金屬礦物、海水資源的開(kāi)發(fā)利用省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新名師比賽一等獎(jiǎng)?wù)n件

第1課時(shí)金屬礦物、海水資源

開(kāi)發(fā)利用第八章

第一節(jié)自然資源開(kāi)發(fā)利用第1頁(yè)1.了解金屬冶煉普通原理，掌握活潑性不一樣金屬冶煉普通方法，形成金屬冶煉方法知識(shí)模型，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力。2.了解海水主要組成元素，了解海水資源及開(kāi)發(fā)利用主要方式，掌握從海水中提取溴化學(xué)反應(yīng)原理及試驗(yàn)方法，培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與改變觀念”。3.經(jīng)過(guò)對(duì)金屬冶煉原理及海水資源綜合利用認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)“科學(xué)探究”精神，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。關(guān)鍵素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)第2頁(yè)二、海水資源開(kāi)發(fā)利用內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、金屬礦物開(kāi)發(fā)利用第3頁(yè)金屬礦物開(kāi)發(fā)利用JINSHUKUANGWUDEKAIFALIYONG01第4頁(yè)知識(shí)梳理1.金屬元素在自然界中存在形態(tài)游離態(tài)金、鉑化合態(tài)2.金屬冶煉普通原理(1)基本原理：將金屬元素從其化合物中

出來(lái)。(2)表示方法：Mn＋＋ne－===M。還原第5頁(yè)3.金屬冶煉普通方法(1)依據(jù)：金屬活潑性不一樣，將其由化合態(tài)還原為游離態(tài)難易程度不一樣。(2)寫(xiě)出用以下方法冶煉金屬化學(xué)方程式①熱分解法：加熱分解HgO：2HgO2Hg＋O2↑加熱分解Ag2O：2Ag2O4Ag＋O2↑②熱還原法：H2還原CuO：CuO＋H2Cu＋H2O高爐煉鐵：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2鋁熱反應(yīng)：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3第6頁(yè)③電解法：冶煉鈉：___________________________冶煉鎂：_____________________________冶煉鋁：_____________________________④其它方式：濕法煉銅：_________________________Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu第7頁(yè)4.合理開(kāi)發(fā)和利用金屬礦物資源(1)提升金屬礦物利用率。(2)開(kāi)發(fā)環(huán)境保護(hù)高效金屬冶煉方法。(3)預(yù)防金屬腐蝕。(4)加強(qiáng)廢舊金屬回收和再利用。(5)使用其它材料代替金屬材料。第8頁(yè)(1)全部金屬單質(zhì)必須經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)才能取得(

)(2)利用化合物冶煉金屬時(shí)，金屬元素一定發(fā)生還原反應(yīng)(

)(3)越活潑金屬元素，人類(lèi)利用越晚(

)×√判斷正誤提醒活潑性非常弱金屬，如金、鉑等，在自然界中以單質(zhì)形式存在，能夠經(jīng)過(guò)物理方法取得。提醒金屬冶煉本質(zhì)就是利用還原劑，將金屬?gòu)幕衔镏羞€原出來(lái)?！烫嵝言交顫娊饘?，其金屬陽(yáng)離子氧化性越弱，越難被還原，所以利用時(shí)間就越晚。第9頁(yè)(4)用熱還原法冶煉金屬時(shí)，能夠用H2將Mg從化合物中還原出來(lái)(

)(5)鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是用鋁將比鋁活潑性弱金屬?gòu)钠浠衔镏兄脫Q出來(lái)(

)×√提醒Mg是活潑金屬，其活潑性大于H2活潑性，不能用熱還原法制備。提醒鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是置換反應(yīng)，是利用金屬鋁還原性把活潑性弱金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)。第10頁(yè)1.利用鋁熱反應(yīng)能夠在野外焊接大截面鋼軌，其原理為2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe，某小組用如圖所表示儀器及試劑探究鋁熱反應(yīng)。深度思索其試驗(yàn)現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)以下：①猛烈反應(yīng)，火星四射。②放出大量熱，紙漏斗下端被燒穿，有紅熱熔融物落入細(xì)沙上，冷卻后變?yōu)楹谏腆w。依據(jù)以上描述，回答以下問(wèn)題：第11頁(yè)(1)鋁熱反應(yīng)需要高溫條件，是否還需要連續(xù)加熱？提醒鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出熱能夠維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，所以不需要連續(xù)加熱。第12頁(yè)(2)試驗(yàn)中，鎂條、氯酸鉀作用是什么？引發(fā)反應(yīng)操作是什么？提醒鎂條是引燃劑，氯酸鉀為助燃劑，點(diǎn)燃鎂條，促使氯酸鉀分解，釋放出氧氣，使鎂條更猛烈燃燒，單位時(shí)間內(nèi)放出更多熱量，從而引發(fā)Al和Fe2O3發(fā)生反應(yīng)。第13頁(yè)(3)蒸發(fā)皿中鋪少許細(xì)沙作用是什么？提醒一是預(yù)防蒸發(fā)皿炸裂，二是預(yù)防生成熔融物濺出。第14頁(yè)(4)據(jù)反應(yīng)原理，F(xiàn)e2O3和Al質(zhì)量比為多少最好？提醒為確保Fe2O3和Al都反應(yīng)完全，二者質(zhì)量比控制在3∶1為最好。[

∶m(Al)＝160∶(2×27)≈3∶1]第15頁(yè)2.地球上金屬資源是有限，合理開(kāi)發(fā)利用金屬資源尤為主要。下列圖是從鋁土礦和廢舊鋁質(zhì)飲料罐獲取鋁工藝流程：a.第16頁(yè)資料卡片：(1)以鋁土礦為原料生產(chǎn)1kg鋁資源及能耗鋁土礦：4kg煤：0.5kg燃料油：0.25kg純堿：0.5kg石灰：0.5kg氟化鈣：0.04kg焙燒碳素：0.6kg冰晶石：0.03kg電能能耗≥6.7×107J(2)以廢舊飲料罐生產(chǎn)1kg鋁消耗資源及能耗廢舊飲料罐1.01kg，電能能耗≤3.35×106J第17頁(yè)試從能源消耗和環(huán)境污染兩個(gè)角度分析加強(qiáng)廢舊金屬回收利用主要性。提醒用鋁土礦生產(chǎn)鋁，能耗高，資源消耗量大，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢氣、廢液及廢渣，對(duì)大氣水體及土壤會(huì)產(chǎn)生很大污染；而用廢舊飲料罐生產(chǎn)鋁，能耗低，資源消耗量小，對(duì)環(huán)境污染很小，變廢為寶，既能夠降低廢舊金屬對(duì)環(huán)境污染還能夠提升礦物有效利用率，是可連續(xù)發(fā)展必定要求。第18頁(yè)1.工業(yè)上慣用電解法冶煉金屬為A.鎂 B.鐵

C.銅 D.銀解析鎂是活潑金屬，用熱還原法不能獲取，只能用電解熔融氯化鎂來(lái)制取?！谈檹?qiáng)化1234第19頁(yè)2.已知一些金屬發(fā)覺(jué)和使用與其金屬活動(dòng)性有著必定聯(lián)絡(luò)。據(jù)此推測(cè)，以下事件發(fā)生在鐵器時(shí)代之前是A.金屬鈉使用 B.青銅器大量使用C.海水提鎂 D.鋁熱法制鉻解析鈉、鎂都是活潑金屬，工業(yè)制備慣用電解法，鋁熱法制鉻是在高溫下用鋁作還原劑，將鉻從其化合物中置換出來(lái)，故A、C、D三項(xiàng)對(duì)應(yīng)事件都是近當(dāng)代發(fā)生，銅性質(zhì)非常穩(wěn)定，易從化合物中提取出來(lái)，故青銅器使用應(yīng)發(fā)生在鐵器時(shí)代之前?！?234第20頁(yè)3.鋁能用于冶煉熔點(diǎn)高金屬(如V、Cr、Mn等)，用到鋁性質(zhì)是A.銀白色金屬B.熔、沸點(diǎn)相對(duì)較低C.導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好D.還原性強(qiáng)，在反應(yīng)中釋放出大量熱123√4解析鋁熱法冶煉金屬利用是鋁還原性強(qiáng)，在反應(yīng)中釋放大量熱，在高溫下，將活潑性相對(duì)弱金屬?gòu)钠浠衔镏兄脫Q出來(lái)性質(zhì)。第21頁(yè)解析K和Mg不能用H2或CO來(lái)還原其化合物制得，因活潑金屬單質(zhì)會(huì)和H2O或CO2反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Al應(yīng)用電解法冶煉，B錯(cuò)誤；Hg和Ag慣用熱分解法冶煉，D錯(cuò)誤。4.以下各組金屬最適適用H2或CO把它從化合物中還原出來(lái)是A.K、Mg B.Fe、AlC.Fe、Cu D.Hg、Ag123√4第22頁(yè)金屬冶煉方法與金屬活動(dòng)性關(guān)系歸納總結(jié)返回第23頁(yè)02海水資源開(kāi)發(fā)利用HAISHUIZIYUANDEKAIFALIYONG第24頁(yè)1.海水水資源開(kāi)發(fā)利用(1)海洋約占地球表面積

，海水中水儲(chǔ)量約占地球總水量

，約1.3×1018t。(2)海水水資源利用知識(shí)梳理①71%97%第25頁(yè)②海水蒸餾a.主要儀器：A：

，B：

，C：

。b.冷凝水流向：

口進(jìn)，

口出。c.B中加入碎瓷片目標(biāo)是

。冷凝管蒸餾燒瓶錐形瓶ab預(yù)防液體暴沸第26頁(yè)2.海水化學(xué)資源開(kāi)發(fā)利用(1)海水中化學(xué)元素海水中元素主要元素：______常量元素：

、

、

、

、S、Ca、Br、C、

Sr、B、F等11種元素微量元素：鈾元素、碘元素等O、HClNaKMg第27頁(yè)①氯堿工業(yè)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑制鈉和氯氣：___________________________制鹽酸：H2＋Cl22HCl制漂白劑(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O(2)海水中提取物質(zhì)及綜合利用第28頁(yè)②用KBr制單質(zhì)溴：_______________________③用MgCl2制Mg：__________________________2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2第29頁(yè)(1)海洋約占地球表面積71%，所以地球不缺水，人類(lèi)能夠任意使用，不用節(jié)約(

)(2)海水淡化方法中，蒸餾法成本最低(

)(3)海水中含量最多兩種元素為Na元素和Cl元素(

)(4)能夠經(jīng)過(guò)電解飽和食鹽水方式獲取金屬鈉和氯氣(

)提醒

海水中含量最多兩種元素為O和H元素。××判斷正誤××提醒

電解飽和食鹽水能夠獲取氫氧化鈉、氫氣和氯氣，不能生成金屬鈉。第30頁(yè)(5)從溴化鉀中獲取單質(zhì)溴發(fā)生了氧化還原反應(yīng)(

)(6)除了從海水中獲取淡水和化學(xué)物質(zhì)外，其它就沒(méi)有什么價(jià)值了(

)提醒

除了從海水中獲取淡水和化學(xué)物質(zhì)，海水在能量方面也含有十分主要戰(zhàn)略意義，如潮汐能、波浪能等新型能源開(kāi)發(fā)和利用等。√×第31頁(yè)溴及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用，工業(yè)上用一個(gè)叫“吹出法”技術(shù)從海水中提取溴，其生產(chǎn)流程以下：(1)寫(xiě)出①、③、④過(guò)程中反應(yīng)離子方程式。深度思索提醒①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－③SO2＋Br2＋2H2O===＋2Br－＋4H＋④Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－第32頁(yè)(2)過(guò)程②和④通入空氣、水蒸氣利用單質(zhì)溴什么性質(zhì)？過(guò)程①獲取了游離態(tài)溴，過(guò)程③又將其轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)溴，其目標(biāo)是什么？提醒Br2易揮發(fā)，利用空氣或水蒸氣能夠?qū)r2從海水中吹出；將單質(zhì)溴再轉(zhuǎn)化為溴離子目標(biāo)是使Br－濃縮，提升Br2提取效率。第33頁(yè)(3)過(guò)程⑤蒸餾過(guò)程中溫度控制在80～90℃，溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于生產(chǎn)，原因是什么？提醒溫度過(guò)高，水蒸氣揮發(fā)性增強(qiáng)，使溴純度降低，溫度太低，溴揮發(fā)性減小，造成溴單質(zhì)不能充分揮發(fā)。第34頁(yè)1.在海水資源綜合利用中，不需要化學(xué)改變就能夠從海水中取得物質(zhì)是A.溴、碘單質(zhì) B.鈉、鎂單質(zhì)C.食鹽、淡水 D.燒堿、純堿12√跟蹤強(qiáng)化解析海水中氯、溴、碘、鎂、鋁都以化合態(tài)形式存在，若制取其單質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)化學(xué)改變。從海水中提取食鹽和海水淡化主要是將海水進(jìn)行蒸發(fā)或蒸餾，是物理改變。而由飽和食鹽水制取燒堿需電解，為化學(xué)改變，故答案選C。第35頁(yè)2.我國(guó)從來(lái)十分重視海水資源綜合利用，以下相關(guān)海水綜合利用說(shuō)法正確是A.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.海水蒸發(fā)制海鹽過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)改變C.海水中含有溴元素，只需經(jīng)過(guò)物理改變就能夠得到溴單質(zhì)D.從海水中能夠得到MgCl2，電解熔融MgCl2可制備Mg√12第36頁(yè)解析