第21讲 化学与可持续发展-【学考复习】2024年高中化学学业水平考试考点归纳与测试（新教材专用）（含答案解析）.docx

第21讲化学与可持续发展

目录

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考点一金属矿物的开发 1

考点二海洋资源与煤、石油、天然气 4

考点三合肥、农药、药物、添加剂、环境变化与绿色化学 7

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1.知道金属冶炼的常见方法，了解金属资源合理开发和利用的主要途径。

2.了解海水水资源和化学资源开发利用的主要途径和方法。

3.煤、石油和天然气综合利用的主要途径。

4.了解常见的化学品，认识化学品对农业生产、生命健康的意义。

5.了解合理使用化学品的方法和原则，知道不合理使用化学品造成的危害。

6.能列举常见的环境污染的成因、危害及其防治措施的化学原理。

7.了解绿色化学思想，并能运用其分析和讨论化工生产的相关问题。

考点一金属矿物的开发

一、自然资源与可持续发展

1．自然资源：是人类社会发展不可或缺的自然物质基础，包括土地与土壤资源、矿产资源、生物资源、水资源、能源资源、环境资源等，根据其能否再生可以分为可再生_资源和不可再生资源。

2．可持续发展的目标：是在满足人类需要的同时，强调人类的行为要受到自然界的制约，强调人类代际之间、人类与其他生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济可持续发展、社会可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展等方面。二、金属矿物的开发利用

1．金属冶炼的原理和实质

(1)金属冶炼的原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂或者加热、电解的方法把金属化合物还原为金属单质。

(2)金属冶炼的实质：金属离子eq\o(―――→,\s\up7(得到电子))金属单质，即Mn＋＋ne－===M。

2．冶炼步骤

eq\x(富集)—eq\a\vs4\al(除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。)

↓

eq\x(冶炼)—eq\a\vs4\al(将矿石中化合态的金属元素还原为金属单质。)

↓

eq\x(精炼)—eq\a\vs4\al(采用一定的方法，提纯金属。)

3．几种常用金属冶炼方法

方法名称

举例

主要特点

热分解法

2Ag2O4Ag＋O2↑

2HgO2Hg＋O2↑

适合冶炼活动性较差的金属

热还原法

CO作还原剂

Fe2O3＋3COeq\o(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2

冶炼的金属为合金(含碳)，生产成本较低

H2作还原剂

WO3＋3H2eq\o(=====,\s\up7(高温))W＋3H2O

冶炼金属纯度较高，成本较高

Na、Mg、Al作还原剂

Cr2O3＋2Aleq\o(=====,\s\up7(高温))2Cr＋Al2O3

4Na＋TiCl4eq\o(=====,\s\up7(高温))4NaCl＋Ti

冶炼难熔金属，纯度较高，成本较高

C作还原剂

2ZnO＋Ceq\o(=====,\s\up7(高温))2Zn＋CO2

2CuO＋Ceq\o(=====,\s\up7(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)eq\o(=====,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑

金属纯度高，耗电量大，生产成本高

【温馨提示】工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高，冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电。4．金属资源的合理开发利用

(1)必要性

地球上的金属矿物资源是有限的，也是不可再生的，且分布不均匀，人类对金属的需求量很大，并且金属的冶炼需要消耗大量的能量，还会造成环境污染，另外金属的腐蚀也会造成大量损失，因此金属资源应合理地开发利用。

(2)主要途径

①提高金属矿物的用率；

②开发环保高效的金属冶炼方法；

③防止金属的腐蚀；

④加强废旧金属的回收和再利用；

⑤使用其他材料代替金属材料。

【典例分析】

【例1】（2023年湖北省普通高中学业水平合格性考试）铝热反应的原理为，该反应可用于铺设高铁无缝钢轨的施工现场焊接钢轨，下列关于该反应的说法错误的是

A．化学能转化为热能 B．铝作为还原剂

C．铁为氧化产物 D．若生成铁至少需要铝

【答案】C

【解析】A．该反应为铝热反应，反应过程中放出大量的热，化学能转化为热能，故A正确；

B．Al转化为氧化铝，Al元素化合价升高，铝作为还原剂，故B正确；

C．转化为Fe单质，该过程中Fe的化合价由+3价降低为0价，Fe为还原产物，故C错误；

D．由反应可知1molAl完全反应生成1molFe，则生成铁至少需要铝，故D正确；

故选C。

【例2】（2023年湖南省普通高中学业水平考试）下列金属的冶炼方法中，属于电解法的是

A． B．2NaCl(熔融)

C． D．

【答案】B【解析】A．加热氧化