新教材同步必修第二冊 第8章 第一節(jié) 第1課時　金屬礦物、海水資源的開發(fā)利用【化學(xué)課外】

1、第1課時金屬礦物、海水資源的 開發(fā)利用第八章第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用1.理解金屬冶煉的一般原理，掌握活潑性不同的金屬冶煉的一般方法，形成 金屬冶煉方法知識模型，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力。2.了解海水的主要組成元素，了解海水資源及開發(fā)利用的主要方式，掌握從 海水中提取溴的化學(xué)反應(yīng)原理及實驗方法，培養(yǎng)“宏觀辨識與變化觀念”。3.通過對金屬冶煉原理及海水資源綜合利用的認(rèn)識，培養(yǎng)“科學(xué)探究”精神， 增強社會責(zé)任感。核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)二、海水資源的開發(fā)利用內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、金屬礦物的開發(fā)利用金屬礦物的開發(fā)利用JIN SHU KUANG WU DE KAI FA LI YONG01

2、知識梳理1.金屬元素在自然界中的存在形態(tài)游離態(tài)金、鉑化合態(tài)2.金屬冶煉的一般原理(1)基本原理：將金屬元素從其化合物中 出來。(2)表示方法：Mnne=M。還原3.金屬冶煉的一般方法(1)依據(jù)：金屬活潑性不同，將其由化合態(tài)還原為游離態(tài)的難易程度不同。(2)寫出用下列方法冶煉金屬的化學(xué)方程式熱分解法：加熱分解HgO：2HgO 2HgO2加熱分解Ag2O：2Ag2O 4AgO2熱還原法：H2還原CuO：CuOH2 CuH2O高爐煉鐵：Fe2O33CO 2Fe3CO2鋁熱反應(yīng)：2AlFe2O3 2FeAl2O3電解法：冶煉鈉：_冶煉鎂：_冶煉鋁：_其他方式：濕法煉銅：_FeCuSO4=FeSO4Cu

3、4.合理開發(fā)和利用金屬礦物資源(1)提高金屬礦物的利用率。(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法。(3)防止金屬的腐蝕。(4)加強廢舊金屬的回收和再利用。(5)使用其他材料代替金屬材料。(1)所有金屬單質(zhì)必須通過化學(xué)反應(yīng)才能獲得()(2)利用化合物冶煉金屬時，金屬元素一定發(fā)生還原反應(yīng)()(3)越活潑的金屬元素，人類利用的越晚()判斷正誤提示活潑性非常弱的金屬，如金、鉑等，在自然界中以單質(zhì)形式存在，可以通過物理方法獲得。提示金屬冶煉的本質(zhì)就是利用還原劑，將金屬從化合物中還原出來。提示越活潑的金屬，其金屬陽離子氧化性越弱，越難被還原，因此利用的時間就越晚。(4)用熱還原法冶煉金屬時，可以用H2將Mg從化

4、合物中還原出來()(5)鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是用鋁將比鋁活潑性弱的金屬從其化合物中置換出來()提示Mg是活潑金屬，其活潑性大于H2的活潑性，不能用熱還原法制備。提示鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是置換反應(yīng)，是利用金屬鋁的還原性把活潑性弱的金屬從其化合物中還原出來。1.利用鋁熱反應(yīng)可以在野外焊接大截面的鋼軌，其原理為2AlFe2O3 Al2O32Fe，某小組用如圖所示儀器及試劑探究鋁熱反應(yīng)。深度思考其實驗現(xiàn)象記錄如下：劇烈反應(yīng)，火星四射。放出大量的熱，紙漏斗下端被燒穿，有紅熱熔融物落入細(xì)沙上，冷卻后變?yōu)楹谏腆w。根據(jù)以上描述，回答以下問題：(1)鋁熱反應(yīng)需要高溫條件，是否還需要持續(xù)加熱？提示鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱可

5、以維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，因此不需要持續(xù)加熱。(2)實驗中，鎂條、氯酸鉀的作用是什么？引發(fā)反應(yīng)的操作是什么？提示鎂條是引燃劑，氯酸鉀為助燃劑，點燃鎂條，促使氯酸鉀分解，釋放出氧氣，使鎂條更劇烈燃燒，單位時間內(nèi)放出更多熱量，從而引發(fā)Al和Fe2O3發(fā)生反應(yīng)。(3)蒸發(fā)皿中鋪少量細(xì)沙的作用是什么？提示一是防止蒸發(fā)皿炸裂，二是防止生成的熔融物濺出。(4)據(jù)反應(yīng)原理，F(xiàn)e2O3和Al的質(zhì)量比為多少最好？提示為保證Fe2O3和Al都反應(yīng)完全，兩者質(zhì)量比控制在31為最好。 m(Al)160(227)312.地球上的金屬資源是有限的，合理開發(fā)利用金屬資源尤為重要。下圖是從鋁土礦和廢舊鋁質(zhì)飲料罐獲取鋁的工藝流程：a

6、.資料卡片：(1)以鋁土礦為原料生產(chǎn)1 kg鋁的資源及能耗鋁土礦：4 kg煤：0.5 kg燃料油：0.25 kg純堿：0.5 kg石灰：0.5 kg氟化鈣：0.04 kg焙燒碳素：0.6 kg冰晶石：0.03 kg電能能耗6.7107 J(2)以廢舊飲料罐生產(chǎn)1 kg鋁消耗資源及能耗廢舊飲料罐1.01 kg，電能能耗3.35106 J試從能源消耗和環(huán)境污染兩個角度分析加強廢舊金屬回收利用的重要性。提示用鋁土礦生產(chǎn)鋁，能耗高，資源消耗量大，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢氣、廢液及廢渣，對大氣水體及土壤會產(chǎn)生很大污染；而用廢舊飲料罐生產(chǎn)鋁，能耗低，資源消耗量小，對環(huán)境污染很小，變廢為寶，既可以減少廢舊

7、金屬對環(huán)境的污染還可以提高礦物有效利用率，是可持續(xù)發(fā)展的必然要求。1.工業(yè)上常用電解法冶煉的金屬為A.鎂 B.鐵 C.銅 D.銀解析鎂是活潑金屬，用熱還原法不能獲取，只能用電解熔融的氯化鎂來制取。跟蹤強化12342.已知一些金屬的發(fā)現(xiàn)和使用與其金屬活動性有著必然的聯(lián)系。據(jù)此推測，下列事件發(fā)生在鐵器時代之前的是A.金屬鈉的使用 B.青銅器的大量使用C.海水提鎂 D.鋁熱法制鉻解析鈉、鎂都是活潑金屬，工業(yè)制備常用電解法，鋁熱法制鉻是在高溫下用鋁作還原劑，將鉻從其化合物中置換出來，故A、C、D三項對應(yīng)的事件都是近現(xiàn)代發(fā)生的，銅性質(zhì)非常穩(wěn)定，易從化合物中提取出來，故青銅器的使用應(yīng)發(fā)生在鐵器時代之前。1

8、2343.鋁能用于冶煉熔點高的金屬(如V、Cr、Mn等)，用到的鋁的性質(zhì)是A.銀白色金屬B.熔、沸點相對較低C.導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好D.還原性強，在反應(yīng)中釋放出大量的熱1234解析鋁熱法冶煉金屬利用的是鋁的還原性強，在反應(yīng)中釋放大量的熱，在高溫下，將活潑性相對弱的金屬從其化合物中置換出來的性質(zhì)。解析K和Mg不能用H2或CO來還原其化合物制得，因活潑金屬單質(zhì)會和H2O或CO2反應(yīng)，A項錯誤；Al應(yīng)用電解法冶煉，B錯誤；Hg和Ag常用熱分解法冶煉，D錯誤。4.下列各組金屬最適合用H2或CO把它從化合物中還原出來的是A.K、Mg B.Fe、AlC.Fe、Cu D.Hg、Ag1234金屬冶煉方法與金屬活動

9、性關(guān)系歸納總結(jié)返回02海水資源的開發(fā)利用HAI SHUI ZI YUAN DE KAI FA LI YONG1.海水水資源的開發(fā)利用(1)海洋約占地球表面積的 ，海水中水的儲量約占地球總水量的 ，約1.31018 t。(2)海水水資源的利用知識梳理71%97%海水的蒸餾a.主要儀器：A： ，B： ，C： 。b.冷凝水的流向： 口進(jìn)， 口出。c.B中加入碎瓷片的目的是 。冷凝管蒸餾燒瓶錐形瓶ab防止液體暴沸2.海水化學(xué)資源的開發(fā)利用(1)海水中的化學(xué)元素海水中元素主要元素：_常量元素： 、 、 、 、S、Ca、Br、C、 Sr、B、F等11種元素微量元素：鈾元素、碘元素等O、HCl Na K M

10、g氯堿工業(yè)：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2制鈉和氯氣：_制鹽酸：H2Cl2 2HCl制漂白劑(84)：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O(2)海水中提取物質(zhì)及綜合利用用KBr制單質(zhì)溴：_用MgCl2制Mg：_2KBrCl2=2KClBr2(1)海洋約占地球表面積的71%，因此地球不缺水，人類可以任意使用，不用節(jié)約()(2)海水淡化的方法中，蒸餾法成本最低()(3)海水中含量最多的兩種元素為Na元素和Cl元素()(4)可以通過電解飽和食鹽水的方式獲取金屬鈉和氯氣()提示海水中含量最多的兩種元素為O和H元素。判斷正誤提示電解飽和食鹽水可以獲取氫氧化鈉、氫氣和氯氣，不能生成金屬鈉。

11、(5)從溴化鉀中獲取單質(zhì)溴發(fā)生了氧化還原反應(yīng)()(6)除了從海水中獲取淡水和化學(xué)物質(zhì)外，其他就沒有什么價值了()提示除了從海水中獲取淡水和化學(xué)物質(zhì)，海水在能量方面也具有十分重要的戰(zhàn)略意義，如潮汐能、波浪能等新型能源的開發(fā)和利用等。溴及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上用一種叫“吹出法”的技術(shù)從海水中提取溴，其生產(chǎn)流程如下：(1)寫出、過程中反應(yīng)的離子方程式。深度思考提示Cl22Br=Br22ClSO2Br22H2O= 2Br4HCl22Br=Br22Cl(2)過程和通入空氣、水蒸氣利用單質(zhì)溴的什么性質(zhì)？過程獲取了游離態(tài)的溴，過程又將其轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的溴，其目的是什么？提示Br2易揮發(fā)，

12、利用空氣或水蒸氣可以將Br2從海水中吹出；將單質(zhì)溴再轉(zhuǎn)化為溴離子的目的是使Br濃縮，提高Br2的提取效率。(3)過程蒸餾過程中溫度控制在8090 ，溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，原因是什么？提示溫度過高，水蒸氣揮發(fā)性增強，使溴的純度降低，溫度太低，溴的揮發(fā)性減小，導(dǎo)致溴單質(zhì)不能充分揮發(fā)。1.在海水資源的綜合利用中，不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是A.溴、碘單質(zhì) B.鈉、鎂單質(zhì)C.食鹽、淡水 D.燒堿、純堿12跟蹤強化解析海水中氯、溴、碘、鎂、鋁都以化合態(tài)形式存在，若制取其單質(zhì)，必須經(jīng)過化學(xué)變化。從海水中提取食鹽和海水的淡化主要是將海水進(jìn)行蒸發(fā)或蒸餾，是物理變化。而由飽和食鹽水制取燒堿需電解，為化學(xué)變化，故答案選C。2.我國歷來十分重視海水資源的綜合利用，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是A.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中發(fā)生了化學(xué)變化C.海水中含有溴元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到溴單質(zhì)D.從海水中可以得到MgCl2，電解熔融MgCl2可制備Mg12解析潮汐發(fā)電是將潮汐能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；因水的沸點較低，可用海水蒸發(fā)制