2019-2020年高中化學(xué) 第4章第1節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第4章第1節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 預(yù)習(xí)金屬的冶煉原理與“鋁熱反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，了解海水資源的開發(fā)利用 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1、金屬在自然界中存在的形態(tài)？ 2、金屬冶煉的實(shí)質(zhì) 利用_______________原理，使金屬化合物中的金屬元素還原為金屬單質(zhì)。 3、金屬冶煉的方法 （1）冶煉鋁的方法： ，相關(guān)化學(xué)方程式： （2）冶煉鐵的方法： ，相關(guān)化學(xué)方程式： 冶煉鐵的方法： ，相關(guān)化學(xué)方程式： （3）冶煉銅的方法： ，相關(guān)化學(xué)方程式： 冶煉銅的方法： ，相關(guān)化學(xué)方程式： （4）冶煉鎂的方法： ，相關(guān)化學(xué)方程式： （5）你所知的冶煉其它金屬的方法： 相關(guān)化學(xué)方程式： 4為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？ 5地球上的金屬礦物資源是有限的，如何合理開發(fā)和有效使用金屬資源？ 課內(nèi)探究學(xué)案 一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解金屬冶煉的一般原理及冶煉的一般方法 了解海水資源綜合利用對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的重要意義 復(fù)習(xí)重點(diǎn)：了解化學(xué)方法在金屬礦物開發(fā)（主要是金屬冶煉）及海水資源開發(fā)中的作用。 復(fù)習(xí)難點(diǎn)：學(xué)生在掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)上，了解適用于不同金屬的冶煉方法。 二、學(xué)習(xí)過程 一、金屬的冶煉：金屬冶煉是工業(yè)上將金屬從含有金屬元素的礦石中還原出來的生產(chǎn)過程。金屬的活動(dòng)性不同，可以采用不同的冶煉方法。總的說來，金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定，越容易將其從化合物中還原出來。金屬冶煉的方法主要有： 1、熱分解法：對(duì)于＿＿＿金屬，可以直接用＿＿＿＿＿方法將金屬從其化合物中還原出來，例如： ＿HgO
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿Ag2O
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、熱還原法：在金屬活動(dòng)性順序表中處于＿＿＿位置的金屬，通常是用還原劑（＿＿、＿＿、＿＿、＿＿＿等）將金屬從其化合物中還原出來，例如： Fe2O3+CO
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；WO3+H2
＿＿＿＿＿＿＿＿； ZnO+C
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；MgO+C
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； Fe2O3+Al
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Fe+CuSO4=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3、電解法 活潑金屬較難用還原劑還原，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬，例如： 2NaCl（熔融）
2Na+Cl2↑；MgCl2（熔融）
＿＿＿＿＿＿； 2Al2O3
＿＿＿＿＿＿。 一些對(duì)純度要求較高的不活潑金屬也可以采用電解其鹽溶液的方法來進(jìn)行冶煉，例如： 2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑ 4、有些金屬可以利用氧氣從其硫化物中冶煉出來，例如： Cu2S+O2
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 二、海水資源的開發(fā)利用 1、海水資源的開發(fā)的方案 (1)從海水中提取淡水——海水淡化，海水淡化的方法主要有＿＿＿法、＿＿＿＿法、＿＿法等。(2)海水制鹽(3)從海水中提?。?、＿、＿、＿等化工產(chǎn)品(4)從海水中獲?。撸撸撸咦鳛楹四荛_發(fā)的重要原料(5)從海水中獲取其他物質(zhì)和能量。 2．從海水中提取物質(zhì)的方法 海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：種類多，總儲(chǔ)量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。例如： (1)從海水中提取溴的主要工藝流程 ①用蒸餾法將海水濃縮。用硫酸將濃縮的海水酸化。 ②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使＿＿＿轉(zhuǎn)化為＿＿＿：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ③向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到＿＿的目的：＿Br2+＿SO2+＿H2O=＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ④向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。 (2)進(jìn)行從海帶中提取碘實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理及應(yīng)注意的問題 ①反應(yīng)原理：海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎℉2O2)將其氧化成I2，再用有機(jī)溶劑將I2萃取出來。 用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是： 。 （2）操作步驟： ①取約3g干海帶，把表面的浮著物用刷子刷凈（不要用水沖洗，以免 洗去表面的碘化物），用剪刀剪碎后，用酒精濕潤，放入坩堝中。點(diǎn)燃酒精燈，灼燒海帶至完全變?yōu)榛覡a（注意通風(fēng)）停止加熱，冷卻。 ②將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，向其中加入10ml蒸餾水，攪拌、煮沸2～3min ,過濾。 ③在濾液中滴入幾滴稀硫酸（3mol/l）,再加入1mL H2O2（3%），現(xiàn)象：溶液 。 再加入幾滴淀粉溶液，現(xiàn)象是：溶液 。 （3）提取I2流程： 含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液 含碘單質(zhì)的溶液 試劑 殘?jiān)? 含碘元素的溶液 灼燒 海帶 溶解，過濾 海帶灰 【總結(jié)】海水資源的開發(fā)利用： ① 從海水中提取淡水——海水淡化 ②海水制鹽 海水資源的開發(fā)利用 ③從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品 ④從海水中獲取鈾和重水作為核能開發(fā)的重要原料 ⑤從海水中獲取其他物質(zhì)和能量 【隨堂練習(xí)】 1. 冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法，②水煤氣（或H2或CO）法，③活潑金屬置換法，④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有（Ⅰ）火燒孔雀石法煉銅，（Ⅱ）濕法煉銅，現(xiàn)代有（Ⅲ）鋁熱法煉鉻，（Ⅳ）從光鹵石（KCl?MgCl2?6H2O）中煉鎂，對(duì)它們的冶煉方法分析不正確的是------------------------------------------------------------------------（ B ） A．（Ⅰ）用① B．（Ⅱ）用② 　C．（Ⅲ）用③ 　 D．（Ⅳ）用④ 2工業(yè)上用鋁土礦（主要成分是Al2O3）生產(chǎn)鋁的過程，可用簡(jiǎn)單示意圖表示如下（圖中字母代表有關(guān)物質(zhì)的分子式） 請(qǐng)寫出①～④反應(yīng)的方程式。 ① Al2O3 + 2NaOH ==== 2NaAlO2 + H2O ； ② 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O ==== 2Al(OH)3↓+ Na2CO3 ； ③ Na2CO3 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓+ 2NaOH ； ④ 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 。 3.關(guān)于金屬元素在自然界存在的情況的敘述中，正確的是--------------------------------------（CD） A、金屬元素僅存在于礦物中。 B、金屬元素存在于礦物和動(dòng)物體內(nèi)，但植物體內(nèi)不含。 C、少數(shù)金屬元素以游離態(tài)存在，大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)存在。 D、金屬元素不僅存在礦物中，動(dòng)物和植物體內(nèi)也存在少量金屬元素。 4.下列化學(xué)方程式，能用于工業(yè)上冶煉金屬鎂的是------------------------------------------------( BD) A、2Na+MgCl2====2NaCl+Mg B、MgCl2(熔化)MgO+Cl2 C、2MgO2Mg+O2 D、MgO+CMgO+C 5.從海水中提取金屬鎂的生產(chǎn)步驟有：①濃縮結(jié)晶，②加熟石灰，③加鹽酸，④過濾，⑤熔融電解，正確的生產(chǎn)步驟順序是_ 。 6.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： △ （1） 若在空氣中加熱MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 （2）用電解法制取金屬鎂時(shí)，需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl26H2O時(shí)，能得到無水MgCl2，其原因是： （3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟。 步驟：加入 溶液，充分?jǐn)嚢瑁? ，沉淀用水 （4）實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的； ①溶解時(shí)： ②過濾時(shí)： ③蒸發(fā)時(shí)：