第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源

1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第一课时金属矿物的开发利用课前预习学习目标1．在掌握金属冶炼的一般原理的基础上，了解适用于活泼性不同的金属的冶炼方法。2．了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）中的作用。3．认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学和可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。自主预习1、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。绝大多数金属以________形式存在。（2）．在地壳中含量最高的金属元素是，其次是。（3）．在金属化合物中，金属元素都显。（4）．金属活动性顺序表：2、氧化还原反应氧化还原反应的特征是，实质是。预习检测1．常言“真金不怕火炼”从化学的角度对这句话的理解正确的是()A．金的熔点高，难于熔化B．金的化学性质稳定，不易变质C．金越炼越纯D．金的硬度大，高温下难于变形2．金属冶炼的目的是()A把金属化合物还原为金属单质B除去金属中的杂质C把金属单质变为氧化物D把电能转变为化学能3．完成下列反应化学方程式氢气还原氧化铜。一氧化碳还原氧化铁。课内探究合作探究探究活动一：金属的冶炼21．金属的冶炼金属冶炼的实质是金属化合物中的金属离子得到电子被还原变成金属单质的过程Mn++ne-===M⑴热分解法：适用于金属活动性的金属冶炼。加热分解氧化汞：；加热分解氧化银：。⑵电解法：适用于金属活动性的金属冶炼。冶炼钠：；冶炼铝：⑶热还原法：适用于金属活动性的金属冶炼。用焦炭还原氧化锌用一氧化碳还原氧化铜用氢气还原WO3铝热反应概念：铝和在高温下剧烈反应并放出大量热的化学反应叫铝热反应。原理：铝做还原剂，另一种金属氧化物做氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来。应用：冶炼难熔的活动性比铝弱的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。用铝还原氧化铁用铝还原V2O5⑷其它冶炼方法①湿法炼铜②火法炼铜：Cu2S+O2===2Cu+SO2思考交流①引发反应的试剂是什么？作用分别为什么？②这个反应属于放热反应还是吸热反应？③根据上述反应，试写出下列铝热反应的方程式。四氧化三铁和铝反应氧化铬和铝反应加热3特别提醒在应用铝热反应解决问题时，要理解铝热反应的实质是置换反应，利用铝的活泼性置换出不活泼的金属，在判断铝热反应是否能发生时，应首先看金属的活动性。归纳整理金属活动性顺序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、CuHgAgPtAu金属原子失电子的能力金属离子得电子的能力主要冶炼方法学以致用1．铝能用来冶炼难熔金属(如Cr、V、Mn等)，这是因为铝（）A．有两性B．有良好的导电性C．熔点低D．有还原性，且在反应中放出大量热2．下列有关金属冶炼的说法正确的是（）A．高炉炼铁的过程是通过置换反应得到铁B．用直接加热氧化铝的方法冶炼得到铝C．用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠D．硫化亚铜与氧气反应炼铜的过程不属于氧化还原反应探究活动二：金属冶炼的应用已知有关物质的熔沸点数据如下表:参考上述数据填空和回答问题：(1)工业上为什么常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,而不用电解MgO的方法生产镁?(2)工业上为什么常用电解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生产金属铝,而不用电解AlCl3的方法生产铝?思考交流不同的金属选取相应的冶炼方法的依据是什么？物质MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔点/oC28522054714190（以分子形式存在．．．．．．．）沸点/oC36002980141218043．人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属单质的时间顺序是()A．铜、铁、铝、钛B．铁、铝、铜、钛C．铜、铁、钛、铝D．铁、铜、铝、钛4．下列金属①铁②镁③锰④钒⑤铬可用铝热法制备的有()A、①②④B、①②③⑤C、①③④⑤D、①②③④⑤5．有关金属的冶炼原理，下列说法正确的是()A、肯定发生的是置换反应B、肯定发生的是分解反应C、肯定发生的是氧化还原反应D、只能用金属做还原剂冶炼金属随堂检测1．金属冶炼的实质是（）A．金属元素失去电子B．金属元素获得电子C．金属元素被氧化了D．金属元素可能被氧化了，也可能被还原了2．从金属被利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是（）①地壳中金属元素的含量②金属活动性顺序③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性A．①③B．②⑤C．③⑤D．②④3．在冶金工业上均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()A、Na、Ba、AlB、K、Zn、FeC、Zn、Fe、AgD、Mg、Zn、Fe4．冶炼和提取金属常用以下几种方法：①以C或CO、H2作还原剂还原②电解法③热分解法④铝热反应⑤物理提取法，现冶炼和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提取方法。Fe________；Mg________；Cu_________；Hg________；Na_________；Au_________。课后提升达标检测1．工业上冶炼金属一般采用热分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼5方法。你认为选择的原则主要是依据（）A．金属在自然界中的存在形式B．金属熔点的高低C．金属离子得电子的能力D．金属元素在地壳中的含量2．工业上冶炼难熔的金属如钒、铬、锰等通常所用的方法是（）A．热分解法B．电解法C．CO还原法D．铝热反应法3．下列化工生产原理错误的是（）①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁③用电冶铝时，原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热A．②③B．①③C．①②③D．②③④4．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是（）A．(Ⅰ)用①B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③D．(Ⅳ)用④5．单质A能从盐溶液中置换出单质B，则下列说法中，不正确的是（）A．当A、B都是金属时，A一定比B活动性强B．当A、B都是非金属时，A一定比B活动性强C．当A是金属时，B可能是金属，也可能是非金属D．当A是非金属时，B可能是金属，也可能是非金属第一节开发利用金属矿物和海水资源第二课时海水资源的开发利用课前预习学习目标1．了解海水资源开发和利用的前景。了解海水中主要元素的种类和含量；62．掌握海水淡化的常用方法，明确海水资源的利用形式，化学方法在海水资源开发中的应用。自主预习海水水资源的开发利用1．海水水资源海洋约占地球表面积的71%，海水占地球总水量的。2．海水水资源的利用(1)利用方式：主要包括海水的淡化和直接利用海水进行等。(2)海水淡化的途径主要是从海水中提取淡水或从海水中把分离出去。(3)海水淡化的方法主要有、、等。其中的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。(4)海水的淡化——蒸馏法原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水。.预习检测1．许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质的是（）A、氯、溴、碘B、钠、镁、铝C、烧碱、氢气D、食盐、淡水2.甲、乙、丙三种溶液中各有一种X（X为ClBr或I）离子，向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有（）A、BrIClB、BrClIC、IClBrD、ClIBr课内探究合作探究7探究活动一：海带中提碘【实验·探究】证明海带中含有碘（书本p91实验4－2）并填写下表现象解释或用离子方程式表示往滤液中加几滴稀硫酸和H2O2再往上述溶液中加入几滴淀粉溶液思考交流①本实验的原理是②碘易升华，为什么还可以用酒精灯灼烧干海带？③能否用氯水代替稀硫酸和双氧水？学以致用1．海带中含碘元素，有人设计如下步骤来提取碘。合理的操作顺序为（）①通入足量的氯气②将海带烧成灰，向灰中加水搅拌③加CCl4振荡④过滤⑤用分液漏斗分液A．②→④→①→③→⑤B．②→①→③→④→⑤C．①→③→⑤→②→④D．③→①→②→⑤→④探究活动二：海水提溴：⑴用法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。⑵向酸化的海水中通入适量的，使溴离子转化为溴单质。⑶向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛溶液的吸收塔内。⑷向吸收塔内中溶液内通入适量的氯气。⑸用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的单质。化学方程式：2NaBr＋Cl2＝；Br2＋SO2＋2H2O＝；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，过滤海带灰海水浓缩海水海水(溴水)-吸收塔（SO2）-Br-SO42-溴水溴单质浓缩酸化通入Cl2通入空气水蒸气（吹入）反应后富集溴通入Cl2分离82HBr＋Cl2＝。思考交流第一步已经得到了溴单质，为什么还要将其转变为氢溴酸？归纳整理①从海水中提取淡水——海水淡化②海水制盐[来源:学。科。网]海水资源的开发利用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（1）：海水淡化（2）：海水“晒盐”①、原理：②、粗盐的提纯：（3）：海水提镁92．工业上从海水中提取溴的方法如下：①将蒸馏（制淡水）后浓缩的海水用硫酸进行酸化；②向酸化的海水中通入足量氯气，使溴离子转化为溴单质；③向上述溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的吸收塔内转化成氢溴酸；④向吸收塔内通入适量的氯气；⑤用四氯化碳萃取吸收塔中的溴单质。请完成下列问题：（1）在实验室中蒸馏海水制淡水时，常用的仪器除了酒精灯、锥形瓶、牛角管、冷凝管、石棉网及必要的夹持仪器，还需要的玻璃仪器有；蒸馏时碎瓷片的作用是。（2）步骤②中反应的离子方程式为（3）步骤③的目的是使溴单质富集，试写出溴单质与二氧化硫水溶液反应的化学方程式为。反应中（写化学式）是氧化剂。1mol氧化剂在反应中得到mol电子。（4）下列能代替四氯化碳来萃取溴的试剂是（填序号）A．盐酸B．酒精C．乙酸D．苯随堂检测1．6月5日是世界环境日，环境与可持续发展是永远的主题，利用海水是可持续发展的一个任务，对于海水的利用认识错误的是（）A．海水中有人类大量需要的物质，人类可以大量开发海水中的物质，以满足资源短缺的问题B．海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发C．可以用太阳能电解海水以获取氢能源D．人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡2．从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。从化学知识的角度和经济效益的角度考虑，可在海水中加入的物质是()10A．NaOHB．KOHC．CaOD．Na2O3．除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是（）A．加入适量的KI溶液B．通入溴蒸气C．加氢氧化钠溶液D．加入适量的溴化钠溶液4．一化学兴趣小组的同学通过如下实验提取海带中的碘：①粉碎海带，加一定量的氢氧化钾溶液后高温灰化；②用水浸泡海带灰，过滤；③用盐酸酸化滤液，加入碘酸钾(KIO3)氧化溶液中的碘离子(I－)，生成碘单质；④用四氯化碳萃取水溶液中的碘。请回答下列问题：(1)实验步骤③中相关反应的离子方程式为(2)实验步骤③中也可用H2O2代替KIO3，相关反应的离子方程式为(3)如何检验用四氯化碳萃取碘后的水溶液是否还有碘单质？课后提升达标检测1.海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（）A．从海水中可得到NaCl，电解熔融NaCl或其水溶液都可制得Cl2B．因海水中含有镁元素，故不需经过化学变化就可以得到镁单质C．利用蒸馏原理从海水中提取淡水是海水淡化技术发展的新方向D．无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都是将化学能转化为电能2．溴是海水中重要的非金属元素，地球上99%的溴存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。下列关于溴的说法中不正确的是（）A．溴在海水中以化合态存在B