化学与资源的开发利用

1、煤、石油、天然气的组成和综合利用：煤、石油和天然气是三大化石燃料，均为不可再生的资源。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷，可以燃烧。沼气是可再生资源。

煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物。石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃等多种物质组成的复杂混合物。天然气的化学组成主要是烃类气体，以甲烷为主（按体积分数约占80%-90%）。天然气是高效的清洁燃料，也是重要的化工原料。现阶段人类已经进入到多能源结构时期，除了三大化石燃料外，可再生能源和清洁能源将成为新能源的主力军。太阳能、氢能、核能、生物能、地热能、潮汐等、风能等都将是这个能源家族的重要组成部分。这些新型能源中，除了氢能、核能之外，大多数能源其本质都是由于太阳能而引发的。

乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源，乙醇可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。

2、冶炼金属的方法：根据金属的活泼性可以分为三种方法。

（1）热分解法：适用于不活泼金属  Ag----Au，如2Ag₂O=4Ag  +  O₂↑

（2）还原法：适用于较活泼的金属  Zn----Cu ，如Fe₂O₃ + 3CO=2Fe + 3CO₂ 常用的还原剂：C 、CO、 H₂ 和活泼金属如铝等。

（3）电解法：适用于活泼的金属 K----- Al，如2Al₂O₃ = 4Al + 3O₂↑

3、海洋水资源的开发利用：海水是一个巨大的化学资源库，综合利用海水资源有着非常广阔的前景。海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。海水中有着80多种元素，总储量很大。从海水中制盐具有悠久的历史，制得的盐除了使用外，还用作工业生产，如制烧碱、金属钠、以及氯气、盐酸、漂白粉等化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。海水中提取的溴占世界溴年产量的三分之一左右。其中一种工艺是在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气置换溴离子，继而通入空气和水蒸气，将溴蒸气吹如吸收塔，让溴与吸收剂二氧化硫反应转化成氢溴酸达到富集的目的，然后，再用氯气将其氧化得到产品溴。

4、垃圾的处理方法有填埋法、焚烧法、堆肥法。填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法，目前，我国普遍采用直接填埋法。

5、废弃塑料的处理：废弃塑料是白色污染的主要来源，对于塑料制品一定要回收利用，做成别的用具或工艺品，减轻对环境的污染。

6、金属废弃物的回收利用可以减轻对环境的压力。一是可以减少对自然资源的开发利用；二是可以节约能源，给力社会可持续发展。

7、氯碱工业：离子交换膜电解槽主要由阳极（用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂氯碱工业——电解饱和食盐水制取氯气和烧碱。

饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2―等杂质离子，加入试剂依次为NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、稀盐酸（或将BaCl₂溶液和NaOH溶液的顺序互换）。离子交换膜法的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。

8、硫酸工业的反应原理：充分接触原理、热交换原理、逆流吸收原理。

9、合成氨工业的反应原理：工业生产中既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间的产率。以上两点是选择反应条件的出发点，当二者发生矛盾时，要结合具体情况辩证分析，找出最佳的反应条件。

10、工业制备纯碱的两种方法的原理：侯氏联合制碱法保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到 96 ％； NH₄Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO₂ ，革除了CaCO₃ 制CO₂ 这一工序。

    本部分之知识与化学反应速率知识相联系，考查对于化工生产条件的选择，其中涉及很多的有关速率与平衡的问题，这些将是高考中的重点内容。

1、化石能源使用的利与弊；

2、金属冶炼方法的选择；

3、氯碱工业的反应掌握。

【典型例题】

例.工业上从海水中提取单质溴，其中有一种工艺采用如下方法：

(1)向海水中通入氯气将海水中的溴化物氧化，其离子方程式为：               

(2)向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出，用纯碱溶液吸收，这时，溴就转化成溴离子和溴酸根离子，其化学方程式为：                   。

(3)将（2）所得溶液用H₂SO₄酸化，又可得到单质溴，再用有机溶液萃取溴后，还可以得到副产品Na₂SO₄ 。这一过程可用化学方程式表示为：                    。

(4)这样得到的溴中还混有少量 Cl₂，这样除去Cl₂ ？写出反应的离子方程式：         。

解析：Cl₂能将Br₂从海水中置换出来，由于有：Br₂+H₂O=HBr+HBrO,大家往往会推测出Br₂与纯碱反应生成的盐是NaBr和NaBrO。这样推测是没有注意审题，题中说Br₂“转化成溴离子和溴酸根离子”，所以生成的盐是NaBr和NaBrO₃。NaBr和NaBrO₃的混合溶液用硫酸酸化，又可得到单质溴，显然是发生了价态归中的氧化还原反应。

答案：（1）Cl₂+2Br^―=Br₂+2Cl^―

(2)3Na₂CO₃+3Br₂=5NaBr+NaBrO₃+3CO₂↑

(3)5NaBr+NaBrO₃+3H₂SO₄=3Br₂+3Na₂SO₄+3H₂O

(4) Cl₂+2Br^―=Br₂+2Cl^―