云南省保山市腾冲县第八中学高中化学 第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源学案 新人教版必修2

第四章 化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源知识与技能 1、揭示化学与可持续发展的重要关系。2、树立资源保护意识及合理开发意识。过程与方法活动探究，通过了解金属资源的开发；金属冶炼；人类冶炼和使用金属的历史；金属资源的回收和再利用；海洋资源的类型；海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力、比较能力。情感态度与价值观通过金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学。【知识回顾】糖的分类及结构 葡萄糖的特征反应 蛋白质的特征反应 蔗糖的水解反应方程式：_ _淀粉（或纤维素）的水解反应方程式：_ _油脂在酸性条件下水解生成 _在碱性条件下水解生成 _ _ 【教学过程】广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的 和 的总称。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平一、金属矿物的开发利用：少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如 ；大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。 是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。金属冶炼的方法主要有：1、热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来 2、热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： 【演示实验】课本P89实验4-1 现象：镁条剧烈燃烧，并发出 。纸漏斗的下部被烧穿，有 落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是 。结论：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（铝热反应）铝热反应的特点： 应用： 3、电解法：非常活泼的金属用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如： 结论：金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择电解法 热还原法 热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 【思考】为什么人类使用铁器比使用铜器晚？二、海水资源的开发利用：1、海水淡化： 海水淡化的方法主要有 、 、 等。2、海水中的化学资源 由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的 和 ，按含量计，水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种超过总量的 ，其他为微量元素，总计含有 多种元素。3、海水中含有的各种元素的特点：种类 ，总储量 ，富集程度 。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。4、从海水中提取物质的方法（1）从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中制取盐具有悠久的历史。氯化钠是重要的化工原料，如生产 （2）从海水中提取溴的主要工艺流程用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。【演示实验】课本P91实验4-2反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O提取流程含碘单质的有机溶液含碘单质的溶液试剂残渣含碘元素的溶液灼烧海带溶解，过滤海带灰实验注意事项海带不要用水洗；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。【目标检测】A1、冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（）火烧孔雀石炼铜；（）湿法炼铜；现代有（）铝热法炼铬；（）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是A（）用B（）用 C（）用D（）用2、热还原法冶炼金属的反应一定是A. 氧化还原反应 B. 置换反应 C. 分解反应 D. 复分解反应3、用铝热法还原下列化合物，制得金属的物质的量各 1 mol,需消耗铝最少的是 A. MnO2 B. WO3 C. Co3O4 D. Cr2O3 4、下列叙述正确的是工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠 可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁用于电冶铝的原料是氯化铝 炭在高温下能还原氧化镁中的镁A. B. C. D. 5、电炉法炼镁时，要用大量的冷气体将炉口挥发出的镁蒸气降温以得到镁粉，可选用的气体是 A. H2 B. He C . N2 D. CO2 6、下列说法正确的是A. 有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂B. 用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠C. 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D. 回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物7、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe 、V、Mn等），这是因为铝有A. 两性 B. 良好导电性 C. 熔点低 D. 还原性，在反应中放出大量热8、某单质X能从盐的溶液中置换出单质Y,由此推断出下列说法正确的是A. X、Y都是金属时，则X一定比Y活泼B. X一定排在金属活动顺序表中H的前面C. X是金属时，Y可能是金属也可能是非金属D. X是非金属时，Y可能是金属也可能是非金属9、有一种粉末它是由铁的氧化物中的一种或者两种组成，取3.04 g粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用过量澄清石灰水把生成的气体充分吸收，产生沉淀 5 g。 则该粉末的组成是 A. 只有Fe2O3 B. 只有FeO C. 等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 D. 等物质的量的FeO和Fe3O4 10、关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是 A金属元素仅存在于矿物中。 B金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。 C少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。 D金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素11、下列矿石可作炼铁原料的是： 赤铁矿 黄铁矿 磁铁矿 闪锌矿 菱铁矿A 和 B 只有和 C 有 D 12、将3.6g炭粉跟Fe3O4 80%的磁铁矿粉29g混合后，隔绝空气加强热，反应后收集到的气体恢复到标准状况时，其体积为6.72升，则气体是 A. 全部是CO2 B. CO和CO2各占一半 C. 全部是CO D. CO和CO2的混合物，其中CO体积占2/313、由黄铜矿炼铜的过程中发生了反应:Cu2S+2Cu2O= 6Cu+SO2,下列叙述正确的是 A. 该反应从氧化还原反应的电子转移看,与SO2+2H2S=3S+2H2O是同一反应类型400 B. 该反应中,氧元素氧化了硫元素 C. 该反应从氧化还原反应角度看,与6NO2+8NH 3= 7N2+12H2O是一种反应类型 D. 该反应中,Cu2S既是还原剂又是氧化剂14、下列海洋资源中属于可再生资源的是 A 海底石油、天然气 B 潮汐能C 滨海砂矿 D锰结核15、下列哪种方法不能实现海水的淡化 A蒸馏法 B电渗析法 C离子交换法 D电解法【目标检测】B16、海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）粗盐中含有Ca2、Mg2、SO42等杂质离子，精制时所用试剂为：A盐酸，BBaCl2溶液，CNaOH溶液，DNa2CO3请问加入试剂的顺序为： 。（2）电解熔融MgCl2制备单质镁的化学方程式为： 。（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；溶解时： 。过滤时： 。蒸发时： 。(4)获得HCl的反应为2CH4+O2+4Cl2=2CO+8HCl(不考虑其他反应)。事实上，生产中HCl一直在循环使用。试从理论上分析是否需要补充HCl，简要说明理由 。17、准确称取6 g铝土矿(含Al2O3,Fe2O3,SiO2)样品，放入盛有100mLH2SO4溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10mol/LNaOH溶液，产生沉淀的量与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。试求：硫酸溶液的物质的量浓度.若b=2.3,则铝土矿中各成分的质量分数分别是多少?b值的范围是在之间，在这个范围内，b值越大， 的含量越少. 第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源参 考 答 案知识回顾 略自然环境因素 条件一、金属矿物的开发利用：金、铂 金属冶炼1方程式略2剧烈燃烧 熔融物 铁珠 特点：反应放出大量热能将不活泼金属从其化合物中置换出来应用：生产上，可用于焊接钢轨，在工业上常用这种方法冶炼难熔的金属3方程式略二、海水资源的开发利用：1蒸馏法 电渗析法 离子交换法2无机物 有机物 99% 803很多 很大 很低4烧碱 纯碱 金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉1. B 2. A 3. C 4. D 5. B 6. AD 7. D 8. AC 9. D