化学一轮复习导学案学案27开发利用金属矿物和海水资源

1、第六章化学与自然资源的开发利用学案 27开发利用金属矿物和海水资源考纲要求 1.明白金属矿物和海水的综合利用；2.明白化学科学进展对自然资源利用的作用；学问点一金属矿物的开发和利用1 金属在自然界中存在的形状除了 、 等极少数金属外，绝大多数金属以 的形式存在于自然界中；在这些金属化合物中，金属元素都显 化合价；2 金属冶炼的实质使金属化合物中的金属离子 电子被 为金属单质的过程：m n ne =m ；3 金属冶炼的一般步骤4 金属冶炼方法1热分解法例如： 2hgo=2hg o2， 2ag 2o=4ag o2；用热分解冶炼法冶炼金属的特点是金属元素的金属性 ，金属元素的原子 失去电子，其金属离

2、子 得到电子，该金属元素所形成的化合物稳固性 ；2热仍原法冶炼金属焦炭仍原法；例如：c 仍原 zno、cuo，其化学方程式依次为 ；一氧化碳仍原法；例如：co 仍原 fe2o3、cuo，其化学方程式依次为 ；氢气仍原法；例如：h2 仍原 wo 3、 fe3o4，其化学方程式依次为 ；活泼金属仍原法；例如：al 仍原 cr 2o3、v 2o5，其化学方程式依次为 ；做铝热反应试验时，铝热剂是指 ；镁条和 kclo 3的作用是 ；反应时的现象是 ；常用铝热反应冶炼 的金属；可用热仍原法冶炼的金属，其金属性 ，金属在常见金属活动性次序表中居于 区域；3电解法冶炼金属例如： al 2o3、mgcl 2

3、、nacl 的电解反应，其化学方程式依次为 ； ； ；问题摸索1能否用电解alcl 3 和 mgo 的方法冶炼al 、 mg.2 铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚的多？学问点二海水资源的开发利用海水资源的利用主要包括海水水资源的利用和海水化学资源的利用；1 海水水资源的利用海水淡化的方法主要有 、 、 等；淡化方法原理蒸馏法将海水加热至105蒸发汽化，然后蒸汽冷凝而得到蒸馏水电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的挑选透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部分别子转移到另一部分水中而达到除盐目的用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子得到去离子

4、水离子交换法问题摸索3为什么开发利用海水资源前景宽阔？2 海水化学资源的开发利用1氯碱工业的方法电解海水 nacl 、 、 ；电解饱和 nacl 溶液的方程式为 ；2海水提镁海水 caomgoh盐酸 浓缩结晶 溶液 mgcl· 6h电解o mg 、cl过滤3海水提溴cl22空气、水蒸气so222cl22吸取海水 酸化 吹出问题摸索4写出海水中提取镁的离子方程式；一、金属冶炼方法与金属活动性的关系 液；1金属活动性次序与金属冶炼方法的关系见下表 金属的活动性次序kcanamgal金属原子失电子才能金属离子得电子才能znfesnpbhhgpt cuagau强弱弱强物理热分主要冶炼方法电解

5、法热仍原法方法解法2.工业上常用的仍原剂有焦炭、 co 、h 2 和活泼金属 一般为 al ，其中纯度要求不高的金属一般用较廉价的焦炭或 co 仍原，纯度要求高的一般用 h2 仍原，而对于一些难熔的稀有金属一般需要用铝仍原，该反应叫做铝热反应；铝热反应的特点：高温条件；猛烈燃烧， 放出大量的热； 新生成的液态金属单质易与 al 2o3固态 分别；典例导悟12021 ·郑州质检 氧化仍原反应广泛应用于金属的冶炼，以下说法不正确的是 a 电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被仍原，氯离子被氧化b湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生仍原反应 c用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol fe

6、3 o4 被 co 仍原成 fe，转移 9 mol e d铝热法仍原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化听课记录：二、海洋资源的开发利用1 海 水 淡 化1海水淡化途径：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分别出去；2海水淡化的方法及其特点海水淡化的方法主要有蒸馏法如下列图 、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；3 原理：水的沸点低，蒸馏时水汽化，而其他物质沸点高，不能汽化，水蒸气冷却得到淡水；4留意事项烧瓶内加少量碎瓷片以防暴沸；冷凝水流向是低进高出；典例导悟2假如实行海水淡化来供应居民饮用水，以下方法中在原理上完全不行行的是 a 加明矾使海水中的盐沉淀

7、出来而淡化b利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化c将海水缓慢降温凝固以猎取淡水d将海水通过离子交换树脂以除去各种离子听课记录：2 海水中镁的提取1流程2有关反应的化学方程式mgcl 2 caoh 2=mgoh 2 cacl 2mgoh 22hcl=mgcl 2 2h 2ohclmgcl 2·6h 2o=mgcl 2 6h2o电解mgcl 2熔融 =mg cl 2 典例导悟3海水是镁的主要来源之一，从海水中提取金属镁的主要生产步骤有：浓缩结晶加熟石灰加盐酸过滤熔融电解1正确的生产次序是 ；2以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是 填序号 ；a 分解反应b 化合反应c置换反应

8、d复分解反应3以下关于提取镁的说法中，不正确选项 a 此法的优点之一是原料来自大海b进行步骤的目的是富集mgcl 2 c常用电解熔融氧化镁的方法制取镁d电解冶炼镁要消耗大量电能3 海水中溴的提取 填序号 ；除去悬浮1工艺流程：海水杂质2原理浓缩氧化剂氧化提取 br2l用 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 ， 离 子 方 程 式 是 ；向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸取塔内以达到富集的目的：br 2 so2 2h 2o= ；向吸取塔内溶液中通入适量的氯气：

9、2hbr cl 2= ；用四氯化碳或苯 萃取吸取塔内溶液中的溴单质；如要得到纯洁的液溴，采纳的分别方法是 ；4 海带中碘的提取 1流程2主要化学原理：cl 2 2ki=2kcl i 2；典例导悟42021 ·山东荣成模拟海带中含有丰富的碘；为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下试验：请填写以下空白：1步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，仍需要用到的试验仪器是以下仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处； 从a 烧杯b坩埚c表面皿d 泥三角e酒精灯f干燥器2 步骤的试验操作名称是 ；步骤的目的是从含碘苯溶液中分别出单质碘和回收苯，该步骤的试验操作名称是 ；3步骤反应的离子

10、方程式是 ；4步骤中，某同学挑选用苯来提取碘的理由是 ；5请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否仍含有单质碘的简洁方法： ；1 2021 ·广东， 2广东正在建设海洋强省；以下说法不正确选项 a 从海带中提取碘单质的过程涉及氧化仍原反应b往淡水中加入nacl 等配成人造海水，可用于海产品的长途运输c赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富养分化而造成的d海洋经济专属区的资源开发可获得fe、co、k 、au 、mg 、b 等金属22021 ·天津理综， 9海水是庞大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列；从海水中提取食盐和溴的过程如下：1请列举海水淡化

11、的两种方法： 、 ；2将 nacl 溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有h2、 、 或 h 2、 ；3步骤中已获得br 2，步骤中又将br 2 仍原为 br ，其目的为 ；4 步骤用so2 水溶液吸取br2 ，吸取率可达95% ，有关反应的离子方程式为 ，由此反应可知，除环境爱护外，在工业生产中应解决的主要问题是 ；5某化学争论性学习小组为明白从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：br 2 的沸点为 59，微溶于水，有毒性和强腐蚀性；他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：请你参加分析争论：图中仪器b 的名称： ；整套试验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其缘由是 ；试验装置气密性

12、良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何掌握关键条件： ； c 中液体产物颜色为 ；为除去该产物中仍残留的少量cl 2，可向其中加入 nabr 溶液，充分反应后，再进行的分别操作是 ；题组一金属的冶炼1在理论上我们可以用电解熔融kcl 的方法来制备金属钾，而实际上我们不用此法制备钾，而用熔融状态下的kcl 与 na 反应并准时抽走钾蒸气的方法制备钾，可能的缘由是双选a 钾难溶于熔融的钾盐中b钾蒸气易逸出但不会污染环境 c钾被氧化后的产物与k 作用具有爆炸性d抽走钾的蒸气有利于钠与熔融的kcl 反应2以下化工生产原理错误选项 a 可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠b不能将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁c

13、用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝d炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热；3冶炼金属一般有以下四种方法：焦炭法；水煤气氢气或一氧化碳法；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 用题组二海水资源的开发利用4从海藻灰中提取碘的方法是：往海藻灰浸取液中通入cl 2 后用升华的方法将置换出的碘提纯；但浸取液中通入cl 2 时会生成少量性质类似于cl 2 的 icl 和 ibr ，为了排除这两种杂质，使其中的碘完全游离出来，可加入适量的a caob kic h2

14、od 酒精52021 ·长春质检 从海水中可以提取溴，主要反应为2br cl 2=br 2 2cl，以下说法正确选项 a 溴离子具有氧化性b氯气是仍原剂 c该反应属于复分解反应d氯气的氧化性比溴单质强6以下关于海水淡化的表达中不正确选项a 蒸馏法淡化海水图甲 原理简洁，但消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水b利用太阳能蒸发海水图乙 是一种环境友好、节约能源的好方法，也是一种古老的方法c利用海水淡化产生的高浓度的卤水来提取有用物质，是海水利用的基本思路d研制高性能的渗透膜来提高海水淡化效率，最终实现海水自动转化为淡水题组三化工工艺流程7假如你是一位企业家，在众多开发海水资源的项

15、目中，挑选了海水提镁，在前期考察过程中你将遇到很多问题，请依据背景材料的提示，按要求完成相关问题： 1背景材料 1：下表所示为海水中各元素含量情形mg·l；元素浓度 /mg·l 1元素浓度 /mg ·l 1钠10 770氯19 350镁1 290硫885钾380溴67钙400碘0.06背景材料 2：部分化学试剂的市场价格试剂氢氧化钾氢氧化钠氢氧化钙氧化钙价格 元/吨5 238.002 300.001 200.00700.00请完成以下问题：1在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分别，有以下三个方案： 方案一：直接往海水中加入沉淀剂；方案二：加热蒸发海水再加入沉

16、淀剂； 方案三：在晒盐后的卤水中加入沉淀剂；你认为方案 最合理；不选方案 的理由是 ；不选方案 的理由是 ；2 应当挑选 试剂作为镁离子的沉淀剂；不考虑其他费用，沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为 ；3为了节约成本，拟考虑以海边上的贝壳为原料，试简述其理由 ；答案【课前预备区】学问点一1金铂化合物正2得仍原4 1 弱不易简洁较差2 c 2zno=2zn co2， c 2cuo=2cu co 2 3cofe2o3=2fe 3co2， co cuo=cu co2 3h2 wo 3=w 3h2o,4h 2 fe3o4=3fe4h 2o高温高温 2al cr2o3=al 2o3 2cr,

17、10al 3v 2o5=6v 5al 2o3铝粉和金属氧化物如 fe2o3 等组成的混合物作引燃剂，为反应物供应热量猛烈燃烧，放出大量热高熔点中等中间电解电解电解32al 2o3 熔融 =冰=晶=石=4al 3o2mgcl 2熔融 =mg cl 22nacl 熔融 =2na cl 2学问点二1蒸馏法电渗析法离子交换法电解2 1cl 2h2naoh2nacl 2h2 o=2naoh cl 2 h2(2) mgcl 2mgcl 2(3) br 2hbrbr 2问题摸索1不能；由于alcl 3 是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不导电；而mgo 虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融会消耗大

18、量电能，成本较高；2铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代人们的技术条件达不到，不能冶炼铝， 故铝的发觉和大量使用比铁、铜晚的多；3海水资源庞大，各种元素的含量多，水仍可以循环使用；22o4 mg 2 2oh =mgoh mgoh2 2h=mg2 2hhcl mgcl 2·6h 2o=mgcl 2 6h 2o电解 mgcl 2熔融 =mg cl 2【课堂活动区】二、 3.2蒸馏法 cl 2 2br=2cl br 2 2hbr h 2so4 2hcl br 2蒸馏典例导悟电解1 c 由 2nacl 熔融 =2na cl 2可知钠离子得电子被仍原，cl失电子被氧化，a 项正确；无论是湿

19、法炼铜仍是火法热仍原法 炼铜，都是正二价的铜离子得到电子生成铜 原子被仍原， b 项正确； 1 mol fe 3o4 被仍原为fe 时，应转移8 mol e ， c 项错误；铝热反应放出大量的热，使铁成为液态从而与al 2o3 分别， d 项正确；应选c； 2 a 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法；选项a ，加明矾，明矾的主要成分是kalso 4 2·12h 2o，不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化；3 1 2c3c解析2 从海水中提取镁的全过程中，涉及的反应有：把贝壳制成石灰乳：高温caco3= caoco 2，分解反应； cao h2o=caoh 2，化合反应；沉淀mg 2：mg 2 2oh =mgoh 2，复分解反应； 沉淀物与盐酸反应： mgoh 2 2hcl=mgcl22h 2o，复分解反应；电解： mgcl2熔融电解=mg cl2，分解反应；未涉及置换反应；3由于 mgo 的熔点高，工业生产中不使用电解熔融mgo 的方法冶炼mg ； 4 1bde2 过滤蒸馏32i mno2 4h=mn2 i2 2h2 o4苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中大5取少量