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

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2019-2020年高中化學 第4章第1節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源導學案 新人教版必修2 一、預習目標 預習金屬的冶煉原理與“鋁熱反應”實驗，了解海水資源的開發(fā)利用 二、預習內(nèi)容 1、金屬在自然界中存在的形態(tài)？ 2、金屬冶煉的實質(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： ，相關化學方程式： （2）冶煉鐵的方法： ，相關化學方程式： 冶煉鐵的方法： ，相關化學方程式： （3）冶煉銅的方法： ，相關化學方程式： 冶煉銅的方法： ，相關化學方程式： （4）冶煉鎂的方法： ，相關化學方程式： （5）你所知的冶煉其它金屬的方法： 相關化學方程式： 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)探究學案 一、 學習目標 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人類社會發(fā)展的重要意義 復習重點：了解化學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。 復習難點：學生在掌握金屬冶煉的一般原理基礎上，了解適用于不同金屬的冶煉方法。 二、學習過程 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＿＿＿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
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 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)從海水中提取＿、＿、＿、＿等化工產(chǎn)品(4)從海水中獲取＿＿＿＿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。 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：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 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)進行從海帶中提取碘實驗的反應原理及應注意的問題 ①反應原理：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℉2O2)將其氧化成I2，再用有機溶劑將I2萃取出來。 用H2O2做氧化劑，反應的離子方程式是： 。 （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。點燃酒精燈，灼燒海帶至完全變?yōu)榛覡a（注意通風）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)的有機溶液 含碘單質(zhì)的溶液 試劑 殘渣 含碘元素的溶液 灼燒 海帶 溶解，過濾 海帶灰 【總結】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】 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，可用簡單示意圖表示如下（圖中字母代表有關物質(zhì)的分子式） 請寫出①～④反應的方程式。 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，動物和植物體內(nèi)也存在少量金屬元素。 4.下列化學方程式，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，寫出相應反應的化學方程式 。 （2）用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl26H2O時，能得到無水MgCl2，其原因是： （3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應怎樣除去？寫出實驗步驟。 步驟：加入 溶液，充分攪拌， ，沉淀用水 （4）實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個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： ②過濾時： ③蒸發(fā)時：