高中化学必修2第四章化学与自然资源的开发利用优质课时学案Word文件下载.docx
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分析
镁条燃烧，放出一定的热量，KClO3作为______在受热状态下发生分解，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应：
____________________________________________________，该反应放出________，发出____________，生成的______在高温下呈熔融状态
原理
应用
该反应中铝在高温下还原出了______，在冶金工业上也常用这一原理制取________的金属，如：
钒、铬、锰等，3MnO2＋4Al
2Al2O3＋3Mn，另外该反应原理可以应用在生产上，如________等
四、有效利用金属资源的途径
1．提高金属矿物的________；
2．减少金属的________；
3．加强金属资源的____________；
4．使用__________代替金属材料。
知识点一 金属的冶炼原理
1．下列叙述中正确的是（ ）
A．含金属元素的离子一定是阳离子
B．在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂
C．某元素由化合态变为游离态，该元素一定被还原
D．金属阳离子被还原时，不一定得到金属单质
2．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．只能用金属作还原剂冶炼金属
3．用铝热法还原下列化合物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是（ ）
A．MnO2B．WO3C．Co3O4D．Cr2O3
知识点二 金属的冶炼方法
4．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④
5．下列各组金属最适合用H2或CO把它们从化合物中还原出来的是（ ）
A．Ca、MgB．Al、Fe
C．Fe、CuD．Hg、Ag
6．均能将Fe2O3还原成Fe的一组物质是（ ）
A．CO、O2、H2B．CO、H2、C
C．CO2、H2O、O2D．CO2、O2、C
知识点三 铝热反应
7．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
8．如图所示，用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。
把内层
纸漏斗取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，
下面放置盛沙的蒸发皿。
把5g炒干的氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，
上面加上少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。
观察发生的现象。
通过以上实验信息，回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________；
在该反应中________是氧化剂，________是还原剂，该反应称为________反应。
（2）选出该实验的实验现象（填写在横线上）：
①镁条剧烈燃烧 ②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射 ③纸漏斗的下部被
烧穿 ④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体
（3）写出下列操作或物质的作用：
内层纸漏斗底部剪一个孔：
__________________；
蒸发皿盛沙：
____________________；
镁条：
氯酸钾：
____________________。
练基础落实
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．金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用，下列关于金属的说法不正确的是（ ）
A．越活泼的金属越难冶炼
B．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．工业上金属Mg、Al都是用电解其熔融的氯化物制得的
3．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．②④
4．能用热分解法制得的金属是（ ）
A．FeB．AgC．MgD．Na
5．下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是（ ）
A．2NaCl（熔融）
2Na＋Cl2↑
B．Al2O3＋3C
2Al＋3CO↑
C．Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
D．2Ag2O
4Ag＋O2↑
6．金属K与Na金属性相近，用K与钠盐共熔时，很难将Na从混合物中分离。
若调整
温度到一定程度，则可用Na与KCl反应制取金属K。
已知四种物质的熔、沸点如下：
K
Na
KCl
NaCl
熔点（℃）
63.65
97.8
770
801
沸点（℃）
774
882.9
1500（升华）
1431
根据平衡移动原理可推知，用Na与KCl反应制K的适宜温度是（ ）
A．97.8～770℃B．770～774℃
C．774～882.9℃D．1413～1500℃
7．某无色气体X可和红热的单质固体Y反应，得到另一种无色气体Z，Y和Z都可以
和灼热的三氧化二铁反应生成X，则X、Z分别是（ ）
A．CO2、COB．O2、CO2C．CO、O2D．CO、CO2
练方法技巧
——金属冶炼的计算技巧
8．有0.4g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入足量
澄清石灰水中，得到0.75g沉淀。
这种铁的氧化物的化学式是（ ）
A．FeOB．Fe2O3
C．Fe3O4D．FeO和Fe2O3
9．将氢气通过10g氧化铜粉末加热片刻，冷却后剩余固体的质量为8.4g，那么下列计
算正确的是（ ）
A．有1.6g水生成
B．有8.4g铜生成
C．有80%的氧化铜被还原
D．实验时所消耗的氢气不足0.2g
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
练综合拓展
10．关于铝的冶炼，有以下一些问题，请你通过努力，争取完成。
（1）工业制备铝一般是通过铝土矿制得纯净的Al2O3，然后电解Al2O3/Na3AlF6得到铝。
也
可用电解NaCl—KCl—AlCl3共熔体方法制铝，且比电解Al2O3/Na3AlF6制铝节省电能约
30%，但现在仍用前一种方法制铝，其主要原因是（ ）
A．AlCl3是共价化合物，其熔融体不导电
B．电解AlCl3生成的Cl2会污染大气
C．自然界不存在富含AlCl3的矿石
D．生产无水AlCl3较困难，成本又较高
（2）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一
段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（ ）
A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．6∶3∶1D．6∶3∶2
（3）讨论：
含有活泼金属元素的化合物一定是离子化合物吗？
并设计简单实验证明你的结
论。
________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________
基础落实
一、
1．游离态
2．化合态 正价
二、
1．不活泼
（1）2HgO
2Hg＋O2↑
（2）2Ag2O
2．活泼
（1）2NaCl（熔融）
（2）MgCl2（熔融）
Mg＋Cl2↑ （3）2Al2O3（熔融）
4Al＋3O2↑
3．焦炭 一氧化碳 氢气
（1）Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2
（2）Fe2O3＋2Al
2Fe＋Al2O3
（3）CuO＋H2
Cu＋H2O
4．
（1）CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4
（2）Cu2S＋O2
2Cu＋SO2
三、
剧烈燃烧 大量的热 耀眼的白光 铁珠 引燃剂 2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3 大量的热 耀眼的白光 铁 单质铁 熔点较高 焊接钢轨
四、
1．利用率
2．使用量
3．回收和再利用
4．其他材料
对点训练
1．D [A中如MnO
、AlO
都是阴离子；
B中如H2、C在还原金属氧化物时，都作还原剂；
C中如2Cl－→Cl2，非金属阴离子变成非金属单质时，化合价升高，被氧化；
D中如Fe3＋→Fe2＋，正确。
]
2．C [金属大部分以化合态形式存在于自然界中，且金属元素无负化合价，所以金属冶炼的实质是将化合态金属元素还原为游离态，必定发生氧化还原反应，但是不一定是置换反应，如CO还原Fe2O3。
还原剂可以是金属，如Fe还原CuSO4，也可以是非金属，如H2还原CuO。
3．C [利用电子守恒：
制1molMn，需电子4mol，制1molW，需电子6mol，制1molCo，需电子
mol，制1molCr，需电子3mol，可见制1molCo消耗Al最少。
4．B
5．C [金属活动性顺序中，K→Al等较活泼的金属一般用电解法，Zn→Cu等较不活泼的金属一般用热还原法，Hg等可用热分解法，当然各金属的冶炼方法无严格的界线，如Cu可用热还原法，也可用电解法。
6．B [CO、H2、C等还原剂均可将Fe2O3还原为Fe。
7．D [活泼的金属可以作还原剂，将相对不活泼的金属还原出来，铝热反应放出大量的热，使炼得的金属变为液态，便于分离。
8．
（1）Fe2O3＋2Al
Al2O3＋2Fe Fe2O3 Al 铝热
（2）①②③④ （3）使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿 引起氯酸钾分解 引发铝热反应
解析
（1）铝热反应为2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂。
（2）①②③④全为该铝热反应的现象。
（3）铝热反应实验中①为使熔融物易落下，通常在内层纸漏斗底部剪一个孔；
②为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛细沙；
③反应中镁条引起氯酸钾分解；
④氯酸钾引发铝热反应。
课后作业
1．B [大多数金属元素在自然界中以化合态形式存在，其化合价为正价，在冶炼过程中得电子被还原，故B项正确。
2．D [金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子，因此金属越活泼，对应金属阳离子氧化性越弱，则金属越难冶炼，A、C正确；
合金要比各成分金属的熔、沸点低，硬度大，B正确；
因为AlCl3为共价化合物，其熔融态不导电，因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝，而通常用电解Al2O3的方法。
3．D [金属的活泼性决定了金属冶炼的难易程度。
4．B [热分解法一般用于很不活泼的银、汞等金属的冶炼，它们的化合物大多数不稳定，受热时能够分解为相应的金属单质；
而活泼金属的化合物一般相当稳定，受热难分解。
因此，比较活泼的钠、镁和铁不能够通过热分解法制得。
5．B [目前金属铝的制备方法是电解氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合生产实际。
6．C [在金属活动性顺序表中，Na排在K的后面，似乎不能从K的熔融盐中置换出K。
但将Na与KCl共熔，其共熔体中Na＋、K＋、Cl－和e－自由移动，如果继续加热，则Na、K、NaCl和KCl首先沸腾者先逸出。
工业上，就是采用这种原理用Na还原K的，因为K的沸点比Na、NaCl、KCl的沸点都低，且低于NaCl的熔点。
7．A [由Y和Z都可以和灼热的Fe2O3反应生成X，可判断X为CO2，Y为C。
CO2和红热的炭反应制得CO。
8．B [CO和铁的氧化物反应时，氧化物中的一个O原子可以生成一个CO2分子，每一个CO2分子可以生成一个CaCO3，所以有下列的关系式，假设0.4g该氧化物中含xgO
O～CO2～CaCO3
16 100
x 0.75g
解得x＝0.12
＝
∶
＝2∶3。
9．C [10gCuO粉末反应后固体的质量为8.4g，即减少了1.6g，该差量应该是生成的水中氧元素的质量，生成水中氧元素的物质的量为0.1mol；
水的物质的量为0.1mol，质量为1.8g，A项不正确；
反应的CuO的物质的量为0.1mol，其质量为8g，CuO的转化率为80%，C项正确；
生成Cu的物质的量为0.1mol，消耗H2的质量为0.2g，加上在加热之前排除空气及停止加热后继续冷却通入的氢气，总质量超过0.2g，D项不正确。
所以应该选C。
10．
（1）CD
（2）D （3）不一定。
将AlCl3固体加热使之熔化，测其导电性，若不导电，即证明AlCl3不是离子化合物，是共价化合物。
解析 本题是对电解冶炼铝知识的挖掘，考查了学生运用知识分析问题和解决问题的能力，综合性较强，有一定的挑战性。
（1）题中已说明：
可以用电解NaCl—KCl—AlCl3共熔体方法制铝，所以A选项理由不成立；
Cl2虽然会污染大气，但电解NaCl制金属钠时也产生Cl2，况且Cl2还是重要的化工原料，所以排除B；
AlCl3能溶于水，自然界中不会存在AlCl3矿石，所以C正确；
电解炼铝的电解槽中不能有水，而生产无水AlCl3较困难，成本高，所以D正确。
（2）按照串联电路的特点可知，各个电极流过电子的物质的量都是相等的，再根据金属离子的价态计算出产生三种金属的物质的量之比为6∶3∶2，所以选D项。
（3）铝是活泼金属，但AlCl3是共价化合物。
将AlCl3加热使之熔化，测其导电性，若不导电，则说明AlCl3不是离子化合物，而是共价化合物。
第2课时 海水资源的开发利用
一、海水水资源的利用
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97%。
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）海水的蒸馏
二、海水化学资源的开发利用
1．海水化学资源的特点
（1）海水资源的多样性
由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的________和________，
按含量计，H2O中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、
Sr等11种元素超过总量的____，其他为______元素，总计含有____多种元素。
（2）海水资源的分散性
虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的____________却很低。
例如，
海水中金（Au）元素的总储量约为5×
107t，而1t海水中的含量仅有4×
10－6g。
2．海水化学资源的开发利用
（1）从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产______、______、______
以及______、______、______等含氯化工产品。
（2）从海水中制取____、____、____及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。
（3）海带中提碘
①海带中含有碘元素的检验
a．关键反应的反应原理：
b．实验步骤及证明方法
②海带中提碘
a．流程
海带→浸泡→______→______→______→碘单质。
b．主要的化学反应原理：
（4）从海水中提取溴：
主要方法是空气吹出法。
主要流程：
离子方程式：
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
三、海洋资源的综合利用
1．在工业生产中，海水提溴可以同其他生产过程结合起来，如反应需要一定的温度，就
可以利用在火力发电厂和核电站用于冷却的循环海水，以实现__________的目的。
2．海水淡化后的浓海水中，由于溴离子得到了浓缩，以此为原料也同样可以提高______
的效益。
3．从海水中提取__________对一个国家来说具有战略意义。
4．化学在开发__________方面也将发挥越来越大的作用。
5．__________、__________等也是越来越受到重视和开发的新型能源。
知识点一 海水水资源的开发利用
1．历史最久的海水淡化方法是（ ）
A．蒸馏法B．电渗析法
C．离子交换法D．过滤法
2．许多国家十分重视海水资源的综合利用。
不需要通过化学变化就能够从海水中获得的
物质是（ ）
A．氯、溴、碘B．钠、镁、铝
C．烧碱、氢气D．食盐、淡水
3．下列关于海水知识不正确的是（ ）
A．海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用
B．海水既苦又涩，不能直接利用
C．海水中某些金属元素总储量很大，但富集程度却很低
D．海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合
知识点二 海水化学资源的开发利用
4．已知海带中的碘以I－形式存在，若将其转化为单质碘，不能使用的物质是（ ）
A．Cl2B．Br2C．H2O2D．H2O
5．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取出来
的。
主要步骤如下：
→
Mg
（1）为了使MgSO4转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用__________，要使MgSO4完全转化
为沉淀，加入试剂①的量应________。
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是
__________________。
（3）试剂②可以选用____________。
（4）无水MgCl2在熔融状态下通电，会生成Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式：
1．如果实行海水淡化来供居民用水，下列方法中在原理上完全不可行的是（ ）
A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化
B．利用太阳
升级会员 