优化方案化学课件(人教版必修2)：第4章第1节 开发利用金属矿物和海水资源.ppt

1、第一节开发利用金属矿物和海水资源,课堂互动讲练,探究整合应用,知能优化训练,第一节,课前自主学案,学习目标,1.掌握冶炼金属的一般原理，了解适用于不同金属的冶炼方法。 2.掌握铝热反应原理及实验。 3.掌握海水资源开发和利用的方法。 4.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。,学习目标,课前自主学案,一、金属在自然界中的存在形式 1金、铂等极少数金属以_形式存在。 2绝大多数金属以_形式存在。在金属化合物中，金属元素都显_。,游离态,化合态,正价,二、金属的冶炼 1冶炼原理 金属冶炼的实质是根据_反应，使金属矿物中的金属阳离子_电子生成金属单质的过程： Mnne=M。,氧化还

2、原,得到,2冶炼方法,思考感悟 1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：2852 ，MgCl2的熔点：710 ) 【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。,三、海水水资源的利用 1海水的淡化 (1)海水淡化的主要方法：_、_、离子交换法等。 (2)海水的蒸馏,蒸馏法,电渗析法,图中玻璃仪器的名称为： ：_； ：_； ：_。 2直接利用 海水进行_。,圆底烧瓶,冷凝器,锥形瓶,循环冷却,思考感悟 2海水的蒸馏装置

3、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。,四、海水化学资源的开发利用 1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,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,2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：_。继而通入_，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成_以达到富集的目的。然后，再用_将其氧化得到产品溴。,Cl22Br=2ClBr2,空气和水蒸气,氢溴酸,氯气,解析：选C

4、。HgO不稳定，受热能分解为金属单质和氧气，所以能用加热法直接冶炼金属汞；Fe2O3在高温下能被CO还原为单质铁；由于金属镁的活动性强，MgO受热不会分解，所以不能用加热MgO的方法冶炼金属镁，一般是电解熔融的MgCl2的方法冶炼金属镁。,2一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道喝海水会致命。理由是() 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海水会造成水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡,解析：选D。海水是由氯化钠等多种成分组成的混合物。人体内氯

5、化钠的含量约为0.9%，海水中盐的含量要高很多。因此，饮用海水后，会因渗透压的不同导致脱水，造成死亡。,3下列属于传统湿法冶炼铜的是() ACO还原CuO制取Cu B电解CuCl2溶液制取Cu C高温下O2与Cu2S反应制取Cu DFe与CuSO4溶液反应制取Cu 解析：选D。湿法冶金就是利用置换反应将活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来。,课堂互动讲练,1金属冶炼原理 金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属离子得到电子被还原为金属单质的过程： Mnne=M。 2金属活泼性与对应离子得电子能力的关系 金属越活泼，其对应离子越难得电子，越难被还原成单质。所以，很不活泼的金属用热分解法，因为其阳离子的

6、氧化性比较强；活泼金属的还原性比较,强，很难找到还原剂，通常用电解法；其他金属常用热还原法。 3金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系,4.热还原法 (1)热还原法的分类,(2)热还原法的优缺点 用H2作还原剂时，生成产物H2O在高温下以H2O(g)蒸发出去，使制得的金属纯度较高，但成本也较高。,特别提醒：同一种金属可能有不同的冶炼方法，可根据原料、生产设备、金属的用途等来确定，如金属Cu可用热还原法、湿法冶炼。,(2011年北京海淀区高一检测)下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(),【解析】活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原

7、法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确，C错误。 【答案】C 【规律方法】选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活泼性。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前越难被还原，金属的位置越靠后越容易被还原。,变式训练1金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则下列能冶炼出金属锂的方法是() A电解法B热还原法 C热分解法 D铝热法 解析：选A。可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来推断，锂的金属性介于钠和镁之间，应该与钠、镁的冶炼方法相同，即用电解法。,1铝热反应,2.反应实验,特别

8、提醒：实验注意事项： (1)镁带要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃； (2)氧化铁粉末要干燥，铝粉要没有被氧化，否则难以反应； (3)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出； (4)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人； (5)实验装置要与人有一定距离，防止人被烧伤。,用如图所示的装置做铝热反应实验，回答下列问题：,(1)写出该反应的化学方程式： _， 在该反应中_是氧化剂，_是还原剂，该反应称为_反应。 (2)选出该实验的实验现象(把序号填写在横线上)：_。 镁带剧烈燃烧；放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；纸

9、漏斗的下部被烧穿；有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。,(3)写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：_；蒸发皿盛沙：_；镁带：_；氯酸钾：_。 【思路点拨】解答该题应注意以下三点： (1)铝热反应为典型置换反应，条件为高温。 (2)铝热反应中铝热剂为Al粉(还原剂)和金属氧化物(氧化剂)，引燃剂为KClO3。 (3)铝热反应放出大量的热量。,【误区警示】铝热反应是利用铝的强还原性，在高温下将相对不活泼且熔点高的金属从其金属氧化物中还原出来，因此只有Al和比Al活动性弱的金属形成的氧化物组成的混合物才能称之为铝热剂，如Al和MgO组成的混合物不能称之为铝热剂

10、。,变式训练2(2011年珠海高一检测)用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是() A二氧化锰 B三氧化钨 C三氧化二铬 D四氧化三铁 解析：选D。首先写出反应的化学方程式，根据制得金属各1 mol列比例式求解；或者是根据1 mol 铝失去3 mol电子，由电子守恒得，金属氧化物中金属的化合价最低者消耗的铝最少。,1海带中提碘 (1)海带中含有碘元素的检验 关键反应的反应原理 2H2IH2O2=I22H2O 实验步骤及证明方法,(2)海带中提碘 流程 海带灼烧煮沸氧化过滤提纯碘单质 主要的化学原理 Cl22KI=2KClI2,特别提醒：从海带中提取I2时，用氧化剂Cl2将

11、I氧化为I2，然后用有机溶剂(如CCl4)萃取水溶液中的I2，分液后再用蒸馏法将I2与有机溶剂分离开。,2海水提溴 (1)流程,特别提醒：(1)利用空气吹出法从海水中提溴，主要是利用Br2沸点低、易挥发、能被热空气和H2O(g)以溴蒸气形式吹入吸收塔。 (2)从苦卤或吸收液中得到Br2，均用Cl2作氧化剂把Br氧化为溴单质。,(1)实验操作的名称是_，所用主要仪器名称为_。 (2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是_(填序号)。 A酒精(沸点78 ) B四氯化碳(沸点77 ) C甘油(沸点290 ) D苯(沸点80 ) (3)在操作中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此

12、杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号)_溶液，反应的离子方程式为 _。,AKIO3 BHClO CKI DBr2 (4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_。 【思路点拨】解答该题应注意以下两点： (1)结合实验目的和流程图中的信息，理清每一步操作或变化的目的。 (2)联系卤素单质的性质推理。,【解析】从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳，酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为IClKI=I

13、2KCl。 【答案】(1)萃取、分液分液漏斗(2)BD (3)CIClI=I2Cl (4)蒸馏,变式训练3海水中溴元素以Br形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所示：,(1)步骤反应的离子方程式是_。 (2)步骤反应的化学方程式是_， 从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是_。 ANaOH BFeCl2 CNa2SO3 DH2O,(3)步骤蒸馏的过程中，温度应控制在80 90 。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因_。 (4)为什么不直接用经步骤得到的含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯气氧化，然后再进行蒸馏制取液溴”？ _。 解析：(1)(2)问相对简单，读懂流程图，结合学过的方程式，可以写出2BrCl2=Br22Cl，SO2Br22H2O=2HBrH2SO4；只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，,答案：(1)2BrCl2=Br22Cl (2)SO2Br22H2O=H2SO42HBrABC (3)若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率降低 (4)氯气氧化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏含溴的海水，产品生产成本高。“空气吹出、SO2吸收、氯气氧化”的过程实际上是Br2的浓缩过程,探究整合应用,碘缺乏会给人类的智力与健康造成极大的损害。我国政府为了消除碘缺乏