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高中化学第七章 化学与自然资源的开发利用 知识点+解题技巧+总结

更新时间:作者:小小条

适用场景:高一同步学*、高考一轮复*基础夯实

核心地位:衔接元素化合物与实际应用,覆盖金属矿物、海水、化石燃料开发,是工业流程题、环保类简答题核心考点,贯穿氧化还原、离子反应及实验操作核心应用

高中化学第七章 化学与自然资源的开发利用 知识点+解题技巧+总结

一、 核心知识点(精准必背)

(一) 金属矿物的开发利用

1. 金属活动性与冶炼方法:活泼金属(K-Ca-Na-Mg-Al)用电解法;较活泼(Zn-Fe-Sn-Pb-Cu)用热还原法(CO/H₂/Al还原);不活泼(Hg-Ag)用热分解法;极不活泼(Pt-Au)直接富集

2. 核心冶炼反应:电解熔融NaCl制Na、电解熔融Al₂O₃制Al(加冰晶石降熔点)、CO还原Fe₂O₃制Fe、加热HgO制Hg

3. 铝热反应:Al与难熔金属氧化物(Fe₂O₃/V₂O₅)高温反应,放热多、生成熔融金属,用于焊接钢轨、冶炼难熔金属

(二) 海水资源的开发利用

1. 海水淡化:常用蒸馏法、电渗析法、反渗透法,核心是分离水与盐类

2. 海水制盐:蒸发结晶得粗盐(含泥沙、Ca²⁺/Mg²⁺/SO₄²⁻杂质),精制后得精盐,氯碱工业原料

3. 海水提溴:浓缩海水→通Cl₂氧化Br⁻为Br₂→鼓入热空气/水蒸气吹出Br₂→SO₂还原→再通Cl₂提纯(核心:Br⁻⇌Br₂的转化)

4. 海水提碘:海带灼烧→浸取→氧化I⁻为I₂→萃取分液提纯(氧化剂常用H₂SO₄酸化的H₂O₂)

5. 其他:从海水中提取Mg(Mg²⁺→Mg(OH)₂→MgCl₂→熔融电解Mg)、提取铀和重水用于核能开发

(三) 化石燃料的综合利用

1. 煤:主要成分C,综合利用有煤的干馏(化学变化,得焦炭、煤焦油、焦炉气)、煤的气化(C+H₂O(g)高温→CO+H₂,燃料气)、煤的液化(直接液化制液体燃料,间接液化制甲醇)

2. 石油:混合物(烃类),分馏(物理变化,按沸点分汽油/柴油/重油)、裂化(化学变化,重油变汽油,提高轻质油产量)、裂解(深度裂化,制乙烯/丙烯等化工原料)、催化重整(制芳香烃)

3. 天然气:主要成分CH₄,直接作燃料,或合成氨、甲醇的原料

(四) 环境保护与绿色化学

1. 环境污染:大气污染(酸雨、雾霾、光化学烟雾)、水污染、土壤污染;酸雨成因(SO₂/NOₓ溶于水),雾霾含PM2.5

2. 绿色化学核心:从源头上减少/消除污染,原子利用率100%(理想),杜绝有毒有害原料与副产物

二、 高分解题技巧(避坑秒杀)

金属矿物开发解题技巧

避坑关键:冶炼Al用熔融Al₂O₃,不用AlCl₃(共价化合物熔融不导电);铝热反应需高温引发(加KClO₃、镁条引燃)

秒杀技巧:金属冶炼方法直接对应活动性,看到电解熔融物→活泼金属,看到CO/Al还原→较活泼金属,看到加热分解→不活泼金属

计算技巧:冶炼金属的电子守恒,如制1mol Al转移3mol e⁻,制1mol Na转移1mol e⁻

海水资源开发解题技巧

避坑关键:海水提溴/碘中,氧化后需富集提纯,不是直接得到纯品;海带提碘需先灼烧,目的是破坏有机结构释放I⁻

秒杀技巧:粗盐提纯除杂顺序(先加BaCl₂除SO₄²⁻,再加NaOH除Mg²⁺,再加Na₂CO₃除Ca²⁺和过量Ba²⁺,过滤后加盐酸调中性),顺序错易引入新杂质

推断题突破口:海水提Mg中,沉淀Mg²⁺用石灰乳(廉价),不用NaOH

化石燃料综合利用解题技巧

避坑关键:煤的干馏、气化、液化是化学变化,石油分馏是物理变化,裂化、裂解、重整是化学变化;裂解产物是短链不饱和烃(乙烯等)

秒杀技巧:区分裂化与裂解,看目的:提轻质油→裂化,提化工原料→裂解;煤干馏产物记“焦三产物”(焦炭、煤焦油、焦炉气)

环保与绿色化学解题技巧

避坑关键:酸雨pH<5.6,不是<7;绿色化学是“源头治理”,不是末端治理;原子利用率=目标产物质量/总产物质量×100%

秒杀技巧:判断反应是否符合绿色化学,看是否无副产物、原子利用率高,是否用无毒原料

三、 核心总结(速记口诀+核心关系)

1. 速记口诀

金属冶炼看活动,活泼电解中还原,不活泼者热分解;

铝热高温能焊接,电解铝用冰晶石。

海水开发分淡盐,提溴提碘先氧化,提镁两步先沉淀;

化石燃料煤油气,煤化油裂分物异,干馏气化是化学。

环保要从源头治,绿色化学原子齐,酸雨源于硫与氮!

2. 核心关系梳理

金属冶炼主线:金属矿物→富集→冶炼(按活动性选方法)→提纯→金属单质

海水提镁主线:海水→石灰乳沉淀Mg(OH)₂→盐酸溶解MgCl₂→蒸发结晶→熔融电解→Mg

化石燃料利用主线:煤→干馏/气化/液化→化工原料+燃料;石油→分馏→裂化/裂解→轻质油+化工原料

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