新人教版高中化学必修2开发利用金属矿物和海水资源教案

开发利用金属矿物和海水资源重点难点教学重点了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。教学难点在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。知识点讲解金属的冶炼金属冶炼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。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来。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，例如：2HgO2Hg+O22Ag2O4Ag+O2（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：Fe2O3+3CO 2Fe+CO2WO3+3H2 W+3H2OZnO+CZn+COMgO+C Mg(g)+CO(g)Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（铝热反应）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu（3）电解法活泼金属较难用还原剂还原，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：2NaCl（熔融） 2Na+Cl24NaOH（熔融） 4Na+O2+2H2OMgCl2（熔融） Mg+Cl22Al2O3 4Al+3O2一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2（4）有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：Cu2S+O2 2Cu+SO2海水资源的开发利用（1）从海水中提取淡水海水淡化海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。（2）海水制盐（3）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品（4）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料（5）从海水中获取其他物质和能量3从海水中提取物质的方法 海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如：（1）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：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl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：2HBr+Cl2=2HCl+Br2用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。（2）进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题反应原理：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。 如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O实验注意事项海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。典型例题剖析例一 （2020年全国高考）粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20g A全部溶于0.15 L 6.0molL-1盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色；请填空：（1）中引发铝热反应的实验操作是 。产物中的单质B是 。（2）中所发生反应的反应的化学方程式是 。（3）中所发生的各反应的离子方程式是 。（4）若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c（Mg2+）为 ，c（Fe2+）为 。答案：（1）加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；Fe （2）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，MgO+2HCl=MgCl2+H2O（3）Fe+2H+=Fe2+H2；Fe+2Fe3+=3Fe2+（4）0.67 molL-1；2.3 molL-1解析：MgO不能与铝发生置换反应，所以发生的反应是Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 中发生的反应是Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，MgO+2HCl=MgCl2+H2O 中发生的反应是Fe+2FeCl3=3FeCl2，Fe+2HCl=FeCl2+H2中加入KSCN溶液不变色，说明Fe3+完全被还原为Fe2+，溶液D为MgCl2、FeCl2的混合液。根据题意假设20g A中MgO和Fe2O3的物质的量均为x，则：40gmol-1 x+160 gmol-1 x=20g，解得x=0.1mol。溶液中Mg2+的物质的量等于MgO的物质的量，c（Mg2+）=0.67 molL-1反应后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到FeCl2和MgCl2中，Cl-守恒，所以溶液D中n（Cl-）=n（Mg2+）2+n（Fe2+）2= 6.0molL-10.15 L=0.9moln（Fe2+）=0.35mol所以c（Fe2+）=2.3 molL-1化学与资源综合利用、环境保护重点难点1重点煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；通过环境保护和绿色化学的有关知识，加强环保意识并培养绿色化学的理念2难点石油裂化的原理知识点讲解煤的综合利用煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。煤的干馏煤干馏是指将煤隔绝空气加高温使之分解，得到焦炭、煤焦油、煤气。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。煤的气化 将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为：C (s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)煤的液化煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。2石油加工石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。石油的分馏石油分馏是利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。石油的催化裂化石油的催化裂化是将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油的过程。石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。例如， C16H34 C8H18+C8H16C8H18 C4H10+ C4H8C4H10 C2H6+C2H4C4H10 CH4+C3H8乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。其它的石油加工石油经过催化重整，可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等重要化工基本原料。3聚合反应和高分子化合物由低分子（相对分子质量小）生成高分子化合物（相对分子质量巨大）的反应叫做聚合反应。例如， CH2CH2 nn CH2=CH2 聚乙烯是由成千上万个乙烯分子在一定条件下发生聚合反应生成的相对分子质量巨大的高分子化合物。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它们与低分子化合物的根本区别。高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯等。塑料、合成橡胶和合成纤维三大人工合成的高分子材料。4化学与环境保护的关系化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面：（1）对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。（2）治理三