，使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小或无毒的物质。(4)设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能，还应具有最小的毒性。(5)溶剂和辅料是较安全的——尽量不用辅料(如溶剂或析出剂)，当不得已使用时，应尽可能是无害的。(6)设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量，还应考虑对环境的影响和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。(7)用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的，原料应能回收而不是使之变坏。(8)尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程)，因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。(9)催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。(10)要设计降解——按设计生产的生成物，当其有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物，在环境中不继续存在。(11)防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特别是对形成危害物质的控制上。(12)从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中，反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故发生的可能性降至最低。3．下列做法与可持续发展宗旨相违背的是()A．加大清洁能源的开发利用，提高资源的利用率B．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，可以实现“碳”的循环利用C．加大铅酸蓄电池、含汞锌锰干电池的生产，满足消费需求D．对工业废水、生活污水净化处理，减少污染物的排放C[加大清洁能源的开发利用(如开发太阳能)可减少化石能源的利用，减少了二氧化碳、二氧化硫等物质的排放，符合社会可持续发展理念，故A正确；CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，能实现碳的循环利用，故B正确；加大铅酸蓄电池、含汞锌锰干电池的生产，会造成污染，不符合社会可持续发展理念，故C错误；水污染主要来自工业、农业、生活污染物的排放，工业废水、生活污水经过处理后可以节约资源，保护水源，符合社会可持续发展理念，故D正确。]4．甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，合成甲基丙烯酸甲酯的方案有两种：方案甲：①(CH3)2C===O＋HCN―→(CH3)2C(OH)CN②(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4―→CH2===C(CH3)COOCH3＋NH4HSO4方案乙：CH3C≡CH＋CO＋CH3OH――→PdCH2===C(CH3)COOCH3请回答下列问题：(1)方案甲中①的反应类型是________。(2)你认为方案________(填“甲”或“乙”)较好，其主要理由是________(填字母)。A．没有副产物，原子利用率为100%B．原料无爆炸危险C．原料都是无毒物质[解析]方案甲中反应①的实质是丙酮分子(CH3)2CO的碳氧双键断裂，H—C≡N分子中碳氢键断裂，发生加成反应，碳氧双键的碳原子与—CN形成单键，而氧与氢形成单键。方案甲分两步进行，有硫酸氢铵副产物生成，原子经济性较差；而方案乙没有副产物，原子利用率为100%，符合绿色化学要求。[答案](1)加成反应(2)乙A