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高中化学第十章 化学与可持续发展 核心知识点+解题技巧+速记总结

更新时间:作者:小小条

高中化学第十章 化学与可持续发展 核心知识点+解题技巧+速记总结

适用场景:高一同步精讲、高考一轮复*重难点突破

核心地位:衔接必修1元素化合物与工业生产实际,是金属矿物/海水/化石燃料综合利用的核心考点,贯穿氧化还原反应、离子反应、反应速率等核心知识,也是环保与绿色化学理念的高频考查载体,对接工业流程题解题逻辑

一、 核心知识点(精准必背,直击考点)

(一) 金属矿物的开发利用:金属冶炼核心逻辑

1. 冶炼本质:金属阳离子得电子被还原为金属单质(Mn⁺ + ne⁻ = M)

2. 冶炼方法(依金属活泼性划分,高频考点)

- 活泼金属(K、Ca、Na、Mg、Al):电解法(电解熔融态化合物,Al电解Al₂O₃+冰晶石,不电解AlCl₃)

- 较活泼金属(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu):热还原法(还原剂:C、CO、H₂、Al,如铝热反应炼难熔金属)

- 不活泼金属(Hg、Ag):热分解法(直接加热化合物分解,如2HgO△=2Hg+O₂↑)

- 极不活泼金属(Au、Pt):物理富集法(直接开采)

3. 铝热反应:2Al+Fe₂O₃高温=Al₂O₃+2Fe,放热、生成熔融铁,用于焊接钢轨、炼难熔金属

(二) 海水资源的综合利用:分离与提取核心

1. 海水淡化:常用蒸馏法、电渗析法、离子交换法(分离水与盐类)

2. 海水提溴(氧化还原核心应用):浓缩海水→通Cl₂氧化Br⁻为Br₂→用SO₂还原为Br⁻(富集)→再通Cl₂氧化→萃取分液得Br₂

3. 海水提碘:海带灼烧→浸泡→过滤(得含I⁻溶液)→通Cl₂氧化I⁻为I₂→萃取/升华提纯

4. 海水提镁:贝壳煅烧得CaO→制石灰乳→沉淀海水中Mg²⁺为Mg(OH)₂→加盐酸得MgCl₂溶液→蒸发浓缩结晶→电解熔融MgCl₂得Mg

(三) 化石燃料的综合利用:清洁利用与化工原料

1. 三大化石燃料:煤(主要含C)、石油(主要含C、H)、天然气(主要成分CH₄)

2. 煤的综合利用(3大方式):干馏(化学变化,得焦炭、煤焦油、焦炉气)、气化(C+H₂O高温=CO+H₂,制水煤气)、液化(化学变化,制液体燃料)

3. 石油的综合利用:分馏(物理变化,按沸点分馏得汽油、柴油等)、裂化(化学变化,重油变轻质油,提高汽油产量)、裂解(深度裂化,制乙烯、丙烯等化工原料,乙烯是衡量石化水平标志)

4. 天然气利用:直接作燃料,或催化重整制合成气,是清洁燃料与化工原料

(四) 绿色化学与环境保护:理念+高频考点

1. 环境污染类型:大气污染(酸雨、雾霾、温室效应)、水污染、土壤污染

2. 酸雨成因:SO₂(燃煤)、NOₓ(汽车尾气)溶于水形成,pH<5.6,危害植被、建筑、土壤

3. 绿色化学核心:从源头上杜绝污染(原子利用率100%为目标,如化合反应原子利用率100%)

4. 可持续发展:资源合理开发、清洁利用,减少污染,实现人与自然协调发展

二、 高分解题技巧(避坑秒杀,高效得分)

(一) 金属冶炼方法判断

避坑关键:① 混淆活泼金属冶炼原料(Al炼Al₂O₃,Mg炼MgCl₂,因AlCl₃共价、MgO熔点高);② 误将铝热反应归为电解法

秒杀技巧:先判金属活泼性,“钾钙钠镁铝电解,锌铁锡铅铜热还原,汞银加热就分解,金铂直接土里捡”

(二) 海水提溴/碘/镁流程题突破

避坑关键:① 海水提溴中“SO₂还原”是富集步骤,易漏记;② 提镁中电解对象是熔融MgCl₂,不是MgO或溶液

秒杀技巧:流程题三步走——① 明确目标产物;② 标注每步元素价态变化(氧化还原找氧化剂/还原剂);③ 记住“提镁先沉淀后酸化再电解,提溴碘先氧化再富集再提纯”

(三) 化石燃料利用判断(物理/化学变化+产物)

避坑关键:① 混淆石油分馏(物理)与裂化、裂解(化学);② 误将煤干馏归为物理变化

秒杀技巧:看是否有新物质生成——分馏、蒸馏是物理变化;干馏、裂化、裂解、气化、液化是化学变化;乙烯来自石油裂解,煤焦油来自煤干馏

(四) 绿色化学与污染相关题解题

避坑关键:① 混淆酸雨pH值(<5.6,不是<7);② 绿色化学是“源头控污”,不是末端治理

秒杀技巧:① 酸雨成因锁定SO₂和NOₓ;② 原子利用率计算=(目标产物质量/反应物总质量)×100%,化合反应、加成反应原子利用率100%

(五) 工业流程题核心思路(适配本章所有工业应用)

避坑关键:忽略“除杂”“富集”步骤的作用,不会分析元素转化

秒杀技巧:工业流程核心逻辑——原料预处理(粉碎、灼烧等)→核心反应(氧化还原/复分解)→分离提纯(过滤、萃取、蒸馏)→产物;每步都要想“除了目标物质,还有什么杂质,如何除去”

三、 核心总结(速记口诀+核心逻辑)

速记口诀(朗朗上口,快速记忆)

金属冶炼看活泼,电解热还热分解;海水提镁先沉淀,溴碘氧化再富集。

化石燃料煤油气,煤干气化和液化,石油分馏物不变,裂化裂解产烯气。

绿色化学源头控,酸雨硫氮pH5.6,资源利用可持续,化学生活相联系。

核心逻辑梳理(构建知识网络)

本章核心:化学原理对接工业实际→金属冶炼(氧化还原)、海水利用(分离+氧化还原)、化石燃料利用(物理/化学变化)→核心是“资源开发→综合利用→减少污染”;

关联逻辑:用氧化还原反应分析金属冶炼、海水提溴碘,用反应速率理解工业条件选择,用绿色化学理念判断工业方案合理性,对接高考工业流程大题核心考点。

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