2021新人教版高中化學必修二4.1《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》word學案

1、開發(fā)利用金屬礦物和海水資源1了解金屬冶煉的化學反應原理和基本方法。2了解海水資源及其開發(fā)利用的主要方法。3掌握從海水中提取溴和碘的化學反應原理和實驗方法。4認識開發(fā)利用金屬礦物和海水資源所帶來的環(huán)境問題和預防措施。認識化學在自然資源的合理開發(fā)與綜合利用方面的重要價值，培養(yǎng)環(huán)保意識和節(jié)約意識。要點一 1金屬在自然界的存在形態(tài)。2金屬冶煉的原理。金屬的冶煉是利用氧化還原反應原理，在一定條件下，使金屬離子得到電子被還原成金屬原子，聚集成為金屬單質。如Mnne=M。3冶煉方法。(1)熱分解法:適用于不活潑金屬的冶煉。(2)電解法。適用于活潑金屬的冶煉。(3)高溫還原法。適用于大多數中等活潑金屬的冶煉，

2、常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣等。(4) 其他方法。 4合理開發(fā)和利用金屬資源的途徑。(1)提高金屬礦物的利用率。(2)減少金屬的使用量。(3)加強金屬資源的回收和再利用。(4)使用其他材料代替金屬材料。【應用思考】1在自然界中，金屬為什么大多數以化合態(tài)存在？提示:大多數金屬比較活潑，容易與H2O、O2等反應，故大多數金屬以化合態(tài)存在于自然界中。2工業(yè)上利用電解熔融MgCl2來制取Mg，而MgO比MgCl2更易獲得，為什么不電解熔融MgO制取鎂呢？(MgO的熔點:2 852 ，MgCl2的熔點:118 )提示:由于MgO的熔點遠遠高于MgCl2的熔點，將MgO熔融需要能量較多，所以采用電解

3、熔融MgCl2的方法制取Mg，冶煉金屬也要考慮節(jié)能減排。要點二 1(1)海水淡化的途徑主要是從海水中提取淡水或從海水中把 鹽分離出去。(2) 海水淡化的主要方法:蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術和工藝也比較完善，但成本較高。2直接利用。主要包括海水的淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻等。3海水制鹽。(1)方法。把海水引到鹽灘上，利用日光和風力使水分蒸發(fā)，得到食鹽。(2)食鹽的用途。有關反應的方程式:4海水提溴。在預先經過酸化的濃縮海水中，用氯氣氧化溴離子使之成為單質溴，反應的離子方程式為Cl22Br=Br22Cl。【應用思考】3海水制鹽屬于物理變化還是化學變化？提示:海水

4、制鹽是利用日光和風力使海水中水分蒸發(fā)從而使食鹽結晶析出，因此屬于物理變化。4海水的蒸餾裝置與普通的蒸餾裝置有何區(qū)別？為什么？提示:因為海水蒸餾得到的是淡水，水的沸點為100 (常壓下)無需用溫度計，因此可不用蒸餾燒瓶，而換為圓底燒瓶。1歷史上最悠久的海水淡化方法是(A)A蒸餾法 B電滲析法C離子交換法 D過濾法2有關金屬的冶煉原理，下列說法正確的是(C)A肯定發(fā)生的是置換反應B肯定發(fā)生的是分解反應C肯定發(fā)生的是氧化還原反應D只能用金屬作還原劑冶煉金屬3下列化學方程式，能用于工業(yè)上冶煉金屬鎂的是(D)A2NaMgCl2=2NaClMgBMgCl2(溶液)Mg Cl2C2MgO2MgO2DMgCl

5、2(熔融)MgCl21從利用金屬的歷史來看，先是青銅器時代，而后是鐵器時代，鋁的利用是近百年的事。這個先后順序跟下列有關的是(B)地殼中的金屬元素的含量金屬活動性順序金屬的導電性金屬冶煉的難易程度金屬的延展性A BC D解析:對比金屬活動性強弱關系與人類利用金屬的先后，可以發(fā)現人類使用較早的金屬，其活動性較弱；結合學習中對金屬鐵、鋁的冶煉的認識，可知:金屬活動性越強，金屬的冶煉難易程度越難，這會影響了人類對金屬的使用，其它因素均與使用的前后順序無關；故選B。2下列屬于海水化學資源利用的是(B)A海水淡化B海水提鹽C海水養(yǎng)殖 D海水發(fā)電解析:A、C、D三項都屬于海水水資源的開發(fā)利用。3以下方法可

6、用于工業(yè)冶煉金屬的是(C)A電解熔融AlCl3獲取金屬鋁B電解MgCl2溶液獲取金屬鎂C用CO還原鐵礦石來獲取金屬鐵D電解飽和食鹽水來獲取金屬鈉解析:AlCl3是共價化合物，應該用電解熔融Al2O3獲取金屬鋁，A錯誤；應該電解熔融的MgCl2獲取金屬鎂，B錯誤；鐵是比較活潑的金屬，在工業(yè)上就是用CO還原鐵礦石來獲取金屬鐵的，C正確；電解熔融食鹽來獲取金屬鈉，D錯誤；答案選C。4下列化工生產原理錯誤的是(D)可以用電解熔融的氯化鈉的方法來制取金屬鈉可以用鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂電解法煉鋁時，原料是氯化鋁煉鐵高爐中所發(fā)生的反應都是放熱的，故無需加熱A BC D解析:鈉可以和氯化鎂飽和溶液中的水

7、反應，不能將鎂置換出來，錯誤。電解冶煉鋁所用的原料為氧化鋁，錯誤。煉鐵高爐中所發(fā)生的反應CO2C2CO屬于吸熱反應，錯誤。5工業(yè)上制備下列金屬，采用的化學反應原理正確的是(C)解析:工業(yè)上電解熔融的氯化鎂來制取金屬Mg，A錯誤；鈣的工業(yè)制法與鎂相似，電解熔融的氯化鈣，B錯誤；工業(yè)制取Mn用還原法，單質Al與二氧化錳發(fā)生置換反應，C正確；汞單質的制取用加熱分解法，分解HgO得到Hg單質，D錯誤，答案選C。6目前從海水中提取的溴約占世界溴年產量的，海水提溴常用的方法之一是用氧化劑把溴離子氧化成單質，再通入熱空氣將溴蒸氣吹出，這一反應中常用的氧化劑是(A)ACl2 BBr2CH2O DH2O2解析:

8、此法是通入氯氣把濃縮的溶液中的溴化物氧化，然后用空氣把生成的溴吹出。7從化學原理和經濟利益角度分析，下列從海水中提取鎂單質的方法最可行的是(D)解析:從原料成本等方面考慮，D項方法最可行，答案為D。8從海帶中提取碘的實驗過程中涉及下列操作，其中正確的是(D)(1)將海帶灼燒成灰(2)過濾得含I溶液(3)放出碘的四氯化碳溶液(4)分離碘并回收四氯化碳A(1)(2) B(2)(3)C(1)(2)(3) D(3)(4)解析:(1)錯，灼燒海帶要用耐高溫的坩堝，不能采用燒杯或蒸發(fā)皿；(2)錯，向漏斗轉移溶液時必須用玻璃棒引流；(3)四氯化碳密度比水大，碘的四氯化碳溶液在下層，合理；(4)采用蒸餾的方法

9、分離碘并回收四氯化碳，裝置圖和方法都合理，故答案為D。9冶煉金屬常用以下幾種方法:以C、CO或H2做還原劑、用活潑金屬Na、Mg等還原、利用鋁熱反應原理還原、電解法、熱分解法。下列金屬各采用哪種方法還原最佳。(用序號填寫下列空白)(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬_。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬_。(3)Hg、Ag等不活潑金屬_。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點金屬_。(5)K、Rb、Cs、Ti等金屬通常還原方法是_。解析:中等活潑的金屬用熱還原法冶煉；活潑金屬用電解法冶煉；不活潑金屬用熱分解法冶煉；高熔點金屬用鋁熱法冶煉。答案:(1)(2)(3)(4)(5)10某化學小組的同學

10、取一定量的Al和Fe2O3的混合物進行鋁熱反應，并探究熔落物的成分。請回答下列問題。.(1)引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是_。(2)做鋁熱反應時，內層紙漏斗底部剪一小孔用水潤濕的目的是_。(3)反應的化學方程式為_。.已知:Al、Fe的熔、沸點數據如下。物質 Al Fe 熔點() 660 1 535 沸點() 2 467 2 750 (1)某同學猜測，鋁熱反應所得到的熔落物是鐵鋁合金。理由:該反應放熱能使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，所以鐵和鋁能形成合金。你認為他的解釋是否合理？_(選填“合理”或“不合理”)。設計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的熔落物中含有金屬鋁:_。(2)另外一名同學觀察到熔落物呈黑色，他認為鋁熱反應中有少量Fe3O4生成，該同學設計如下實驗驗證他的結論:取少量熔落物，用稀硫酸溶解，加水稀釋后滴加34滴KSCN溶液。若溶液變?yōu)榧t色，則有Fe3O4生成；否則沒有Fe3O4生成。該同學的實驗方案是否合理？說明你的理由。解析:(1)從表格中的數據可知:鋁熱反應放出的熱量熔化鐵的同時過量的鋁也熔化，故可得到鐵鋁合金。鋁與氫氧化鈉溶液反應，而鐵不與氫氧化鈉溶液反應，可利用氫氧化鈉溶液與鋁發(fā)生反應生成氣體檢驗鋁的存在。(2)若生成物中含有Fe3O4，過量的鐵也會將Fe3還原，故溶液中不存在Fe3，不能利用該實驗檢驗生成物中是否含有Fe3O4。答案