2022-2023學(xué)年新教材高中化學(xué)第8章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第1節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用海水資源的開(kāi)發(fā)利用課件新人教版必修第二冊(cè)

1、第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展知 識(shí) 導(dǎo) 航第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用以海水、金屬礦物、煤、石油等的開(kāi)發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源的方法。認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)于構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系所能發(fā)揮的作用，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。第二節(jié)化學(xué)品的合理使用1知道化肥、農(nóng)藥的合理施用，了解藥物的分類，知道常見(jiàn)的抗酸藥和解熱鎮(zhèn)痛類藥物及使用方法。2了解食品添加劑，知道常見(jiàn)的食品添加劑及使用方法。3認(rèn)識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)等的關(guān)系。樹(shù)立自覺(jué)遵守國(guó)家關(guān)于化學(xué)品應(yīng)用、化工生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、食品與藥品安全等方面法律法規(guī)的意識(shí)。第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)1認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化對(duì)環(huán)境的影響，依據(jù)物質(zhì)的

2、性質(zhì)及其變化認(rèn)識(shí)環(huán)境污染的成因、主要危害及其防治措施，以酸雨的防治和廢水處理為例，體會(huì)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用。了解關(guān)于污染防治、環(huán)境治理的相關(guān)國(guó)策、法規(guī)，強(qiáng)化公眾共同參與環(huán)境治理的責(zé)任。2認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展是解決人類社會(huì)發(fā)展中遇到的問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。樹(shù)立綠色化學(xué)的觀念。結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)化學(xué)原理、化工技術(shù)對(duì)于節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。樹(shù)立“綠色化學(xué)”的觀念，形成資源全面節(jié)約、物能循環(huán)利用的意識(shí)。學(xué) 法 指 導(dǎo)1理解本質(zhì)重聯(lián)系。結(jié)合氧化還原反應(yīng)和金屬活動(dòng)性順序來(lái)理解金屬的冶煉方法，理解金屬活動(dòng)性與相應(yīng)的冶煉方法的辨證關(guān)系，并結(jié)合工業(yè)實(shí)際及所給題目的具體

3、信息來(lái)分析金屬的冶煉原理及方法。2妙用圖示析流程。從海水中所含元素的存在形式和性質(zhì)出發(fā)，找出提取碘、溴的方法，嘗試?yán)昧鞒虉D表示提取方案，思路清晰，一目了然，從而將知識(shí)學(xué)透、學(xué)活。3微觀分析得規(guī)律。從海水中提取元素，圖片記憶法固然重要，但無(wú)論哪種元素的提取，首先都必須富集元素，然后進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)提取。4火眼金睛明辨析。正確辨析“二餾、二裂、二化”，即利用概念，正確辨析分餾、干餾、裂化、裂解、氣化、液化，注意其區(qū)別與聯(lián)系，加深對(duì)煤、石油、天然氣三大化石燃料應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。5緊扣特征找規(guī)律。依據(jù)加聚反應(yīng)的斷鍵、成鍵特點(diǎn)，總結(jié)加聚反應(yīng)的常見(jiàn)類型，在此基礎(chǔ)上得到單體的判斷方法和規(guī)律。6樹(shù)立理念保環(huán)境。樹(shù)立

4、環(huán)境保護(hù)的理念，認(rèn)識(shí)環(huán)境污染的危害，了解“三廢”的來(lái)源與處理方法，理解綠色化學(xué)及原子經(jīng)濟(jì)的概念。第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用第3課時(shí)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.了解金屬在自然界中的存在形式，掌握金屬冶煉的一般方法和原理。2以金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。3以海水資源的開(kāi)發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義?？茖W(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：1能針對(duì)某些化學(xué)工藝設(shè)計(jì)存在的各種問(wèn)題，提出處理或解決問(wèn)題的具體方案。2具有將化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識(shí)。3能運(yùn)用所學(xué)化學(xué)

5、知識(shí)分析金屬礦物、海水資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展可能帶來(lái)的雙重影響，并對(duì)這些影響從多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。4主動(dòng)關(guān)心資源開(kāi)發(fā)利用，形成合理利用自然資源的觀念。課前素能奠基課堂素能探究 課堂達(dá)標(biāo)驗(yàn)收新課情景呈現(xiàn) 名師博客呈現(xiàn)新課情景呈現(xiàn) 現(xiàn)在我們家庭中大多都是不銹鋼或陶瓷餐具，鋁制餐具已逐漸退出，但在鋁剛被提煉出來(lái)的19世紀(jì)，拿破侖大宴賓客及大臣時(shí)，其他人用銀做的餐具而他自己卻用鋁做的餐具。1889年，德國(guó)著名的化學(xué)家門(mén)捷列夫到英國(guó)倫敦訪問(wèn)和講學(xué)，英國(guó)科學(xué)家為表彰他在化學(xué)上的杰出貢獻(xiàn)，尤其是在發(fā)現(xiàn)元素周期律和建立元素周期表上的貢獻(xiàn)，贈(zèng)給他一件貴重的獎(jiǎng)品，就是用金和鋁制成的一架天平。為什么在地殼中含量

6、比鐵還多的金屬鋁，在19世紀(jì)比金還貴重呢？隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，各種各樣的金屬應(yīng)用越來(lái)越廣，但絕大多數(shù)的金屬元素以化合物的形式存在于自然界的金屬礦物中。那么，怎樣從金屬礦物中得到金屬呢？不同的金屬冶煉方法是否相同呢？海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的重要基地。浩瀚的海洋中，蘊(yùn)藏著極其豐富的礦物資源、生物資源和藥物資源，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀，開(kāi)發(fā)前景十分誘人。課前素能奠基 新 知 預(yù) 習(xí)一、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用1金屬冶煉原理與實(shí)質(zhì)(1)原理：將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過(guò)程。(2)實(shí)質(zhì)：用還原劑使化合態(tài)的金屬得到電子變成金屬單質(zhì)，即：Mnne-=M。2金屬冶煉的常用方法3金屬礦物資源的開(kāi)發(fā)

7、和利用措施(1)提高金屬礦物的利用率；(2)開(kāi)發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法；(3)防止金屬的腐蝕；(4)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量；(5)加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用。二、海水資源的開(kāi)發(fā)利用1海水資源的利用(1)利用途徑：海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻等。(2)海水淡化：通過(guò)從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有_、_、_和_等。其中_的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較成熟，但成本較高。電滲析法離子交換法膜分離法蒸餾法蒸餾法2海水制鹽(1)從海水中制得的氯化鈉，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。(2)從海水中可

8、以提取_及其他化工產(chǎn)品。鎂、鉀、溴(3)海水淡化與化工生產(chǎn)結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合，成為海水綜合利用的重要方向。如圖為海水綜合利用的示意圖。3從海水中獲取能量(1)從海水中提取鈾和重水，用于_開(kāi)發(fā)。(2)開(kāi)發(fā)_、_等新型能源。核能潮汐能波浪能應(yīng) 用 體 驗(yàn)1金屬使用的發(fā)展歷程如下：由此得出的下列結(jié)論中正確的是()A金屬越活潑被發(fā)現(xiàn)越早B金屬發(fā)現(xiàn)的早晚與其在地殼中的含量有關(guān)C金屬的化合價(jià)越高，被發(fā)現(xiàn)的越晚D金屬越活潑，其金屬單質(zhì)越難冶煉解析：由圖可知，性質(zhì)越活潑的金屬越難冶煉，使用年限越短。金屬發(fā)現(xiàn)的早晚與其在地殼中含量無(wú)關(guān)，越活潑的金屬，發(fā)現(xiàn)的越晚，故選D。D2下列方法中，不能實(shí)現(xiàn)海水淡化的是()

9、A蒸餾法B電滲析法C過(guò)濾法D離子交換法解析：過(guò)濾不能除去海水中可溶性鹽，不能起到淡化海水目的，故選C。CD解析：海水加入石灰乳Ca(OH)2，生成Mg(OH)2沉淀，過(guò)濾得固體Mg(OH)2，Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，由MgCl2溶液制得MgCl2固體，電解熔融MgCl2得金屬鎂，故選D。要 點(diǎn) 歸 納課堂素能探究 知識(shí)點(diǎn)一 金屬的冶煉問(wèn)題探究1能否通過(guò)電解熔融的MgO制取金屬鎂？提示：不能。MgO的熔點(diǎn)比MgCl2的熔點(diǎn)高，需要消耗很多的能量，成本太高。2能否通過(guò)電解AlCl3制取金屬鋁？提示：不能。氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下以分子形式存在，沒(méi)有自由移動(dòng)的離子，不發(fā)生電

10、離。3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在自然界中的存在狀態(tài)和金屬的活潑性。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。知識(shí)歸納總結(jié)1金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系金屬單質(zhì)還原性、失電子能力依次減弱，金屬陽(yáng)離子氧化性、得電子能力依次增強(qiáng)；常用還原劑C、CO、H2、Al。易錯(cuò)提醒：常見(jiàn)幾種金屬的冶煉誤區(qū)(1)工業(yè)上冶煉Al時(shí)用Al2O3而不用AlCl3，因?yàn)锳lCl3為共價(jià)化合物，熔化后不導(dǎo)電。

11、但冶煉Al時(shí)需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度。(2)工業(yè)上冶煉Mg時(shí)用MgCl2而不用MgO，因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)很高，耗能大。(3)Au、Pt一般用物理法提取。(4)利用鋁熱反應(yīng)不能冶煉還原性比Al強(qiáng)的金屬，如Mg、Na等。2金屬冶煉的三個(gè)步驟及目的步驟目的礦石富集除去雜質(zhì)、提高礦石中有效成分的含量冶煉用適當(dāng)還原劑把礦石中的化合態(tài)金屬還原，得到粗金屬單質(zhì)精煉加入試劑除雜或電解精煉，得到純金屬3鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(1)鎂條劇烈燃燒；(2)氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生劇烈的反應(yīng)；(3)反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光；(4)紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實(shí)驗(yàn)結(jié)論在高溫下，鋁與Fe2O

12、3發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱(1)鋁熱反應(yīng)的引燃劑為鎂條，助燃劑為氯酸鉀。(2)鋁熱劑為混合物，是由鋁粉和金屬氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末組成的。(3)鎂條要打磨凈表面的氧化膜，否則難以點(diǎn)燃；氧化鐵粉末與鋁粉要選擇干燥的；鋁粉要用沒(méi)有被氧化的，否則反應(yīng)難以進(jìn)行。(4)蒸發(fā)皿中的細(xì)沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。典例1典例剖析下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是()C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

13、正確；C項(xiàng)，不屬于分解反應(yīng)，錯(cuò)誤。1有關(guān)金屬的冶煉原理，下列說(shuō)法正確的是()A肯定發(fā)生的是置換反應(yīng)B肯定發(fā)生的不是復(fù)分解反應(yīng)C肯定發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)D只能用金屬作還原劑冶煉金屬解析：金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是將化合態(tài)的金屬元素轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的金屬，肯定發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，一定不是復(fù)分解反應(yīng)，但不一定是分解反應(yīng)或置換反應(yīng)，用作還原劑的不一定為金屬。素養(yǎng)應(yīng)用BC知識(shí)點(diǎn)二 海水提溴的工藝問(wèn)題探究提示：氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物，則氧化性為Cl2Br2SO2。2有人說(shuō)步驟通入氯氣氧化后直接用有機(jī)溶劑萃取出溴即可，你認(rèn)為其建議是否合理？提示：不合理，直接萃取單質(zhì)溴不僅需要大量的萃取劑，還會(huì)造成一部分溴流失，使成本增

14、加。知識(shí)歸納總結(jié)1工藝流程2主要過(guò)程典例2典例剖析海水中溴元素以Br-形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖所示：(1)步驟反應(yīng)的離子方程式是_。(2)步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)從理論上考慮，下列物質(zhì)也能充分吸收Br2的是_(填字母)。ANaOHBFeCl2CNa2SO3DH2O(4)步驟蒸餾過(guò)程中，溫度應(yīng)控制在8090 。溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于生產(chǎn)，若溫度過(guò)高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水分增加；若溫度過(guò)低，則_。2Br-Cl2=Br22Cl-SO2Br22H2O=H2SO42HBrABC溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低解析：(1)海水中的溴離子容易被氯氣氧化為溴的單質(zhì)。氧化

15、性氯氣比溴強(qiáng)，反應(yīng)的離子方程式為2Br-Cl2=Br22Cl-。(2)溴單質(zhì)有氧化性，二氧化硫具有還原性，溴和二氧化硫在水溶液中易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2Br22H2O=H2SO42HBr。(3)NaOH溶液和溴單質(zhì)反應(yīng)生成溴化鈉、次溴酸鈉和水，可以吸收，故A正確；FeCl2溶液具有還原性，可以被溴單質(zhì)氧化，可以吸收溴單質(zhì)，故B正確；Na2SO3溶液具有還原性，可以被溴單質(zhì)氧化，能吸收溴單質(zhì)，故C正確；H2O和溴單質(zhì)反應(yīng)微弱，不能充分吸收溴單質(zhì)，故D錯(cuò)誤。(4)在溴水中，溴的沸點(diǎn)是58.5 ，水的沸點(diǎn)是100 ，溫度過(guò)高，大量水蒸氣隨之排出，溴蒸氣中水分增加；溫度過(guò)低，溴不能

16、完全蒸出，產(chǎn)率低。2“空氣吹出法”海水提溴的工藝流程如下：素養(yǎng)應(yīng)用下列說(shuō)法中，不正確的是()A實(shí)驗(yàn)室保存溴通常加少量水B海水提溴與海水提鎂發(fā)生的所有反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C經(jīng)過(guò)吸收塔后，溴元素得到了富集D蒸餾塔中還發(fā)生了化學(xué)變化解析：溴易揮發(fā)，加水液封可以減少揮發(fā)損失，故A正確；海水提鎂的過(guò)程中，發(fā)生了鎂鹽與堿反應(yīng)生成氫氧化鎂的復(fù)分解反應(yīng)，為非氧化還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)吸收塔后，溶液中的Br-濃度遠(yuǎn)大于進(jìn)入吹出塔之前的海水中的Br-濃度，因此得到了富集，故C正確；蒸餾塔中發(fā)生的反應(yīng)為2Br-Cl2=2Cl-Br2，故D正確。B名師博客呈現(xiàn) 鋁的冶煉史1825年，丹麥的奧斯特分離出少量的純鋁。1

17、827年，德國(guó)化學(xué)家維勒用金屬鉀與無(wú)水氯化鋁反應(yīng)而制得了鋁。但是鉀太昂貴了，所以不允許大規(guī)模地生產(chǎn)鋁。又過(guò)了27年，法國(guó)化學(xué)家德維爾用金屬鈉與無(wú)水氯化鋁一起加熱而獲得閃著金屬光澤的小鋁球。因此在19世紀(jì)，鋁是一種珍貴的金屬，它的價(jià)格同黃金相當(dāng)。1884年，在美國(guó)奧伯林學(xué)院化學(xué)系，有一位叫做查爾斯馬丁霍爾的青年學(xué)生；當(dāng)時(shí)他只有二十一歲。一次，他聽(tīng)一位教授(這位教授正是維勒的學(xué)生)說(shuō)：“不管誰(shuí)能發(fā)明一種低成本的煉鋁法，都會(huì)出人頭地?！边@使霍爾意識(shí)到只有探索廉價(jià)的煉鋁方法，才能使鋁被普遍應(yīng)用。霍爾在自己家里的柴房中辦一個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過(guò)兩年的不斷探索終于在1886年2月的一天，他終于看到小球狀的鋁聚

18、集在陰極上，后來(lái)，這些鋁球竟成為“王冠寶石”，至今仍珍存在美國(guó)制鋁公司的陳列廳中。還有一件值得提及的事，非常巧合，一位與霍爾同齡的年輕的法國(guó)化學(xué)家埃魯也在這年稍晚些時(shí)候發(fā)明了相同的煉鋁法?；魻柵c埃魯在遙遠(yuǎn)的兩大洲，同年來(lái)到人世(1863年)又同年發(fā)明了電解煉鋁法(1886年)。雖然他們之間曾一度發(fā)生了專利權(quán)的糾紛，但后來(lái)卻成為莫逆之交。1911年，當(dāng)美國(guó)化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)授予霍爾著名的佩琴獎(jiǎng)?wù)聲r(shí)，埃魯還特意遠(yuǎn)涉重洋到美國(guó)參加了授獎(jiǎng)儀式。親自向霍爾表示祝賀?；蛟S是上天的旨意，1914年，這兩位科學(xué)家又都相繼去世。難怪當(dāng)后人們一提起電解煉鋁法的時(shí)候，便總把霍爾和埃魯?shù)拿致?lián)在一起。即時(shí)訓(xùn)練用鋁熱法還原下

19、列氧化物，制得金屬各1 mol，消耗鋁最少的是()AMnO2BWO3CCr2O3DCo3O4D課堂達(dá)標(biāo)驗(yàn)收1冶煉是一種提煉技術(shù)，是指用焙燒、熔煉、電解以及使用化學(xué)藥劑等方法把礦石中的金屬提取出來(lái)；減少金屬中所含的雜質(zhì)或增加金屬中某種成分，煉成所需要的金屬。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A加熱HgO制取HgB電解熔融氯化鋁制取鋁C電解飽和食鹽水來(lái)制取金屬鈉D不能利用鋁熱反應(yīng)制取鎂BC2海帶，又名綸布、昆布、江白菜，是多年生大型食用藻類。海帶成本低廉，營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種重要的海生資源。海帶是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的食用褐藻，含有60多種營(yíng)養(yǎng)成分。某同學(xué)為了驗(yàn)證海帶中含有碘元素，擬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成相關(guān)問(wèn)題。(1)第1

20、步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼。該過(guò)程中不會(huì)用到的實(shí)驗(yàn)儀器有_(填代號(hào))。A試管B瓷坩堝C坩堝鉗D鐵三腳架E泥三角F酒精燈G燒杯H量筒AGH(2)第2步：I-溶液的獲取。操作是_ _。(3)第3步：氧化。操作是向?yàn)V液中依次加入稀硫酸和合適的氧化劑。下列氧化劑最好選用_(填代號(hào))。A濃硫酸B新制氯水C酸性KMnO4溶液DH2O2理由是_ _。(4)第4步：碘單質(zhì)的檢驗(yàn)。操作是取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液顯藍(lán)色，則證明海帶中含有碘元素。將灰燼轉(zhuǎn)移到燒杯中，加適量蒸餾水，用玻璃棒充分?jǐn)嚢瑁蠓?，過(guò)濾得濾液D雙氧水又稱“綠色氧化劑”，其參加氧化還原反應(yīng)時(shí)還原 產(chǎn)物為H2O，無(wú)污染且不引入新的雜質(zhì)解析：(1)先分析灼燒固體物質(zhì)所用的儀器有哪些，然后再選出不會(huì)用到哪些儀器。(2)海帶灼燒后的灰燼中含有可溶性碘鹽和難溶固體物質(zhì)。要得到含有I-的溶液，須將灰燼充分溶解，并過(guò)濾以除去殘?jiān)?3)濃