2020-2021學(xué)年高中人教版化學(xué)必修第二冊(cè)學(xué)案8.1.第1課時(shí)金屬礦物和海水資源的開發(fā)利用

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的發(fā)利用化學(xué)是人類利用自然資源和應(yīng)對(duì)環(huán)境問題的重要科學(xué)依據(jù)。本節(jié)我們將________、________和________的綜合利用為例，認(rèn)識(shí)化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，了解與此有關(guān)的____________問題。第課時(shí)

金屬礦物和水資源的開利用核心微網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)新目標(biāo)1.了解金屬礦物的開發(fā)利用原理和基本方法。2．了解海水資源利用的意。3．認(rèn)識(shí)常見海水提取物與會(huì)、生產(chǎn)、生活的關(guān)系。學(xué)業(yè)基礎(chǔ)[預(yù)習(xí)新知]一、金屬礦物的開發(fā)利用1．金屬在自然界中存在的形態(tài)除了________________等極少數(shù)金屬以外，絕大多數(shù)金屬以_______的形式存在于自然界。在這些金屬化合物中，金屬元素都顯_______化合價(jià)2．合理開發(fā)利用金屬資源金屬的冶煉需要消耗大量的________，還會(huì)造________，

地球上的金屬資源是有限的，是不可再生的，因此金屬資源應(yīng)________________。3．有效利用金屬資源的途徑提高金屬的_，減少金屬的使用量。加強(qiáng)金屬資源的______________。使用其他材料代替金屬材料。4．金屬冶煉的原理金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是根據(jù)，使金屬礦物中的金屬陽離子_______生成金屬單質(zhì)的過程：n

＋n－===M。狀元隨筆

從金屬礦石中提煉金屬的步驟1．礦石的富集；冶煉；精煉。5．冶煉方法

222222三、海水資源的開發(fā)利用1．直接利用：海水進(jìn)行________。2海水淡化：主方法有、____________、________________。3．海水中的化學(xué)資源海水中H、O兩種元素，加_______________等種元素的總量超過_______，其他為微量元素，共計(jì)含有多種。4．海水制鹽日曬提純海水→粗鹽→精。結(jié)晶5．海帶提碘Cl流海帶→____________→―→____________→純→碘單質(zhì)。原理：________。6．海水提溴過程：濃縮________→________→提取。原理：。7．海水提鎂(1)過程：濃縮→沉淀―→過濾→溶解→結(jié)晶(MgCl→MgCl晶體→金屬鎂。

22222222222222原理：________________②Mg(OH)＋2HCl===MgCl。HCl③MgCl＋6HO?！鳍躝________________。8．能源的開發(fā)從海水中提取鈾和重水和重水是核能開發(fā)的重要原料。潮汐能、波浪能是待開發(fā)的新型能源。[即學(xué)即練]1．判斷正誤，正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”。黃金的冶煉可用熱分解法()金屬陽離子被還原，一定會(huì)得到金屬單質(zhì)。()工業(yè)上電解溶液制取Mg。()海水中含有Br。()海帶中含有碘，能使淀粉變藍(lán)。()用溶液吸收溴蒸氣是利用了具有漂白性)2．下列金屬元素在自然界中可以以游離態(tài)形式存在的是()A．KB．D．3．不同的金屬，其冶煉方也可能不同，主要原因是)A．金屬的活動(dòng)性不同B．金屬在自然界中的分布不同．金屬在自然界中的存在形式不同D．金屬在自然界中的含量不同4．有關(guān)金屬的冶煉原理下說法正確的是()A．肯定發(fā)生的是置換反應(yīng)B．肯定發(fā)生的是分解反應(yīng)．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5．下列方法中，不能實(shí)現(xiàn)水淡化的是()A．蒸餾法．電滲析法．過濾法D．離子交換法

226．下列屬于海水化學(xué)資源用的是()A．海水淡化B．海水冷卻循環(huán)．海水提溴D海水發(fā)電7．下列說法中不正確的是()A．海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫B．海水中金元素的儲(chǔ)存量很大，但它的富集程度卻很低．從海水中可以提取鈾和重水等核原料D海水中的溴氟等元素均為微量元素但仍有提取的價(jià)值核心素目標(biāo)一金屬的冶煉方法[例1]冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法②水煤氣(氫氣或一氧化碳)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)火燒孔雀石煉銅Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；)從光鹵石中煉鎂，對(duì)它們的冶煉方法的分析不正確的是()A．Ⅰ)用①．(Ⅱ)②．()用③D．(Ⅳ)④[提升1]下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是)A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液B．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，H還原得鎂D制鋁從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體電解熔融的氯化鋁得到鋁[核心能力]1．金屬的冶煉原理金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子被還原為金屬單質(zhì)的過程，即M＋＋n－。2．金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系金屬的活動(dòng)性順序

K、、Na、Zn、Fe、Sn、MgAl、Cu

、Pt、Au

金屬原子失電子能力金屬離子得電子能力

強(qiáng)→弱弱→強(qiáng)主要冶煉方法

電解法

熱還原法

熱分解法

物理方法3.常用的熱還原法狀元隨筆

常見熱還原法的優(yōu)缺點(diǎn)H還原法CO和C還原法鋁熱法

優(yōu)點(diǎn)金屬純度高工業(yè)成本低可以冶煉高熔點(diǎn)、難以冶煉的金屬

缺點(diǎn)工業(yè)成本高金屬純度低，尾氣中的會(huì)污染環(huán)境工業(yè)成本較高目標(biāo)二海水資源的利用[2]如圖是人類從海水資源中提取某些重要化工原料的流程示意圖：請(qǐng)回答下列問題：操作A是_過濾實(shí)驗(yàn)基本操作名稱)。

222232222222222222222322222222222222222操作B需加入下列試劑中的一種合適的是_______(選填字母)。A．氫氧化鈉溶液B澄清石灰水．石灰乳D．碳酸鈉溶液向苦鹵中Cl，發(fā)應(yīng)的離子方______________________，用SO水溶液吸收Br，吸收率可達(dá)95%有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為__________________________。工水MgCl制取________________________。狀元隨筆煅燒

海水提鎂主要反應(yīng)原理：CaCO＋CO↑＋HO===Ca(OH)Ca(OH)＋MgCl===Mg(OH)＋Mg(OH)＋2HCl===MgCl＋2HO通電MgCl(融)=====Mg＋↑

2[升2]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⑵溲趸蒊，再萃取出來。證明海帶中含有碘的實(shí)驗(yàn)方法：①用剪刀剪碎海帶，用酒精濕潤，放入坩堝中。②灼燒海帶至完全成灰，停止加熱，冷卻。③將海帶灰加蒸餾水溶解，攪拌、煮沸、過濾。④在濾液中滴加稀HSO及H，然后加入幾滴淀粉溶液。(及反應(yīng)的離子方程式為2I－＋HO＋＋===I＋在實(shí)驗(yàn)過程中用到的玻璃儀器有____________________________________。能證明海帶中含有碘的實(shí)驗(yàn)操作是_______(填序號(hào))是_____________________________________。

[核心能力]1．海水提鎂的工藝流程2．海水提溴的主要流程3．海帶中提取碘的流程狀元隨筆

碘元素的檢驗(yàn)方法a淀粉遇單質(zhì)碘變藍(lán)，若是碘離子，通常先加入氯水氧化，再加入淀粉。b．碘水呈黃色，通常加入機(jī)溶劑四氯化碳或苯后有機(jī)層呈紫色。c．加入硝酸酸化的硝酸銀溶液后產(chǎn)生黃色沉淀，則原溶液含碘離子。學(xué)考評(píng)價(jià)1冶金工業(yè)上能用化學(xué)還原劑制得的一組金屬是)A．、Mg、AlB．、、

2222322222222223222222．Zn、、CuD．MgAl、Zn、2．下列反應(yīng)原理不符合工實(shí)際的是()高溫A．O=====4Ag＋↑高溫B．3MnO3Mn＋2AlO電解．2MgO=====2Mg＋↑高溫D．2CuO＋＋CO↑3．工業(yè)上獲得金屬鎂采用冶煉方法是()A．加熱分解鎂氧化物B．電解熔融氯化鎂．高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)D．高溫下用氫氣還原4．海水是一個(gè)巨大的化學(xué)源庫，下列有關(guān)海水綜合利用的說法錯(cuò)誤的是()A．海水中含有溴元素，需經(jīng)過化學(xué)變化才可以得到溴單質(zhì)B無論是海水波浪發(fā)電還是潮汐發(fā)電都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能．從海水中可以得到NaCl電解熔融制備金屬鈉石灰水D．從海水中提取鎂可以采用下列方法：海水苦鹵→HCl通電Mg(OH)→MgCl溶液→無水MgCl→MgCl(熔融)→Mg5．海水是巨大的資源寶庫可以進(jìn)行綜合利用。從海水中提取淡水、食鹽和溴的過程如下：

2222222222步驟Ⅰ獲Br的反應(yīng)的離子方程為______________________。步驟ⅡSO水溶液吸收Br溴蒸氣轉(zhuǎn)化為氫溴酸以達(dá)到富集的目的，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________反應(yīng)中劑是________(填化學(xué)式)；若反應(yīng)中生成2mol，則消耗。根據(jù)上述反應(yīng)可判斷SOClBr三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序是____________。練后感悟海水資源開發(fā)利用的幾點(diǎn)說明1注意在海水中鈉、鎂、溴和碘都以化合態(tài)形式存在且含量較低，需要先富集再提取，提取過程中要通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)獲得它們的單質(zhì)。2．提取海水中、鎂、溴、碘的過程中要用到結(jié)晶、過濾、萃取和分液等實(shí)驗(yàn)操作，要注意這些操作的使用條件和操作方法的規(guī)范性。．海水中鈾和重水的提取，潮汐能、波浪能的開發(fā)對(duì)于新能源的開發(fā)具有重要意義。．海水資源的利用將走綜合開發(fā)的道路，一次提取海水，同時(shí)提取多種物質(zhì)。溫馨提示：請(qǐng)完成課時(shí)作業(yè)6

22222222222222222222222232222222第八章第一節(jié)

化學(xué)與可持發(fā)展自然資源的發(fā)利用金屬礦物

海水資源

化石燃料

環(huán)境與發(fā)展第課時(shí)

金屬礦物和水資源的開利用學(xué)業(yè)基礎(chǔ)[預(yù)習(xí)新知]金鉑化合物正資源和能源環(huán)境污染合理地開發(fā)利用利用率回收和再利用氧化還原反應(yīng)△△得到電子＋O↑2AgO=====4Ag↑電解電解2NaCl()=====2NaCl↑MgCl()=====MgCl↑電解高溫2Al=====4Al＋↑＋O=====2Fe2Al＋冰晶石高溫FeO=====Al＋2Fe循環(huán)冷卻蒸餾法電滲析法離子交換法Cl、、KCa、Mg、S、C、F、B、Br、Sr－

99%浸泡氧化2I－＋===I＋2Cl＋Cl===Br＋－CaO鹽酸脫水

－

氧化富集2Br電解電解Mg2＋＋Cl↑

2OH－===Mg(OH)↓MgCl(熔)=====Mg[即學(xué)即練]1．答案：(2)×(3)×(4)××(6)×2．答案：D3．答案：A4．答案：C5．答案：C6．答案：C7解析：海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫；海

232224422222222223222442222222222222422水中金元素的總儲(chǔ)量約為×10t海水中的含量僅為4×10

g故它的富集程度很低；可從海水中提取鈾和重水等核原料，故AB項(xiàng)正確水中的溴元素為常量元素D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：核心素養(yǎng)[例1]解析選擇金屬的冶煉方法要考慮金屬在自然界中存在的狀態(tài)及金屬的活動(dòng)性。()(Ⅱ、(Ⅲ、()生的反應(yīng)分別是△()：Cu(OH)＋↑＋HO，＋△＋↑符合①；()Fe，符合③；高溫()＋Cr=====AlO＋2Cr，符合③；()：從光鹵石中提取MgCl，再電解MgCl：(電解融=====MgCl↑符合④。答案：B[提升1]解析制取金屬鈉時(shí)熔融的NaCl而不是其溶液，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鎂的還原性很強(qiáng)，不能用熱還原法來制取，而應(yīng)用電解熔融氯化鎂的方法項(xiàng)錯(cuò)誤；熔融的氯化鋁不導(dǎo)電，故不能電解其熔融物制取金屬鋁，而應(yīng)電解熔融的氧化鋁，錯(cuò)誤。答案：B[例2]解析(1)鹽的溶解度受溫度變化影響較小，可以通過蒸發(fā)結(jié)晶的方法得到氯化鈉工業(yè)制鎂：把海邊的貝殼制成生石灰，在海水中加入生石灰制得石灰乳，在引入的海水中加入石灰乳制得Mg(OH)，樣原料的成本低，且能將鎂離子全部沉淀下來以最合適的是石灰乳(3)氣氧化溴離子得到單質(zhì)溴，離子方程式為Cl＋2Br===Br2Cl；用SO水溶液吸收Br的離子方程式為Br＋＋O===4HSO。(4)業(yè)上電解由無水MgCl制取鎂的化學(xué)方程式為

MgCl()=====Mg

222242222222222222224222222222222222Cl↑。答案：(1)蒸發(fā)結(jié)晶(2)C＋2Br－===Br＋－Br＋＋2H＋2Br電解

＋SO2－(4)MgCl(融)=====Mg＋↑[提升2]答案：燒杯、玻璃棒、漏斗、酒精燈(2)④滴入淀粉溶液后變藍(lán)學(xué)考評(píng)價(jià)1．解析NaAl的冶煉方法為電解法、的冶煉方法為化學(xué)還原劑還原法。答案：2解析：據(jù)金屬的活動(dòng)性和特點(diǎn)，這四種金屬選用的冶煉方法看似都正確，但是工業(yè)上冶煉鎂時(shí)，并不是電解熔融的氧化鎂，