化学与自然资源的开发利用学案 2.docx

1、化学与自然资源的开发利用学案 2第四章 化学与自然资源的开发利用学案第一节 开发利用金属矿物和海水资源（第1课时）【重点】1、金属的冶炼方法。2、铝热反应原理及实验。一、金属矿物的开发利用1、金属在自然界中的存在形式（1） 态：金、铂等极少数的不活泼金属以 存在（单质的形式）。（2） 态：绝大多数金属在自然界中是以 （化合物的形式）存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。注：金属化合物中，金属元素都显 化合价。2、金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中 出来的生产过程。金属的 不同，可以采用不同的冶炼方法。总的说来，金属的性质越 ，越容易将其从化合物中 出来。（1）金

2、属冶炼的一般方法： 热分解法 对于 金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）可以直接用 的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：HgO Ag2O 热还原法：在金属活动性顺序表中处于 位置的金属（Zn-Cu), 通常是在高温下用还原剂（ 、 、 、 等）将金属从其化合物中还原出来，例如：Fe2O3+3 CO WO3 + 3H2 ZnO + C Cr2O3+2Al （铝热反应） 【演示实验4-1】铝热反应 I.操作：课本P89.实验现象： .化学反应方程式：Fe2O3+2Al （铝热反应）.铝热剂及应用： (1)铝热剂：铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物的混合物。 在高温下发生反应，放出大量的热，

3、其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。(2)铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝高熔点的性质。(3)铝热反应的应用：焊接钢轨；冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等。电解法：活泼金属（活动顺序中：K- Al）较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：2NaCl（熔融） MgCl2（熔融） 2Al2O3 （熔融） 其他方法：火法炼铜Cu2S+O2 2Cu + SO2 湿法炼铜Fe CuSO4 = FeSO4 Cu 【总结】金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al

4、Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag （2）金属提炼一般步骤： ； ； 。3、有效利用金属资源的途径：提高金属矿物的 ；减少金属的 ；加强金属资源的 ；使用 代替金属材料，节约矿产资源、保护矿产资源。【课堂练习】（ ）1、冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法，水煤气（或H2或CO）法，活泼金属置换法，电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（）火烧孔雀石法炼铜，（）湿法炼铜，现代有（）铝热法炼铬，（）从光卤石（KClMgCl26H2O）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是 A（）用 B（）用 C（）用 D（）用2、工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（

5、图中字母代表有关物质的分子式）请写出反应的方程式。 ； ； ； 。【新知巩固】（ ）1.关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是A、金属元素仅存在于矿物中 B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在 D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素 ( )2.下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是 A、2Na+MgCl2=2NaCl+Mg B、MgCl2(熔化) MgO+Cl2C、2MgO2Mg+O2 D、MgO+CMgO+C( )3下列金属铁、镁、锰、矾、铬。可用铝热法制备的有 A. B. C. D. (

6、)4在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是 ANa、Ba、Mg、A1 BZn、Fe、Cu、AgCNa、K、Zn、Fe DMg、Al、Zn、Fe( )5铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等)，这是因为铝具有一下性质中的 A.两性 B.导电性好 C熔点低 D还原性及冶炼反应中放出大量的热 ( )6下列化工生产原理错误的是 可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠 可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 用电冶铝时，原料是氯化铝炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热 A. B. C. D. ( )7二战期间，丹麦科学家玻尔被迫离开被德军占领的祖国时，为了表明一定要返回祖国的决心，就把

7、自己获得的金质诺贝尔奖章放在盛有王水的玻璃瓶中留了下来；反应的化学方程式为：AuHNO33HClAuCl3NO2H2O；战后，玻尔从溶液中提取金，又重新铸成了奖章。下列方法中，你认为不能从溶有黄金的王水中提取出金的是( )A.用铁置换 B.电解其水溶液 C.先蒸发水分后灼烧固体 D.过滤 ( )8H2作还原剂和金属作还原剂相比，所得金属的纯度的说法正确的是A用H2的高 B用金属的高 C 二者相同 D 无法比较 ( )9从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是200来年的事。下列跟这个先后顺序有关的是 地壳中的金属元素的含量，金属活动性顺序，金属的导电性，金属冶炼的难易程

8、度，金属的延展性 A B C D ( )10单质A能从盐溶液中置换出单质B，则下列说法中，不正确的是 A.当A、B都是金属时，A一定比B活动性强 B.当A、B都是非金属时，A一定比B活动性强 C.当A是金属时，B可能是金属，也可能是非金属 D.当A是非金属时，B可能是金属，也可能是非金属11汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。 (1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式： 。 (2)“催

9、化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是 。 (3)控制城市空气污染源的方法可以有 (多选算错) A.开发氢能源 B.使用电动车 C.植树造林 D.戴上呼吸面具12古代的“药金”外观与金子相似，常误认为是金子(现在屡屡发生的“假元宝”骗人事件)。冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜矿(Cu2O)和木炭混合加热至800得金光闪闪的“药金”。试回答下列问题：“药金”的主要成分是_。有关的化学反应方程式是：_ 。利用你所学的化学知识，设计鉴别真假元宝的方法：_。13实验室的废酸液不能直接倒入下水道，是因为_，工厂师傅在切割钢板时，常用硫酸铜溶液画线，是因为（用化学方程式表示） 。14粉末状试

10、样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成； 另取20 gA全部溶于0.15 L 6.0 mol L-1盐酸中，得溶液C； 将中得到的单质B和溶液C反应， 放出112 L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B； 用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：（1）中引发铝热反应的实验操作是 ，产物中的单质B是 。（2）中所发生的各反应的化学方程式是 。（3）中所发生的各反应的离子方程式是 。（4）若溶液D的体积仍视为015 L，则该溶液中c (Mg2+)为 ，c(Fe2+)为 。第一节 开发利用金属矿物和海水资源（第2课时

11、）一、海水水资源的利用 1、海水淡化海水的方法：主要有 、电渗析 法 、 法等。海水的蒸馏：主要仪器有 ，烧瓶中还要加入 ，目的是为了防止 。 2、直接利用：海水进行 。二、海水中的化学资源的开发利用：海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。1、从海水中提取物质的方法I.海水制盐 .从海水中提取镁的主要工艺流程：镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。主要步骤如下：（1）为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂可以选用 ，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应 ；验证MgSO4已完全转化为Mg(OH

12、)2的方法是 。（2）加入试剂后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 。（3）试剂可以选用 。（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式： . 从海水中提取溴的主要工艺流程 （1）用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使 转化为 。反应的化学方程式为： ；（3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到的 目的，反应的化学方程式为：Br2 SO2 H2O （4）向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气，反应的化学方程式为： （5）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，得到产

13、品溴。.【实验42】从海带中提取碘 （1）反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂（H2O2)将其氧化成I2，再用有机溶剂将I2萃取出来。用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是： （2）操作步骤：取约3g干海带，把表面的浮着物用刷子刷净（不要用水冲洗，以免洗去表面的碘化物），用剪刀剪碎后，用酒精湿润，放入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完全变为灰烬（注意通风）停止加热，冷却。将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌、煮沸23min ,过滤。在滤液中滴入几滴稀硫酸（3mol/l）,再加入1mL H2O2（3%），现象：溶液 。 再加入几滴淀粉溶液，现象是：溶

14、液 。（3）提取I2流程： 2、新型能源的开发（1） 和 是核能开发的重要原料。（2） 和 是有待开发的新型能源。【课堂练习】1、从海水中提取金属镁的生产步骤有：浓缩结晶，加熟石灰，加盐酸，过滤，熔融电解，正确的生产步骤顺序是_ 。2、按下述实验过程填空：（1）写出上述反应的化学方程式： ； ； 。 （2）溶液的颜色：a： ； b： ； c： ； d： 。【新知巩固】( )1在相同条件下，对环境污染最小的燃料是 A.液化气 B.煤油 C.煤饼 D.木柴 ( )2下列商品不能称为“绿色商品”的是 A.无铅汽油 B.无磷洗衣粉 C.无氟冰箱 D.无碘食盐 ( )3下列产品的使用不会对环境造成污染的

15、是 A.含磷洗衣粉 B.酒精 C.氟利昂 D.含汞电池 ( ) 4中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水磨盐”原理的是 A. 蒸馏 B. 蒸发 C. 过滤 D. 搅拌 ( ) 5工业上利用下述反应在真空中炼铷：2RbCl+MgMgCl2+2Rb.这一反应能进行的原因是A在高温下镁的金属活动性比铷强 B铷的沸点比镁低，以气体形式被抽去 C铷的熔点比镁低，以液体形式被抽去 DMgCl2的稳定性比RbCl的强( ) 62000年5月，在香港拍卖会上，保利集团花费3000多万港币购回火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间久了容易出现铜绿，其主要成分是 Cu2(OH)

16、2CO3。这几件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是A它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金B环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化 D它们是含一定比例金、银、锌的铜合金( ) 7在有关海洋资源的开发和利用的下列说法，正确的是A从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义B化学在开发海洋资源药物方面作用有限C潮汐能、波浪能是海洋中受重视和开发的新能源D海洋中蕴藏着巨大的资源和能源，开发海洋资源可违背可持续原则8如图所示，分馏装置中，如果有错误请指出并加以改正：(1) ，(2) ，(3) 。9环境保护

17、已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一。为消除目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想(如图)。这种构想或方案可用如下反应表示： 2CO22CO+O2； H2O ； N2 + H2ONH3+ ； CO2 + CH3OH + ； + H2OCH4+ 。 (1)请完成上述化学方程式； (2)要实现上述的一些构想，目前和今后要解决的关键问题是 ； (3)如果光子的能量不够，上述反应是无法完成的。而大自然已经解决了这个问题，即 ，它是地球上最重要的化学反应之一，请写出反应的化学方程式 。10海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元离子的形式存在

18、。实验中从海藻提取碘的流程如图所示(1) 指出提取碘的过程中有关的实验操作名称 ；写出过程中有关反应的化学方程式 。(2) 提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为( ) A酒精、四氯化碳 B四氯化碳、苯 C汽油、醋酸 D汽油、甘油(3) 为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是 。112010年6月5日世界环境日。深圳及周边沿海城市海域赤潮现象日益严重，导致鱼类大量死亡，可见，海洋保护环境刻不容缓。在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。经过晒盐和氯化钾后的卤水中，溴的含量已提高100倍左右。只

19、要把卤水加入反应塔中，通过氯气(1)和水蒸气蒸馏，就可以把“溴”蒸出来(2)，也有借助煤油从海水中提溴的(3)，煤油用过之后还可以回收(4)。土法提溴可用盐酸作用于漂白粉(5)或用二氧化锰氧化盐酸制取氯。请完成以下几个问题：(1)写出卤水中通入氯气时发生反应的离子方程式。_。(2)为什么通过蒸馏法就可以将溴蒸出来？_。(3)用煤油提取溴的方法叫_，煤油能作溴的萃取剂的原因是_，如何分离海水和溴的煤油溶液？_。(4)如何分离溴和煤油？_。(5)漂白粉的主要成分是_，其中能与浓盐酸反应的是_，它跟盐酸反应的化学方程式为_，这是一个氧化还原反应，其中氧化剂是_，盐酸表现_性。第二节 资源综合利用 环

20、境保护学案一、煤的综合利用1煤的组成：_组成的复杂混合物。主要含有 _元素，还含有少量的 等元素。2煤的综合利用主要是通过_、_和_，获得洁净的燃料和多种化工原料。(1)煤的干馏：属于 变化。煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，如右图：煤干馏的主要产物和用途（阅读课本）(2)煤的气化煤的气化是将 过程。煤气化的主要反应是_ 。水煤气的主要成分为 。(3)煤的液化 直接液化是_，间接液化是_。二、石油的综合利用1石油的成分：石油是由 组成的混合物。 固定的熔沸点。2石油的分馏：属于 过程。(1)石油的分馏原理：利用各种烃的沸点不同，将石油不断的加热-汽化-冷凝-液化，把石油分离成不同

21、 的蒸馏产物（叫做馏分，仍然是混合物）。【实验如图所示】将100 mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石油暴沸然后加热，分别收集60150和150300时的馏分，就可以得到汽油和煤油。(2)石油的分馏产物：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等3石油的裂化和裂解：属于 过程。(1) 裂化的原理：在一定条件下，将相对分子质量较 、沸点较 的烃断裂为相对分子质量较 的烃的过程。裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。(2) 裂解的原理：裂解又叫深度裂化，是以比裂化更高的温度，使长链烃断裂为短链烃的过程。裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料，进行三大合成。4石油的催化重整：石油在加热和

22、催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃（如苯或甲苯等）。三、清洁燃料有： 四、合成材料1三大合成材料：_、_、_2写出下列反应方程式: 乙烯合成聚乙烯_丙烯合成聚丙烯_聚苯乙烯的加聚_聚氯乙烯的加聚_五. 绿色化学1绿色化学核心是_2原子经济即_；此时原子利用率为_。【课堂练习】( )1观察右图，下列叙述错误的是( )A.右图实验中发生了化学变化B.液体X的pH7，液体Y是一种黑色黏稠状液体C.气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色D.试管A中产生浓的白烟( )2下列说法正确的是 A石油的炼制过程都是化学变化过程B石油分馏的目的是将含有碳原子数较多的烃先气化，经冷凝而分

23、离出来C石油经过常、减压分馏及裂化等工序炼制后即能得到纯净物D石油分馏出来的各馏分仍是多种烃的混合物【新知巩固】( )1.工业上乙烯的最主要来源是A.石油分馏 B.煤的干馏 C.重油裂解 D.天然气分解 ( )2. 2010年6月5日是世界环境日，也是北京逾20万名驾驶员发起的“为首都多一个蓝天，我们每月少开一天车”环保公益活动的第一天。为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气(CNG)，另一类是液化石油气(LPG)。这两类燃料的主要成分都是A.碳氢化合物 B.醇类 C.氨气 D.氢气 ( )3. 2010年3月12日，中国室内装饰学会环境

24、监测委员会提醒民众警惕室内环境污染问题。“厨房化学”是指利用家庭生活用品来进行化学实验，从而对化学进行学习和探讨的活动。下列实验能在“厨房化学”中完成的是 A.CO2气体不能支持蜡烛燃烧 B.检验食盐中是否含碘元素C.检验自来水中是否含有Cl- D.检验鸡蛋皮可否溶于酸 ( ) 4.1838年3月纽卡斯尔市的一些园艺家访问大物理学家法拉第，向他请教一个奇特而有趣的问题：为什么别处生长的紫罗兰花都是紫色的，而生长在纽卡斯尔市的紫罗兰花却是白色的？法拉第经过一番研究，得出结论，后来被化学家证实并在工业上广泛应用。法拉第的结论是A.遗传变异 B.纽卡斯尔市民用自来水浇花C.施花肥不当 D.纽卡斯尔市

25、空气中SO2含量较高 ( ) 5.下列物质中能使溴水褪色，又能生成高分子化合物的是 A.苯 B.甲烷 C.乙烯 D.丙烯 ( ) 6.工业上获得苯主要通过 A.煤的干馏 B.石油的常压分馏C.己烷的催化重整 D.以甲烷为原料合成 ( ) 7.石油分馏可得到汽油，也叫直馏汽油；重油裂化也可得到汽油，叫裂化汽油。下列对两者叙述正确的是A.两者的性质无区别 B.裂化汽油比直馏汽油的沸点高C.裂化汽油中含有不饱和链烃，而直馏汽油中不含不饱和链烃(分子呈链状的烃)D.可用溴水或高锰酸钾酸性溶液鉴别它们 ( ) 8.下列变化属于化学变化，且产物中兼有气体、液体、固体的是 A石油分馏 B石油裂解 C煤的干馏

26、 D煤的气化( ) 9.下列反应制取乙醇，原子经济性最差的是（ ）A乙烯水化法：CH2=CH2 + H2O CH3CH2OHB乙醛还原法：CH3CHO + H2 CH3CH2OHC卤代烃水解法：CH3CH2Br + H2O CH3CH2OH + HBr D酯类水解法：CH3COOC2H5 + H2OCH3COOH + C2H5OH10.上网查阅有关煤的干馏资料，并根据下图所示煤的干馏实验，完成下列问题：(1)指出图中各仪器的名称：a_，b_，c_，d_。(2)装置c的作用是_，d中液体有_和_。其中的有机物里溶有_，可用_检验出来；有机物可通过_方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体是_，火焰是_色。11为了防治水的污染，环境监测站需要经常测定水中的溶氧情况。主要方法是；量取amL水样，迅速加入固定剂MnSO4和碱性KI（含KOH），完全反应后加入硫酸使之生成I2，再用bmolL-1Na2S2O3溶液滴定，消耗VmL（以淀粉为指示剂）。有关的离子方程式为： 2Mn2+ + O2 + 4OH- = 2MnO(OH)2； MnO(OH)2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2O； I2