必修二导学案

1、班级 姓名 第 小组 小组评价 教师评价 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（1）【学习目标】1. 了解金属元素在自然界中的存在形态。 2.重点掌握金属冶炼的原理，熟悉金属冶炼的步骤以及方法。【学习重点】 了解化学方法在金属矿物开发中的作用。【学习难点】 学生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。【基础知识】1.金属的存在除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以 的形式存在于自然界。2.金属冶炼的涵义把金属从矿石中提炼出来，这个过程叫金属的冶炼。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即（化合态）得电子，被还原 （游离态）。3.

2、金属冶炼的一般步骤 (1) ：除去杂质 ，提高矿石中有用成分的含量。(2) ：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属还原成金属单质（粗）。(3) ：采用一定的方法，提炼纯金属。4.金属冶炼的方法 热分解法在金属活动顺序中，位于汞以后（包括汞）的不活泼金属可以直接用 的方法从其化合物中还原出来。例如： 氧化汞分解： ；氧化银分解： 。热还原法对于金属活动顺序表中Zn-Cu段（包括Zn和Cu）的金属的冶炼可以通过 来完成，常用的还原剂有 、 、 、 等。例如： 氧化铁和一氧化碳反应： ；氧化铜和氢气反应： 。对于一些高熔点的金属如铁、铬、锰、钨等可以用 冶炼。 观察实验4-

3、1，完成下列表格现象铝与氧化铁反应的化学方程式 讨论：在实验中为什么要在铝与氧化铁混合粉末的上面加少量的氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条？注意：铝热反应A 本质：Al从氧化物中夺取氧，表现出很强的还原性。B 实例：2Al +Fe2O32Fe +Al2O3C 特点：放出大量的热，使生成的金属呈液态。D 引发操作：在上面加少量KClO3粉末并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。E 应用：焊接金属及冶炼难熔金属。2Al +Cr2O32Cr +Al2O3 4Al +3MnO23Mn +2Al2O3 10Al +3V2O56V +5Al2O3F.铝热剂：铝粉和某些金属氧化物（如：Fe2O3

4、、FeO、Fe3O4、V2O5、Cr2O3、MnO2等）。 电解法对于金属活动顺序表中Zn前面非常活泼的金属，采用一般的还原剂很难将它们还原出来，工业上常用 冶炼，例如：电解熔融的氯化镁： ；电解熔融的氯化钠： ；电解熔融的氧化铝： 。5. 金属的回收和资源保护(1)回收金属的意义：节约矿物资源，节约能源，减少环境污染。(2)废旧金属的处理方法:回收利用。（3）回收金属的实例a.废旧钢铁用于炼钢； b.废铁屑用于制铁盐；c.从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。【过关训练】1.冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法水煤气法活泼金属置换法电解法。古代有（）火烧孔雀石炼

5、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.下列冶炼方法中，可以将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（ ）A.加热Al2O3 B.加热CaCO3 C.电解熔融NaCl D.氯化钠与铝粉高温共热3.宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于生产，其反应原理为（ ）A.CuO+H2=Cu+H2O B.CuO+CO=CO2+Cu C.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 D.Cu2(OH)2CO3=2CuO+H2O+CO24.下列关于金属冶炼的说法不正确的是 （ )A.金属冶炼是指用化学方法将金属由化合态转变为

6、游离态B.天然矿藏很少只含有一种金属元素，往往含有较多杂质C.金属的冶炼方法主要有热分解法,热还原法和电解法三种方法D.金属冶炼一定要用到还原剂5.冶炼金属常用以下几种方法：以C、CO或H2做还原剂  热分解法   利用铝热反应原理还原  电解法。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_。 6.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取

7、氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：加过量盐酸过滤 不溶物 铝土矿 过量NaOH溶液过滤 沉淀 滤液 (甲)通入CO2过滤 Al(OH)3Al2O3 滤液 （乙） 滤液(1) 写出步中发生的化学方程式： 、 。 (2) 写出滤液甲中一种溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液乙所发生的离子方程式： 。【问题与收获】 。班级 姓名 第 小组 小组评价 教师评价 第一节 开发利用金属矿物和海水资源（2）【学习目标】1.了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。2.体验工业生产的复杂性、艰苦性。【学习重点】了解海水资源开发和利用。【学习难点】从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方

8、法。【基础知识】1.海水水资源的利用a.海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库。海水中含有 多种元素，按含量计，H2O中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素超过总量的99%，其他为 元素。常从海水中提取 ，并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。b.海水中水资源的利用，主要包括： 和 等。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等.其中 的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。因此，海水淡化与 结合、与 结合，成为海水综合利用的重要方向。c. 描述

9、蒸馏原理和过程，思考蒸馏实验操作中有哪些注意事项？2.海水化学资源的开发利用（1）海带中提取碘实验目的实验原理实验过程1.取约3克的干海带，用刷子去净其表面上的附着物（不要用水冲洗），把海带剪碎后，用适量酒精浸湿，放入坩埚中；2.点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰，停止加热，使海带冷却至室温；3.将海带灰转移到小烧杯中，加入约10mL蒸馏水，搅拌、煮沸2-3min，过滤；4.在滤液中滴入几滴3mol/ L的稀硫酸再加入约1mL3%的H2O2，观察现象；5.再取少量溶液于试管中再加入几滴淀粉溶液，再观察现象。实验结论【实验讨论】海带为什么不能用水冲洗？海带剪碎后，为什么要用酒精润湿？实验中用H2O2

10、氧化I，写出反应的离子方程式。用H2O2氧化I有何优点？浓缩海水溴单质溴化氢硫酸溴单质（2）海水提溴向硫酸酸化的海水中通入适量的 ，使溴离子（主要以溴化钠存在）转化为溴单质，涉及的离子方程式为： 。向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入吸收塔内，使溴单质蒸气、水和吸收剂二氧化硫相互反应生成溴化氢和硫酸，以达到富集的目的，涉及的化学方程式为： 。向吸收塔的溶液内通入适量的氯气得到溴单质，用四氯化碳萃取、分液得到产品溴，涉及的化学方程式为： 。【过关训练】1 水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年，以下关于水的说法错误的是（ ）A蒸馏法是海水淡化的方法之一B淡水的密度小于海水

11、的密度C融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D0以上，温度越高，水的密度越小2医生建议因缺少某种元素而导致甲状腺肿大的病人多吃海带，这是由于海带中含有较丰富的（ ）A碘元素 B铁元素 C钾元素 D锌元素3一位海上遇难的水手随着木排在海上漂流，他用完了淡水，感到口渴异常，但他不喝海水，因为他知道海水会致命，主要原因是（ ）A海水有苦涩味，根本喝不下去B海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡C海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡D海水会造成人体水分从血液和组织中脱离出来，使人脱水死亡4.从海水中提取下列物质，可以不涉及化学变化的是 （ ） AMg B.NaCl C.Br2 D.K5.下列哪种试

12、剂加入到含有Br的溶液中，可以将Br氧化为Br2 （ ） A.I2 B.I C.Cl2 D. Cl6.海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤:通入足量Cl2；将海带焙烧成灰后加水搅拌；加CCl4振荡；用分液漏斗分液；过滤。合理的操作顺序是（ ）A. B. C. D.7.全球海水中溴的藏量丰富，约占地球溴总藏量的99，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg/L。其工业提取方法有：（1）空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及到的反应有： （写出离子方程式）； 3Br2+3CO32

13、BrO3+ 5Br+3CO2 ; BrO3+ 5Br+6H3Br2+3H2O。其中反应中氧化剂是 ；还原剂是 。（2）空气吹出SO2吸收法。该方法基本同（1），只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：_ 。（3）溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是 。下列可以用于海水中溴的萃取试剂的 。乙醇 四氯化碳 硝酸 裂化汽油【问题与收获】 。班级 姓名 第 小组 小组评价 教师评价 第二节 资源综合利用 环境保护【学习目标】1.了解煤、石油的组成，掌握煤、石

14、油的综合利用。2.了解绿色化学的含义。【学习重难点】掌握煤、石油的综合利用。【基础知识】一.煤的综合利用1煤的组成：_ ，其组成以 元素为主，还含有少量 等元素。2煤的综合利用煤综合利用的焦点：如何提高煤燃烧的热效率，如何分离提取煤中的化工原料。以及如何解决燃煤引起的污染。目前，已有实用价值的办法主要是煤的干馏和煤的气化、液化。(1)煤的干馏概念煤的干馏是指 的过程，工业上也叫煤的 。 注意：A.在煤干馏的过程中所发生的变化是化学变化。B将煤干馏的条件有两个：一是要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧；二是要加强热。煤的干馏产物及其主要用途煤的干馏产物主要是出炉煤气和 ，出炉煤气包括 、 、 和

15、 。 (2)煤的气化煤的气化是 的过程。主要反应为 ，H2和CO的混合气体叫做 。煤的气化目的是为了获得高效清洁燃料。(3)煤的液化煤的液化是 。直接液化是_ ；间接液化是_ 。注意：煤的气化、液化都属于化学变化。二.石油的综合利用1石油的组成石油的主要成分是碳和氢，同时含少量的S、O、N等元素。它主要是由各种 、 和 组成的混合物（无固定沸点）。从所含成分的状态看，大部分是 ，在液态里溶有 和 。2.石油的形成由古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成。3.石油的物理性质黑色或深棕色黏稠液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水。4.石油的炼制（1）从油田里开采出来的原油要首先经过脱水、脱盐等处理过程

16、，才能进行炼制。（2）石油炼制的目的一方面是将这些混合物进行一定程度的分离，使它们各尽其用；另一方面是将含碳原子多的烃转变成含碳原子较少的烃，以提高石油的利用价值。（3）石油炼制的方法石油的分馏A石油的分馏原理： _ _ _ 。实验如图所示，将100 mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石油暴沸然后加热，分别收集60150和150300时的馏分，就可以得到汽油和煤油。B石油的分馏产物：石油气（C4以下）、汽油(C5C11)、煤油(C11C16)、柴油(C15C18)、重油(C20以上)等。注意：a.石油的分馏是物理变化。b.由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种

17、烃的混合物。c.石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量比较低，仅占石油总产量的25%左右，但社会需求量大的正是这些轻质油，为了提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，还可以采用裂化的方法从重油中获得轻质油。d.石油蒸气冷却时，沸点高的烃先冷凝。e.为防止暴沸，应在加热之前放入几片碎瓷片。f.实验室中分馏石油实验的操作步骤：连接装置检查并使装置气密性合格向蒸馏烧瓶中加入原油和碎瓷片接通冷却水给烧瓶加热收集馏分停止对烧瓶加热并整理仪器。g.加热前先通冷水，停止实验时要先停止加热，一段时间后停止冷却水。h.温度计的最大量程不低于300，温度计的水银球要置于蒸馏烧瓶的支管口处，因为它所测定的

18、是所取馏分的沸点范围。i.冷凝管内的冷却水要从下口入，从上口出，这样会使馏分冷却效果最好。j.一定要垫石棉网对烧瓶加热，防止烧瓶炸裂引起火灾。k.对石油进行加热使其温度逐渐升高，在60150的温度范围内挥发出了汽油，在150300的温度范围内挥发出了煤油。石油的裂化和裂解A裂化裂化的定义：就是在一定条件下使相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程。裂化的原料：重油裂化的方法：热裂化和催化裂化B裂解裂解是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度，使石油分馏产物（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程。可见，裂解是一种更深度的裂化。石油裂解的化学过程比较复杂

19、，生成的裂解气是成分复杂的混合气体。目前，石油裂解已成为生产乙烯的主要方法。注意：a.石油的裂化、裂解属于化学变化。b.通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是乙烯的产量。三.天然气的综合利用天然气是一种清洁的化石燃料。作为化工原料它主要用于 和 _等 。【拓展】甲烷水合物是一种固态化合物，可表示为CH4·nH2O，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。有可燃性，故又称为“可燃冰”，是新型洁净能源。四.合成材料1三大合成材料_ 、_、 _。2写出下列反应方程式乙烯合成聚乙烯_。丙烯合成聚丙烯_。聚苯乙烯的加聚_。聚氯乙烯的加聚_。五.环境保护与绿色化学1.化学与环境保护的关系

20、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） 治理三废：对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源的回收利用。2.绿色化学绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学核心是_ 。 按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是_ ，原子利用率为 。请求出书后“思考与交流”中两种生产工艺的原子利用率分别为 、 。【过关训练】1有关化石燃料的说法正确的是( )A因为地球上的蕴藏量是无限的。所以化石燃料是可再生的B化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于

21、是无限的C化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间也较长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的D化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过几亿万年才能形成的非再生资源2为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气，这两类燃料的主要成分是 ( )A碳水化合物 B碳氢化合物 C氢气 D醇类3空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是 ( )A推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染B实施绿化工程防治扬尘污染C研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D加大石油、煤炭的

22、开采速率，增加化石燃料的供应量4.我国三峡工程所提供的清洁、廉价、强劲、可再生的水电，相当于每年燃烧3×106t原煤的火力发电厂产生的电能。因此，三峡工程有助于控制( )A温室效应和酸雨 B赤潮 C白色污染 D破坏大气臭氧层5下列关于煤、石油、天然气资源的说法正确的是( )A石油裂解得到的汽油是纯净物 B石油产品都可用于聚合反应C天然气是一种清洁的化石燃料 D水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料6据2007年1月的调查显示，全世界70的电子垃圾通过各种渠道来到中国，广东贵屿更是著名的“垃圾之城”。下列有关电子垃圾的说法不正确的是 （ ）A电子垃圾应在无污染的条件下回收，使之成为有用的资源B将电子垃圾在火上焚烧，熔下其中的金属再回收利用C电子垃圾的任意抛弃会严重污染地下水D各国的电子垃圾应在本国境内处理，严禁向其他国家输出7如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料的说法不正确的是( )A煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧B天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等C石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油的成分和化学性质不相同D化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料8近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的