高中化学 4.1开发利用金属矿物和海水资源学案 新人教版必修2.doc

开发利用金属矿物和海水资源1了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法。2了解海水资源及其开发利用的主要方法。3掌握从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法。4认识开发利用金属矿物和海水资源所带来的环境问题和预防措施。认识化学在自然资源的合理开发与综合利用方面的重要价值，培养环保意识和节约意识。要点一 1金属在自然界的存在形态。2金属冶炼的原理。金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，聚集成为金属单质。如mnne=m。3冶炼方法。(1)热分解法：适用于不活泼金属的冶炼。(2)电解法。适用于活泼金属的冶炼。(3)高温还原法。适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。(4) 其他方法。 4合理开发和利用金属资源的途径。(1)提高金属矿物的利用率。(2)减少金属的使用量。(3)加强金属资源的回收和再利用。(4)使用其他材料代替金属材料。【应用思考】1在自然界中，金属为什么大多数以化合态存在？提示：大多数金属比较活泼，容易与h2o、o2等反应，故大多数金属以化合态存在于自然界中。2工业上利用电解熔融mgcl2来制取mg，而mgo比mgcl2更易获得，为什么不电解熔融mgo制取镁呢？(mgo的熔点：2 852 ，mgcl2的熔点：118 )提示：由于mgo的熔点远远高于mgcl2的熔点，将mgo熔融需要能量较多，所以采用电解熔融mgcl2的方法制取mg，冶炼金属也要考虑节能减排。要点二 1(1)海水淡化的途径主要是从海水中提取淡水或从海水中把 盐分离出去。(2) 海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。2直接利用。主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。3海水制盐。(1)方法。把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。(2)食盐的用途。有关反应的方程式：4海水提溴。在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子使之成为单质溴，反应的离子方程式为cl22br=br22cl。【应用思考】3海水制盐属于物理变化还是化学变化？提示：海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出，因此属于物理变化。4海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别？为什么？提示：因为海水蒸馏得到的是淡水，水的沸点为100 (常压下)无需用温度计，因此可不用蒸馏烧瓶，而换为圆底烧瓶。1历史上最悠久的海水淡化方法是(a)a蒸馏法 b电渗析法c离子交换法 d过滤法2有关金属的冶炼原理，下列说法正确的是(c)a肯定发生的是置换反应b肯定发生的是分解反应c肯定发生的是氧化还原反应d只能用金属作还原剂冶炼金属3下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是(d)a2namgcl2=2naclmgbmgcl2(溶液)mg cl2c2mgo2mgo2dmgcl2(熔融)mgcl21从利用金属的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是(b)地壳中的金属元素的含量金属活动性顺序金属的导电性金属冶炼的难易程度金属的延展性a bc d解析：对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后，可以发现人类使用较早的金属，其活动性较弱；结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识，可知：金属活动性越强，金属的冶炼难易程度越难，这会影响了人类对金属的使用，其它因素均与使用的前后顺序无关；故选b。2下列属于海水化学资源利用的是(b)a海水淡化b海水提盐c海水养殖 d海水发电解析：a、c、d三项都属于海水水资源的开发利用。3以下方法可用于工业冶炼金属的是(c)a电解熔融alcl3获取金属铝b电解mgcl2溶液获取金属镁c用co还原铁矿石来获取金属铁d电解饱和食盐水来获取金属钠解析：alcl3是共价化合物，应该用电解熔融al2o3获取金属铝，a错误；应该电解熔融的mgcl2获取金属镁，b错误；铁是比较活泼的金属，在工业上就是用co还原铁矿石来获取金属铁的，c正确；电解熔融食盐来获取金属钠，d错误；答案选c。4下列化工生产原理错误的是(d)可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁电解法炼铝时，原料是氯化铝炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热a bc d解析：钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应，不能将镁置换出来，错误。电解冶炼铝所用的原料为氧化铝，错误。炼铁高炉中所发生的反应co2c2co属于吸热反应，错误。5工业上制备下列金属，采用的化学反应原理正确的是(c)解析：工业上电解熔融的氯化镁来制取金属mg，a错误；钙的工业制法与镁相似，电解熔融的氯化钙，b错误；工业制取mn用还原法，单质al与二氧化锰发生置换反应，c正确；汞单质的制取用加热分解法，分解hgo得到hg单质，d错误，答案选c。6目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的，海水提溴常用的方法之一是用氧化剂把溴离子氧化成单质，再通入热空气将溴蒸气吹出，这一反应中常用的氧化剂是(a)acl2 bbr2ch2o dh2o2解析：此法是通入氯气把浓缩的溶液中的溴化物氧化，然后用空气把生成的溴吹出。7从化学原理和经济利益角度分析，下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是(d)解析：从原料成本等方面考虑，d项方法最可行，答案为d。8从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作，其中正确的是(d)(1)将海带灼烧成灰(2)过滤得含i溶液(3)放出碘的四氯化碳溶液(4)分离碘并回收四氯化碳a(1)(2) b(2)(3)c(1)(2)(3) d(3)(4)解析：(1)错，灼烧海带要用耐高温的坩埚，不能采用烧杯或蒸发皿；(2)错，向漏斗转移溶液时必须用玻璃棒引流；(3)四氯化碳密度比水大，碘的四氯化碳溶液在下层，合理；(4)采用蒸馏的方法分离碘并回收四氯化碳，装置图和方法都合理，故答案为d。9冶炼金属常用以下几种方法：以c、co或h2做还原剂、用活泼金属na、mg等还原、利用铝热反应原理还原、电解法、热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。(用序号填写下列空白)(1)fe、zn、cu等中等活泼金属_。(2)na、mg、al等活泼或较活泼金属_。(3)hg、ag等不活泼金属_。(4)v、cr、mn、w等高熔点金属_。(5)k、rb、cs、ti等金属通常还原方法是_。解析：中等活泼的金属用热还原法冶炼；活泼金属用电解法冶炼；不活泼金属用热分解法冶炼；高熔点金属用铝热法冶炼。答案：(1)(2)(3)(4)(5)10某化学小组的同学取一定量的al和fe2o3的混合物进行铝热反应，并探究熔落物的成分。请回答下列问题。.(1)引发铝热反应的实验操作是_。(2)做铝热反应时，内层纸漏斗底部剪一小孔用水润湿的目的是_。(3)反应的化学方程式为_。.已知：al、fe的熔、沸点数据如下。物质 al fe 熔点() 660 1 535 沸点() 2 467 2 750 (1)某同学猜测，铝热反应所得到的熔落物是铁铝合金。理由：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？_(选填“合理”或“不合理”)。设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔落物中含有金属铝：_。(2)另外一名同学观察到熔落物呈黑色，他认为铝热反应中有少量fe3o4生成，该同学设计如下实验验证他的结论：取少量熔落物，用稀硫酸溶解，加水稀释后滴加34滴kscn溶液。若溶液变为红色，则有fe3o4生成；否则没有fe3o4生成。该同学的实验方案是否合理？说明你的理由。解析：(1)从表格中的数据可知：铝热反应放出的热量熔化铁的同时过量的铝也熔化，故可得到铁铝合金。铝与氢氧化钠溶液反应，而铁不与氢氧化钠溶液反应，可利用氢氧化钠溶液与铝发生反应生成气体检验铝的存在。(2)若生成物中含有fe3o4，过量的铁也会将fe3还原，故溶液中不存在fe3，不能利用该实验检验生成物中是否含有fe3o4。答案：