2022年高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源學(xué)案 新人教版必修2(I)

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1、2022年高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源學(xué)案 新人教版必修2(I) 知識與技能 1、揭示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系。2、樹立資源保護(hù)意識及合理開發(fā)意識。 過程與方法 活動探究，通過了解金屬資源的開發(fā)；金屬冶煉；人類冶煉和使用金屬的歷史；金屬資源的回收和再利用；海洋資源的類型；海水資源的開發(fā)及利用現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生歸納能力、比較能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過金屬礦物以及海水資源的開發(fā)利用兩個(gè)專題，使學(xué)生熱愛自然，熱愛化學(xué)。 【知識回顧】 糖的分類及結(jié)構(gòu)

2、 葡萄糖的特征反應(yīng) 蛋白質(zhì)的特征反應(yīng) 蔗糖的水解反應(yīng)方程式：____________________ __________ 淀粉（或纖維素）的水解反應(yīng)方程式：_______________ ______________________ 油脂在酸性條件下水解生成

3、 _____ 在堿性條件下水解生成 _ __ 【教學(xué)過程】 廣義地講，所謂自然資源，是指在一定時(shí)間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的，以提高人類當(dāng)前和將來福利的 和 的總稱?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)是滿足人類需要，強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約、強(qiáng)調(diào)代際之間、人類和其它生物種群之間、不同國家和不同地區(qū)之間的公平 一、金屬礦物的開發(fā)利用： 少數(shù)化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)存在，如

4、 ；大多數(shù)金屬在自然界中是以化合態(tài)存在的，如鋁以鋁土礦形式存在，鐵以鐵礦石形式存在。 是工業(yè)上將金屬從含有金屬元素的礦石中還原出來的生產(chǎn)過程。金屬的活動性不同，可以采用不同的冶煉方法。金屬冶煉的方法主要有： 1、熱分解法：對于不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬從其化合物中還原出來 2、熱還原法：在金屬活動性順序表中處于中間位置的金屬，通常是用還原劑（C、CO、H2、活潑金屬等）將金屬從其化合物中還原出來

5、，例如： 【演示實(shí)驗(yàn)】課本P89實(shí)驗(yàn)4-1 現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，并發(fā)出 。紙漏斗的下部被燒穿，有 落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，可以發(fā)現(xiàn)落下的是 。 結(jié)論：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（鋁熱反應(yīng)） 鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)：

6、 應(yīng)用： 3、電解法：非?；顫姷慕饘儆靡话愕倪€原劑很難將它們還原出來，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬，例如： 結(jié)論：金屬活動順序表中不同金屬冶煉方法的選擇 電解法 熱還原法 熱分解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag

7、 【思考】為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？ 二、海水資源的開發(fā)利用： 1、海水淡化： 海水淡化的方法主要有 、 、 等。 2、海水中的化學(xué)資源 由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮有大量的 和 ，按含量計(jì)，水中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種超過總量的 ，其他為微量元素，總計(jì)含有 多種元素。 3、海水中含有的各種元素的特點(diǎn)： 種類 ，總儲量 ，富集程度 。因此

8、，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。 4、從海水中提取物質(zhì)的方法 （1）從海水中提取食鹽的主要工藝流程 從海水中制取鹽具有悠久的歷史。氯化鈉是重要的化工原料，如生產(chǎn) （2）從海水中提取溴的主要工藝流程 ①用蒸餾法將海水濃縮。用硫酸將濃縮的海水酸化。 ②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì) ③向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 ④向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣 ⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單

9、質(zhì)。 【演示實(shí)驗(yàn)】課本P91實(shí)驗(yàn)4-2 ①反應(yīng)原理：海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2，再萃取出來。用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O ②提取流程 含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液 含碘單質(zhì)的溶液 試劑 殘?jiān)? 含碘元素的溶液 灼燒 海帶 溶解，過濾 海帶灰 ③實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 海帶不要用水洗；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。 【目標(biāo)檢測】A 1、冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣（或氫氣，或一氧化碳）法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有

10、（Ⅰ）火燒孔雀石煉銅；（Ⅱ）濕法煉銅；現(xiàn)代有（Ⅲ）鋁熱法煉鉻；（Ⅳ）從光鹵石中煉鎂，對它們的冶煉方法的分析不正確的是 A（Ⅰ）用①　　　B（Ⅱ）用② C（Ⅲ）用③　　　D（Ⅳ）用④ 2、熱還原法冶煉金屬的反應(yīng)一定是 A. 氧化還原反應(yīng) B. 置換反應(yīng) C. 分解反應(yīng) D. 復(fù)分解反應(yīng) 3、用鋁熱法還原下列化合物，制得金屬的物質(zhì)的量各 1 mol,需消耗鋁最少的是 A. MnO2 B. WO3 C. Co3O4 D. Cr2O3 4、下列敘述正確的是 ①工業(yè)上用電解熔融氯化鈉

11、的方法制取鈉 ②可以用鈉加入氯化鎂的飽和溶液中制取金屬鎂③用于電冶鋁的原料是氯化鋁 ④炭在高溫下能還原氧化鎂中的鎂 A. ①②③④ B. ①②③ C. ①③ D. ① 5、電爐法煉鎂時(shí)，要用大量的冷氣體將爐口揮發(fā)出的鎂蒸氣降溫以得到鎂粉，可選用的氣體是 A. H2 B. He C . N2 D. CO2 6、下列說法正確的是 A. 有些活潑金屬如鋁可作還原劑法的還原劑 B. 用電解NaCl溶液的方法來冶煉金屬鈉 C. 可用焦炭或一氧化

12、碳還原氧化鋁的方法來冶煉鋁 D. 回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物 7、鋁能用來冶煉難熔金屬（如Fe 、V、Mn等），這是因?yàn)殇X有 A. 兩性 B. 良好導(dǎo)電性 C. 熔點(diǎn)低 D. 還原性，在反應(yīng)中放出大量熱 8、某單質(zhì)X能從鹽的溶液中置換出單質(zhì)Y,由此推斷出下列說法正確的是 A. X、Y都是金屬時(shí)，則X一定比Y活潑 B. X一定排在金屬活動順序表中H的前面 C. X是金屬時(shí)，Y可能是金屬也可能是非金屬 D. X是非金屬時(shí)，Y可能是金屬也可能是非金屬 9、有一種粉末它是由鐵的氧化物中的一種或者兩種組成，取3.04 g粉末加熱，同時(shí)通入足量的CO使

13、之完全反應(yīng)，再用過量澄清石灰水把生成的氣體充分吸收，產(chǎn)生沉淀 5 g。 則該粉末的組成是 A. 只有Fe2O3 B. 只有FeO C. 等物質(zhì)的量的Fe2O3和Fe3O4 D. 等物質(zhì)的量的FeO和Fe3O4 10、關(guān)于金屬元素在自然界存在的情況的敘述中，正確的是 A．金屬元素僅存在于礦物中。 B．金屬元素存在于礦物和動物體內(nèi)，但植物體內(nèi)不含。 C．少數(shù)金屬元素以游離態(tài)存在，大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)存在。 D．金屬元素不僅存在礦物中，動物和植物體內(nèi)也存在少量金屬元素 11、下列礦石可

14、作煉鐵原料的是： ①赤鐵礦 ②黃鐵礦 ③磁鐵礦 ④閃鋅礦 ⑤菱鐵礦 A ①和② B 只有①和③ C 有①③⑤ D ①②③⑤ 12、將3.6g炭粉跟Fe3O4 80%的磁鐵礦粉29g混合后，隔絕空氣加強(qiáng)熱，反應(yīng)后收集到的氣體恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，其體積為6.72升，則氣體是 A. 全部是CO2 B. CO和CO2各占一半 C. 全部是CO D. CO和CO2的混合物，其中CO體積占2/3 13、由黃銅礦煉銅的過程中發(fā)生了反應(yīng):Cu2S+2Cu2O=== 6Cu+SO2↑

15、,下列敘述正確的是 A. 該反應(yīng)從氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移看,與SO2+2H2S==3S+2H2O是同一反應(yīng)類型 400℃ B. 該反應(yīng)中,氧元素氧化了硫元素 C. 該反應(yīng)從氧化還原反應(yīng)角度看,與6NO2+8NH 3==== 7N2+12H2O是一種反應(yīng)類型 D. 該反應(yīng)中,Cu2S既是還原劑又是氧化劑 14、下列海洋資源中屬于可再生資源的是 A． 海底石油、天然氣 B． 潮汐能C． 濱海砂礦 D．錳結(jié)核 15、下列哪種方法不能實(shí)現(xiàn)海水的淡化 A．蒸餾法 B．電滲析法 C．離子交換法 D．電解法

16、 【目標(biāo)檢測】B 16、海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： （1）粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42—等雜質(zhì)離子，精制時(shí)所用試劑為：A．鹽酸，B．BaCl2溶液，C．NaOH溶液，D．Na2CO3請問加入試劑的順序?yàn)椋? 。 （2）電解熔融MgCl2制備單質(zhì)鎂的化學(xué)方程式為： 。 （3）實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的； 溶解時(shí)： 。過濾時(shí)： 。蒸發(fā)時(shí)：

17、 。 (4)獲得HCl的反應(yīng)為2CH4+O2+4Cl2=======2CO+8HCl(不考慮其他反應(yīng))。事實(shí)上，生產(chǎn)中HCl一直在循環(huán)使用。試從理論上分析是否需要補(bǔ)充HCl，簡要說明理由 。 17、準(zhǔn)確稱取6 g鋁土礦(含Al2O3,Fe2O3,SiO2)樣品，放入盛有100mLH2SO4溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V液中加入10mol/LNaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的量與所加NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。試

18、求： ⑴硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度. ⑵若b=2.3,則鋁土礦中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是多少? ⑶b值的范圍是在 之間，在這個(gè)范圍內(nèi)，b值越大， 的含量越少. 第四章 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 參 考 答 案 知識回顧 略 自然環(huán)境因素 條件 一、金屬礦物的開發(fā)利用：金、鉑 金屬冶煉 1方程式略 2劇烈燃燒 熔融物 鐵珠 特點(diǎn)：反應(yīng)放出大量熱能將不活潑金屬從其化合物中置換出來 應(yīng)用：生產(chǎn)上，可用于焊接鋼軌，在工業(yè)上常用這種方法冶煉難熔的金屬 3方程式略 二、海水資源的開發(fā)利用：

19、1蒸餾法 電滲析法 離子交換法 2無機(jī)物 有機(jī)物 99% 80 3很多 很大 很低 4燒堿 純堿 金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉 1. B 2. A 3. C 4. D 5. B 6. AD 7. D 8. AC 9. D 10. CD 11. D 12. D 13. D 14. B 15. D 16. (1) CBDA 或BCDA (2) 略 (3) 攪拌 引流 攪拌 (4) 不需要。因?yàn)?mol 氫氧化鎂需要2mol 鹽酸，生成1mol 氯化鎂，電解成1mol氯氣，在反應(yīng)為2mol HCl 17. (1) 1.75mol/L (2)氧化鋁85%、氧化鐵12%、二氧化硅3% (3) 1.625～5m L 氧化鐵