2025春高一化學(xué)必修第二冊(cè)人教版教學(xué)課件 8.3 第1課時(shí) 金屬礦物及海水資源的開發(fā)利用

第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物及海水資源的開發(fā)利用[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．了解金屬在自然界中的存在形式及金屬的冶煉方法。2．了解鋁熱反應(yīng)的原理，了解金屬回收和資源保護(hù)的意義。3．了解海水資源、海水淡化的方法。4．了解海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用，即海水制鹽、海水提溴、海水提鎂、海帶提碘。5．了解海水綜合利用的重要方向。[核心素養(yǎng)對(duì)接]1．通過對(duì)金屬的冶煉方法的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。2．通過金屬回收和海水資源開發(fā)利用的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。課前篇

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自主學(xué)習(xí)固基礎(chǔ)一、金屬礦物的開發(fā)利用

[知識(shí)梳理]1．金屬在自然界中存在的形態(tài)

除了________、________等極少數(shù)金屬以外，絕大多數(shù)金屬以________的形式存在于自然界。在這些金屬化合物中，金屬元素都顯________化合價(jià)。金鉑化合物正2．金屬冶煉的原理金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是根據(jù)________________，使金屬礦物中的金屬陽離子____________生成金屬單質(zhì)的過程：Mn＋＋ne－===M。氧化還原反應(yīng)得到電子3．金屬的冶煉方法2HgO====2Hg＋O2↑

△2Ag2O====4Ag＋O2↑

△2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑

電解MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑

電解2Al2O3(熔融)=======4Al＋3O2↑

電解冰晶石2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe高溫二、金屬資源的合理利用1．合理開發(fā)利用金屬資源

金屬的冶煉需要消耗大量的資源和能源，還會(huì)造成環(huán)境污染，地球上的金屬資源是有限的，是不可再生的，因此金屬資源應(yīng)__________________。合理地開發(fā)利用2．有效利用金屬資源的途徑(1)提高金屬的利用率，減少金屬的使用量。(2)加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用。(3)使用其他材料代替金屬材料。三、海水資源的開發(fā)利用(一)海水中的水資源1．直接利用：海水進(jìn)行____________。2．海水淡化：主要方法有____________、______________、________________等。循環(huán)冷卻蒸餾法電滲析法離子交換法(二)海水中的化學(xué)資源1．海水中的化學(xué)資源海水中H、O兩種元素，加上____________________________________________等11種元素的總量超過________，其他為微量元素，共計(jì)含有80多種。2．海水制鹽海水――→粗鹽――→精鹽日曬結(jié)晶提純Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr

99%3．海帶提碘(1)流程：海帶―→灼燒―→_______―→過濾――→________―→提純―→碘單質(zhì)。(2)原理：________________________。4．海水提溴(1)過程：濃縮―→________―→________―→提取。(2)原理：________________________。Cl2浸泡氧化2I－＋Cl2===I2＋2Cl－氧化富集2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－5．海水提鎂(1)過程：濃縮――→沉淀――→過濾――→溶解――→結(jié)晶(MgCl2·6H2O)―――→無水MgCl2―――→金屬鎂。

(2)原理：①________________________________。②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。③MgCl2·6H2O=====MgCl2＋6H2O。④________________________________。HCl△Ca(OH)2

鹽酸脫水電解Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑電解6．新能源的開發(fā)(1)從海水中提取鈾和重水，鈾和重水是核能開發(fā)的重要原料。(2)潮汐能、波浪能是待開發(fā)的新型能源。

[自我排查](1)黃金的冶煉可用熱分解法(

)(2)金屬陽離子被還原，一定會(huì)得到金屬單質(zhì)(

)(3)工業(yè)上電解MgCl2溶液制取Mg(

)(4)海水中含有Br2(

)??一、微判斷??(5)海帶中含有碘，能使淀粉變藍(lán)(

)(6)用SO2溶液吸收溴蒸氣，是利用了SO2具有漂白性(

)??二、嘗試解答1．為什么越活潑的金屬被人類利用的越晚？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：因?yàn)榻饘僭交顫?，其離子的氧化性越弱，就越難被還原，故制取和利用的時(shí)間越晚。2．用海水蒸餾法制取淡水有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，淡水質(zhì)量好。缺點(diǎn)是耗能大，成本較高。三、微訓(xùn)練1．工業(yè)上獲得金屬鎂采用的冶煉方法是(

)A．加熱分解鎂氧化物 B．電解熔融氯化鎂C．高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng) D．高溫下用氫氣還原B解析：由于金屬鎂的活潑性較強(qiáng)，因此工業(yè)上一般采用電解熔融氯化鎂制備金屬鎂。2．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是(

)A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液B．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵C．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，H2還原得鎂D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁B解析：電解法制取金屬鈉時(shí)，需要電解熔融的NaCl，而不是其溶液，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鎂的還原性很強(qiáng)，不能用熱還原法來制取，而應(yīng)用電解熔融氯化鎂的方法，C項(xiàng)錯(cuò)誤；熔融的氯化鋁不導(dǎo)電，故不能電解其熔融物制取金屬鋁，而應(yīng)電解熔融的氧化鋁，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源庫(kù)，下列有關(guān)海水綜合利用的說法錯(cuò)誤的是(

)A．海水中含有溴元素，需經(jīng)過化學(xué)變化才可以得到溴單質(zhì)B．無論是海水波浪發(fā)電還是潮汐發(fā)電，都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備金屬鈉D．從海水中提取鎂可以采用下列方法：海水―→苦鹵――→Mg(OH)2―→MgCl2溶液―→無水MgCl2―→MgCl2(熔融)―→MgB石灰乳HCl通電解析：海水中的溴元素以離子形式存在，需要通過化學(xué)反應(yīng)來轉(zhuǎn)化成溴單質(zhì)，A項(xiàng)正確；在波浪發(fā)電和潮汐發(fā)電過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，而不是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從海水中可以得到NaCl固體，電解熔融NaCl可制備金屬鈉，C項(xiàng)正確；依據(jù)海水提取鎂的原理分析，若鹵中加入氫氧化鈣以沉淀鎂離子，生成氫氧化鎂，過濾后加鹽酸溶解、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶析出晶體，然后得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，該方法合理，D項(xiàng)正確。4．海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B．粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純C．工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑D．富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收C解析：A項(xiàng)，海水中通入氯氣可置換出溴，正確；B項(xiàng)，粗鹽提純包括溶解、除雜、過濾、結(jié)晶、重結(jié)晶等，正確；C項(xiàng)，氫氧化鈉成本較高，工業(yè)上常常選用生石灰或石灰乳作沉淀劑，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，先吹出溴再用SO2吸收可實(shí)現(xiàn)溴的富集，正確。課堂篇

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重點(diǎn)難點(diǎn)要突破研習(xí)1金屬礦物的開發(fā)利用

[重點(diǎn)講解]1．金屬的冶煉原理金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子被還原為金屬單質(zhì)的過程，即Mn＋＋ne－===M。2．金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系3．熱還原法的分類及優(yōu)缺點(diǎn)(1)用氫氣還原法冶煉金屬，純度高，但成本也高。(2)用一氧化碳和碳還原法冶煉金屬，純度低，冶煉成本也低。(3)用鋁熱法可以冶煉熔點(diǎn)高、難冶煉的金屬，但成本較高。4．鋁熱反應(yīng)(1)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鎂條劇烈燃燒；鋁熱劑發(fā)生劇烈的反應(yīng)；反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙子中鋁與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe2O3＋2Al======Al2O3＋2Fe高溫續(xù)表(2)鋁熱反應(yīng)的原理及特點(diǎn)概念鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)原理單質(zhì)鋁作還原劑，金屬氧化物作氧化劑，用鋁將金屬氧化物中的金屬置換出來鋁熱劑鋁粉和某些金屬氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)組成的混合物續(xù)表引發(fā)操作在鋁熱劑上放KClO3，插上去掉表面氧化膜的鎂條并將鎂條點(diǎn)燃反應(yīng)特點(diǎn)在高溫下進(jìn)行，反應(yīng)迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離應(yīng)用冶煉難熔的相對(duì)較不活潑的金屬，如V、Cr、Mn等；焊接鋼軌等5．利用鋁土礦冶煉鋁(1)從鋁土礦(主要成分Al2O3)得到氧化鋁常用方法①酸溶法主要反應(yīng)：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋，△2Al(OH)3===Al2O3＋3H2O。②堿溶法主要反應(yīng)：Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O，CO2＋2H2O＋AlO2－===Al(OH)3↓＋HCO3－，△2Al(OH)3====Al2O3＋3H2O。(2)助熔劑螢石主要成分是CaF2，冰晶石是Na3AlF6，電解氧化鋁時(shí)加入冰晶石的作用是作助熔劑，降低Al2O3熔化所需的溫度。(3)電解原理電解反應(yīng)為2Al2O3(熔融)======4Al＋3O2↑。電解冰晶石(4)電解鋁與回收鋁飲料罐中鋁相比缺點(diǎn)①能耗大；②所需原料多，生產(chǎn)過程復(fù)雜；③易造成環(huán)境污染。

[聯(lián)想質(zhì)疑]

化學(xué)科學(xué)的發(fā)展是推動(dòng)人類文明進(jìn)步的重要推動(dòng)力。金屬冶金技術(shù)的進(jìn)步，是人類文明進(jìn)步的一個(gè)體現(xiàn)。

[問題探討]1．圖1中工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理是什么？提示：3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2。高溫2．圖2中工業(yè)上冶煉鋁的反應(yīng)原理是什么？能否用電解熔融AlCl3的方法來冶煉鋁？為什么？提示：2Al2O3(熔融)=======4Al＋3O2↑；不能；因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電。電解冰晶石3．工業(yè)上制取鎂的反應(yīng)原理是什么？能否用電解熔融MgO的方法冶煉鎂？為什么？提示：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑；不能；因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)高，熔融時(shí)消耗大量能量，增加生產(chǎn)成本。電解4．如圖是我國(guó)古代和現(xiàn)代冶金的兩張圖片，那么人類使用金屬的年代先后順序與金屬的活動(dòng)性有什么關(guān)系？提示：金屬冶煉方法的選擇取決于金屬的活潑性。金屬越活潑，冶煉時(shí)所需條件要求越高，在人類歷史上出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)晚一些。金屬越不活潑，冶煉的方法越簡(jiǎn)單，人們使用的時(shí)間越早，所以有青銅、鐵器等時(shí)代的發(fā)展歷程。

[舉一反三]1．下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是(

)C選項(xiàng)冶煉原理方法A2HgO=====2Hg＋O2↑熱分解法B2Al2O3(熔融)======4Al＋3O2↑電解法CCu2S＋O2=====2Cu＋SO2熱分解法DFe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3熱還原法電解冰晶石△高溫高溫解析：活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉，中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用熱還原法冶煉，不活潑金屬Hg、Ag利用熱分解法冶煉，故A、B、D正確；C項(xiàng)為火法煉銅，錯(cuò)誤。2．冶煉金屬一般有下列4種方法：①焦炭法；②水煤氣(或氫氣、一氧化碳)法；③活潑金屬置換法；④電解法。這4種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：Ⅰ.火燒孔雀石煉銅；Ⅱ.濕法煉銅?，F(xiàn)代有：Ⅲ.鋁熱法煉鉻；Ⅳ.從光鹵石(MgCl2·6H2O)中煉鎂。對(duì)它們的冶煉方法的分類中，不正確的是(

)A．Ⅰ，①B．Ⅱ，②C．Ⅲ，③D．Ⅳ，④B解析：金屬冶煉方法的選擇與金屬在自然界中存在的狀態(tài)、金屬活動(dòng)性等有關(guān)，需要在理解的基礎(chǔ)上加以記憶。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ發(fā)生的反應(yīng)分別是：Ⅰ.Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋CO2↑＋H2O△C＋2CuO=====2Cu＋CO2↑△Ⅱ.Fe＋CuSO4===FeSO4

＋CuⅢ.2Al＋Cr2O3=====Al2O3＋2Cr高溫Ⅳ.先從光鹵石中提取MgCl2，再電解熔融的MgCl2：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑電解則Ⅰ屬于方法①，Ⅱ?qū)儆诜椒á?，Ⅲ屬于方法③，Ⅳ屬于方法④。綜上分析，B選項(xiàng)不正確。3．(2020·全國(guó)卷Ⅱ)北宋沈括《夢(mèng)溪筆談》中記載：“信州鉛山有苦泉，流以為澗。挹其水熬之則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．膽礬的化學(xué)式為CuSO4B．膽礬可作為濕法冶銅的原料C．“熬之則成膽礬”是濃縮結(jié)晶過程D．“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”是發(fā)生了置換反應(yīng)A解析：本題考查古文獻(xiàn)中所描述的銅鹽結(jié)晶過程、銅的冶煉、銅鹽的性質(zhì)。根據(jù)題中信息，苦泉中含有大量CuSO4，濃縮結(jié)晶獲得膽礬，膽礬的化學(xué)式為CuSO4·5H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；濕法冶銅的反應(yīng)原理為Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，因此膽礬可作為濕法冶銅的原料，B項(xiàng)正確；“熬之則成膽礬”是指將苦泉水蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶得到膽礬晶體的過程，C項(xiàng)正確；“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”，發(fā)生的反應(yīng)與濕法冶銅的原理相同，屬于置換反應(yīng)，D項(xiàng)正確。4．(雙選)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示。下列敘述正確的是(

)A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氧化鐵C．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D．生成Al(OH)3沉淀的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3解析：根據(jù)工藝流程圖可知，反應(yīng)②生成的是碳酸氫鈉，所以Y應(yīng)該是CO2，這說明溶液乙中含有偏鋁酸鈉，因此X應(yīng)該是氫氧化鈉，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化鐵與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以反應(yīng)①過濾出的沉淀是氧化鐵，B項(xiàng)正確；由氧化鋁生成單質(zhì)鋁的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；生成Al(OH)3沉淀的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，D項(xiàng)正確。研習(xí)2海水資源的開發(fā)利用

[重點(diǎn)講解]1．海水淡化的原理淡化方法原理蒸餾法將海水加熱至105℃，使水發(fā)生汽化，然后使水蒸氣冷凝得到蒸餾水淡化方法原理電滲析法利用陰、陽離子交換膜對(duì)海水中陰、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場(chǎng)的作用下，使海水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分海水中而達(dá)到淡化的目的離子交換法用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂除去海水中的陰、陽離子從而達(dá)到淡化的目的膜交換法用陽、陰離子交換膜除去海水中陽、陰離子從而達(dá)到淡化的目的續(xù)表2．海水的蒸餾(1)主要儀器：A蒸餾燒瓶，B冷凝管，C錐形瓶。(2)冷凝水的流向：a口進(jìn)，b口出。(3)A中加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸。3．海水制鹽(1)從海水中提取食鹽的傳統(tǒng)方法稱為“鹽田法”，又稱“灘曬法”，是最簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的方法。(2)原理：蒸發(fā)、結(jié)晶。(3)過程：海水――→鹽田――――→飽和食鹽水――――→析出粗鹽――→精鹽。引入風(fēng)吹日曬H2O蒸發(fā)風(fēng)吹日曬H2O蒸發(fā)提純(4)制得的氯化鈉，可以食用，同時(shí)也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸的工業(yè)原料。4．海帶提碘(1)海帶中含有碘元素的檢驗(yàn)原理2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。(2)從海帶中提取碘的方法①工藝流程②主要的反應(yīng)原理(用離子方程式表示)Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2。5．海水提溴(1)工藝流程(2)具體步驟與原理如下步驟

原理或解釋①濃縮海水曬鹽和海水淡化后的母液中Br－得到濃縮②氧化Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－③吹出利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣，將溴從海水中吹出，進(jìn)入吸收塔④吸收Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4⑤氧化Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－⑥分離富集后的Br2通過蒸餾、冷凝得到液溴6．海水提鎂(1)工藝流程(2)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式①M(fèi)gCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；③MgCl2·6H2O=====MgCl2＋6H2O；④MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。HCl△電解

[聯(lián)想質(zhì)疑]工業(yè)上提溴的流程工業(yè)上常用的一種海水提溴技術(shù)叫做“吹出法”，其過程主要包括氧化(用氯氣氧化海水中的溴離子)、吹出(用空氣將生成的溴吹出)、吸收(用二氧化硫作還原劑使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，以使其與空氣分離)、蒸餾(再用氯氣將氫溴酸氧化為溴后蒸餾分離)等環(huán)節(jié)。

[問題探討]1．上述流程吸收塔中通入二氧化硫和水的目的是什么？寫出吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：通入二氧化硫和水的目的是將吹出塔中吹出的溴蒸氣吸收。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。2．蒸餾塔中通入氯氣的目的是什么？寫出反應(yīng)的離子方程式。提示：通入Cl2的目的是將HBr氧化成Br2。反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。3．上述流程中，為什么要進(jìn)行兩次Br－――→Br2的過程？Cl2氧化提示：進(jìn)行兩次Br－――→Br2的目的是將海水中的溴富集。Cl2氧化

[舉一反三]1．從苦鹵中提取溴的流程如下：下列有關(guān)說法不正確的是(

)A．X試劑可以是Na2SO3飽和溶液B．步驟Ⅲ的離子反應(yīng)：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2C．從溴的濃溶液中提取單質(zhì)溴，可以用乙醇進(jìn)行萃取D．步驟Ⅳ包含萃取、分液和蒸餾C解析：A項(xiàng)，X試劑應(yīng)選用還原性物質(zhì)，可以是Na2SO3飽和溶液；B項(xiàng)，步驟Ⅲ的離子反應(yīng)為2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2；C項(xiàng)，由于乙醇和水互溶，故不能作為從溴水中提取溴的萃取劑，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，步驟Ⅳ是將Br2的濃溶液中的溴提取出來，因此過程包含萃取、分液和蒸餾。2．從海水中提取部分物質(zhì)的過程如圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)BA．過程①需要加入化學(xué)試劑，再經(jīng)過沉淀、過濾等操作B．從母液到無水MgCl2的一系列變化中未涉及氧化還原反應(yīng)C．工業(yè)上一般用電解氯化鎂溶液制取Mg單質(zhì)D．③和⑤均涉及反應(yīng)：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)解析：過程①是粗鹽的提純，需要加入NaOH、BaCl2、Na2CO3等化學(xué)試劑，再經(jīng)過沉淀、過濾等操作，A項(xiàng)正確；從母液到無水MgCl2的一系列變化中，經(jīng)過了復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)、化合反應(yīng)，但未涉及氧化還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；工業(yè)上一般用電解熔融MgCl2來制取Mg，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)③和⑤是置換反應(yīng)，D項(xiàng)正確。3．(雙選)下列說法正確的是(

)A．除去粗鹽中雜質(zhì)(Mg2＋、SO42－、Ca2＋)，加入藥品的順序?yàn)镹aOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸B．海水提溴的流程：濃縮海水→氯氣氧化→通熱空氣吹出Br2→SO2還原→氯氣氧化→Br2C．海水曬鹽的原理是蒸發(fā)D．無論是海水波浪發(fā)電還是潮汐發(fā)電，都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能BC解析：在Na2CO3溶液沉淀Ca2＋之后加入過量BaCl2溶液，不能除去過量的Ba2＋，故A錯(cuò)誤；海水濃縮后，氯氣氧化發(fā)生反應(yīng)：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，通熱空氣吹出Br2后，溴和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，最后氯氣氧化發(fā)生反應(yīng)：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，流程合理，故B正確；海水曬鹽的原理是蒸發(fā)水分，使食鹽結(jié)晶析出，故C正確；波浪發(fā)電和潮汐發(fā)電的過程中沒有發(fā)生化學(xué)變化，不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。

演習(xí)篇

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學(xué)業(yè)測(cè)試速達(dá)標(biāo)1．下列關(guān)于金屬的冶煉方法的敘述不正確的是(

)A．熱分解法適用于制備不活潑金屬B．熱還原法常用的還原劑是C、H2、CO、Al等C．電解法適用于制備不活潑金屬D．水溶液中置換法適用于用活潑金屬制備不活潑金屬C解析：電解法適用于制備活潑性強(qiáng)的金屬，如Na、Mg、Al等。2．(雙選)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說法不正確的是(

)

A．工業(yè)上可以利用鋁熱反應(yīng)冶煉金屬鎂B．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉某些高熔點(diǎn)金屬C．鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)了鋁的氧化性D．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出AC

解析：鋁的金屬活動(dòng)性弱于鎂，因此不可用鋁熱反應(yīng)制取鎂，工業(yè)上常用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂，故A錯(cuò)誤；鋁的還原性強(qiáng)，且鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，可以通過鋁熱反應(yīng)冶煉某些高熔點(diǎn)金屬，故B正確；鋁熱反應(yīng)中鋁將另一種金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來，鋁表現(xiàn)還原性，故C錯(cuò)誤；Fe2O3與Al反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出，故D正確。3．從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下：下列說法不正確的是(

)A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B．步驟⑥電解MgCl2時(shí)產(chǎn)生HClC．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)B解析：海水中含有大量的鎂元素，從海水中提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富，A項(xiàng)正確；電解熔融的MgCl2時(shí)，產(chǎn)生Cl2和金屬鎂，B項(xiàng)錯(cuò)誤；MgCl2·6H2O晶體在HCl氣體氛圍中加熱脫水，其目的是抑制MgCl2水解生成Mg(OH)2，C項(xiàng)正確；步驟①涉及CaCO3的分解反應(yīng)得到CaO，CaO與H2O發(fā)生化合反應(yīng)得到Ca(OH)2，步驟⑥是電解涉及分解反應(yīng)，步驟③涉及MgCl2與Ca(OH)2發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)得到Mg(OH)2和CaCl2，D項(xiàng)正確。4．從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過程中，涉及下列操作，其中正確的是(

)D解析：灼燒海帶應(yīng)用坩堝，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；過濾時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；苯的密度比水的小，萃取I2的苯層在上層，應(yīng)從分液漏斗上口倒出，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。5．海水是可以綜合利用的。從海水中提取食鹽和溴的過程如下：(1)請(qǐng)寫出一種海水淡化的方法：___________________________________________________________________。蒸餾法(或電滲析法，離子交換法等)(2)步驟Ⅰ獲取Br2的離子方程______________________________________________________。Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

(3)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸氣轉(zhuǎn)化為氫溴酸以達(dá)到富集的目的。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，在該反應(yīng)中，還原劑是________(填化學(xué)式)。若反應(yīng)中生成4molHBr，則消耗________molSO2。SO2

2解析：海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。海水淡化后得到NaCl，電解其熔融態(tài)可生成Na和Cl2，利用生成的Cl2氧化濃縮海水中的Br－得到Br2，離子方程式為Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，然后通入熱空氣，吹出Br2，再用SO2吸收Br2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，該反應(yīng)中氧化劑為Br2，還原劑為SO2，反應(yīng)中每生成4molHBr，則消耗2molSO2，最后再向含HBr的溶液中通入適量Cl2，蒸餾得到Br2。課時(shí)作業(yè)(十七)金屬礦物及海水資源的開發(fā)利用A篇·知識(shí)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．我國(guó)古代煉丹家魏伯陽所著《周易參同契》是世界上現(xiàn)存最早的一部煉丹專著。書中描寫到：“金入于猛火，色不奪精光。”這句話的意思是指黃金的性質(zhì)在強(qiáng)熱條件下(

)A．活潑B．穩(wěn)定C．易氧化D．易還原B解析：金的性質(zhì)穩(wěn)定，在強(qiáng)熱條件下也不和氧氣反應(yīng)。2．下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．對(duì)廢舊金屬的最好處理方法是回收、再利用B．提煉金屬要經(jīng)過礦石的富集、冶煉、精煉三步C．活潑金屬的冶煉都是通過電解其鹽溶液D．熱還原法中還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等C解析：活潑金屬的冶煉是電解其熔融鹽(如MgCl2、NaCl等)或熔融氧化物(如Al2O3等)制得的，電解其鹽溶液得不到金屬單質(zhì)，C錯(cuò)誤。3．(雙選)我國(guó)古代“藥金”的冶煉方法是將爐甘石(ZnCO3)和赤銅礦(Cu2O)與木炭按一定的比例混合后加熱至800℃，即可煉出有金子般光澤的“藥金”。下列敘述正確的是(

)A．“藥金”實(shí)質(zhì)上是銅鋅合金B(yǎng)．冶煉爐中爐甘石直接被木炭還原為鋅C．用王水不能區(qū)別黃金和“藥金”D．用火焰灼燒不能區(qū)別黃金和“藥金”AC解析：A正確，B錯(cuò)誤，冶煉“藥金”相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnCO3=====ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C=====2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C=====4Cu＋CO2↑；C正確，王水可以溶解黃金和“藥金”；D錯(cuò)誤，用火焰灼燒可以區(qū)別黃金和“藥金”，因?yàn)楦邷叵曼S金與空氣不反應(yīng)，而“藥金”可以與空氣反應(yīng)，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，總之，灼燒后的“藥金”顏色有變化。高溫高溫高溫4．據(jù)《天工開物》記載我國(guó)古代以爐甘石(主要成分是ZnCO3)來升煉倭鉛(即鋅)，其原理如圖2所示。已知鋅的熔點(diǎn)為420℃、沸點(diǎn)為906℃。則下列說法不正確的是(

)A．升煉倭鉛過程包含氧化還原反應(yīng)B．“鋅火”是鋅蒸氣和一氧化碳在空氣中的燃燒C．“泥封”的目的是防止得到的鋅被氧化D．冶煉時(shí)鋅變?yōu)檎魵庠凇岸凳摇崩淠秊楣腆w5解析：爐甘石的主要成分是ZnCO3，與煤炭在高溫下共熱，ZnCO3分解生成ZnO、CO2，C與CO2反應(yīng)生成CO，CO還原ZnO得到Zn，其中生成CO及CO還原ZnO均為氧化還原反應(yīng)，A正確；“鋅火”是未反應(yīng)完的CO與Zn蒸氣從“兜室”逸出燃燒，B正確；Zn高溫下易被空氣中O2氧化成ZnO，故“泥封”是為了隔絕空氣，防止Zn被氧化，C正確；反應(yīng)區(qū)溫度為1100～1300℃，Zn變?yōu)檎魵馀c雜質(zhì)分離，在“兜室”冷凝為液體流出(冷凝區(qū)溫度高于Zn的熔點(diǎn))，D錯(cuò)誤。5．以輝銅礦(Cu2S)為原料冶煉銅，其反應(yīng)原理可表示為Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2。下列說法不正確的是(

)A．化合價(jià)發(fā)生變化的元素有3種B．Cu2S在該反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑C．1molO2參加反應(yīng)時(shí)，上述反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子總物質(zhì)的量為4molD．SO2被分離、回收后氧化生成SO3，作為制取硫酸的原料C高溫解析：分析反應(yīng)中化合價(jià)的變化：反應(yīng)過程中Cu、S、O三種元素的化合價(jià)均發(fā)生改變；Cu2S中Cu元素化合價(jià)降低，S元素化合價(jià)升高，因此Cu2S既是氧化劑又是還原劑；根據(jù)S元素化合價(jià)的改變可知，當(dāng)1molO2參加反應(yīng)時(shí)，共轉(zhuǎn)移電子6mol；SO2催化氧化可得SO3，SO3被水吸收可得H2SO4。Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2，高溫0－2＋10＋4－26．某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從海帶中提取碘：①滴加稀硫酸和雙氧水②在海帶中加入少量酒精，點(diǎn)燃使其燃燒為灰燼，在灰燼中加水?dāng)嚢琚奂铀穆然疾⒄袷帰苓^濾⑤分液該實(shí)驗(yàn)的合理操作順序是(

)A．①③⑤②④B．②①③④⑤C．②④①③⑤D．③①②⑤④C解析：從海帶中提取I2的流程為海帶(加少量酒精)――→海帶灰――→含I－的水溶液――――――→I2的水溶液―――→I2的有機(jī)溶液，故正確步驟為②④①③⑤。灼燒水過濾H2O2＋H2SO4CCl4分液7．(雙選)實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是(

)A．①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4溶液、焦性沒食子酸溶液B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃，通過聲音判斷氣體純度C．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先停止加熱，待W冷卻后再關(guān)閉活塞KD．裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣解析：Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，因此生成的氫氣中可能混有H2S，所以用KMnO4溶液除去H2S，另外裝置中含有空氣，高溫下能與W反應(yīng)，焦性沒食子酸溶液用于吸收氧氣，最后通過濃硫酸干燥氫氣，A錯(cuò)誤；氫氣是可燃性氣體，通過爆鳴法驗(yàn)純，B正確；為了防止W被氧化，反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)該先停止加熱，在氫氣的氛圍中冷卻，等待W冷卻后再關(guān)閉活塞K，C正確；二氧化錳與濃鹽酸制備氯氣的反應(yīng)需要加熱，而啟普發(fā)生器不能加熱，所以不能用于該反應(yīng)，D錯(cuò)誤。8．下列有關(guān)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)原理和裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

(

)A．用裝置甲灼燒碎海帶B．用裝置乙過濾海帶灰的浸泡液C．用裝置丙制備用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用裝置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾氣B解析：灼燒應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；海帶灰浸泡液通過過濾可得海帶灰和濾液，B項(xiàng)正確；濃HCl與MnO2反應(yīng)制備Cl2時(shí)需要加熱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度小，應(yīng)用堿液吸收，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．工業(yè)上海水資源合理開發(fā)利用的部分工藝流程如圖所示：(1)該工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的順序制備？________(填“能”或“不能”)，原因是___________________________________________________________________________________________________________。(2)溴單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多，四氯化碳與水不互溶。但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是____________________________________________________________________________________________________________。不能

若先沉淀Mg(OH)2，則沉淀中會(huì)夾雜有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，使產(chǎn)品不純

四氯化碳萃取法工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大、經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境污染嚴(yán)重(3)寫出②③④反應(yīng)的離子方程式。_____________________________________________________、_____________________________________________________、_____________________________________________________。②Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－③Ca2＋＋SO42－===CaSO4↓④Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓

解析：(1)CaSO4和Mg(OH)2制備順序與加入的試劑順序有關(guān)，要求每次加入試劑后只能得到一種物質(zhì)，如果先沉淀Mg(OH)2，則沉淀中會(huì)夾雜有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，產(chǎn)品不純。(2)屬于對(duì)試劑使用的評(píng)價(jià)問題，四氯化碳與水相比，無論是從價(jià)格上還是環(huán)境污染問題上都超過水。B篇·綜合提升訓(xùn)練10．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還含有雜質(zhì)SiO2和Fe2O3)提取氧化鋁并冶煉Al的操作過程如下：(1)濾渣A是________________，濾渣B是___________________。(2)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名稱是________。SiO2(或二氧化硅)

Fe(OH)3(或氫氧化鐵)過濾(3)操作Ⅳ中，灼燒時(shí)盛放藥品的儀器是________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。坩堝2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O△(4)生成濾渣C的離子方程式為_______________________________________________________。AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－(5)取濾液B100mL，加入1mol·L－1200mL鹽酸時(shí)，沉淀量達(dá)到最大且質(zhì)量為11.7g。則濾液B中c(AlO2－)＝____________，c(Na＋)>____________mol·L－1。1.5mol·L－1

6.0解析：(1)鋁土礦中的二氧化硅與稀硫酸不