人教版必修2第4章第1節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源學(xué)案.doc

第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源重點難點1 教學(xué)重點了解化學(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。2 教學(xué)難點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。知識點講解1 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。金屬的活動性不同，可以采用不同的冶煉方法?？偟恼f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）熱分解法對于不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬從其化合物中還原出來，例如：2hgo2hg+o22ag2o4ag+o2（2）熱還原法在金屬活動性順序表中處于中間位置的金屬，通常是用還原劑（c、co、h2、活潑金屬等）將金屬從其化合物中還原出來，例如：fe2o3+3co 2fe+co2wo3+3h2 w+3h2ozno+czn+comgo+c mg(g)+co(g)fe2o3+2al 2fe+al2o3（鋁熱反應(yīng)）fe+cuso4=feso4+cu（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+cl24naoh（熔融） 4na+o2+2h2omgcl2（熔融） mg+cl22al2o3 4al+3o2一些對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 2cu+so22 海水資源的開發(fā)利用（1）從海水中提取淡水海水淡化海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。（2）海水制鹽（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3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：種類多，總儲量大，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用蒸餾法將海水濃縮。用硫酸將濃縮的海水酸化。向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：2nabr+cl2=br2+2nacl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)以達到富集的目的：br2+so2+2h2o=2hbr+h2so4向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：2hbr+cl2=2hcl+br2用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。（2）進行從海帶中提取碘實驗的反應(yīng)原理及應(yīng)注意的問題反應(yīng)原理：海帶中的碘元素主要以i-的形式存在，提取時用適當?shù)难趸瘎⑵溲趸蒳2，再萃取出來。 如用h2o2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2i-+h2o2+2h+=i2+2h2o實驗注意事項海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。典型例題剖析例一 （2004年全國高考）粉末狀試樣a是由等物質(zhì)的量的mgo和fe2o3組成的混合物。進行如下實驗：取適量a進行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)b生成；另取20g a全部溶于0.15 l 6.0moll-1鹽酸中，得溶液c；將中得到的單質(zhì)b和溶液c反應(yīng)，放出1.12l(標況)氣體，同時生成溶液d，還殘留有固體物質(zhì)b；用kscn溶液檢驗時，溶液d不變色；請?zhí)羁眨海?）中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作是 。產(chǎn)物中的單質(zhì)b是 。（2）中所發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。（3）中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是 。（4）若溶液d的體積仍視為0.15 l，則該溶液中c（mg2+）為 ，c（fe2+）為 。答案：（1）加少量kclo3，插上鎂條并將其點燃；fe （2）fe2o3+6hcl=2fecl3+3h2o，mgo+2hcl=mgcl2+h2o（3）fe+2h+=fe2+h2；fe+2fe3+=3fe2+（4）0.67 moll-1；2.3 moll-1解析：mgo不能與鋁發(fā)生置換反應(yīng)，所以發(fā)生的反應(yīng)是fe2o3+2al 2fe+al2o3 中發(fā)生的反應(yīng)是fe2o3+6hcl=2fecl3+3h2o，mgo+2hcl=mgcl2+h2o 中發(fā)生的反應(yīng)是fe+2fecl3=3fecl2，fe+2hcl=fecl2+h2中加入kscn溶液不變色，說明fe3+完全被還原為fe2+，溶液d為mgcl2、fecl2的混合液。根據(jù)題意假設(shè)20g a中mgo和fe2o3的物質(zhì)的量均為x，則：40gmol-1 x+160 gmol-1 x=20g，解得x=0.1mol。溶液中mg2+的物質(zhì)的量等于mgo的物質(zhì)的量，c（mg2+）=0.67 moll-1反應(yīng)后原加入的鹽酸中的cl-全部轉(zhuǎn)移到fecl2