第四章 化学与自然资源的开发利用总复习(课件)

二、海水资源的开发利用 1．海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库 海水中含有 80 多种元素，其中 Cl、Na、K、Mg、Ca、S、 C、F、B、Br、Sr 等 11 种元素的含量较高，其余为微量元素。 常从海水中提取食盐，并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、 溴及其化合物。 2．海水淡化的方法 蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。 其中蒸馏法的历史最久，蒸馏法的原理是把水加热到水的沸 点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水。
4．金属冶炼的方法 (1)电解法：适用于一些非常活泼的金属。 2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑ MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)=电==解==4Al＋3O2↑
(2)热还原法：适用于较活泼金属。 Fe2O3＋3CO=高==温==2Fe＋3CO2 WO3＋3H2=高==温==W＋3H2O ZnO＋C=高==温==Zn＋CO↑ 常用的还原剂：焦炭、CO、H2 等。一些活泼的金属也可作 还原剂，如 Al。 Fe2O3＋2Al=高==温==2Fe＋Al2O3(铝热反应) Cr2O3＋2Al=高==温==2Cr＋Al2O3(铝热反应)
2．绿色化学 绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工 业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经 济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物(即没有副反 应，不生成副产物，更不能产生废弃物)，这时原子利用率为 100%。
3．环境污染的热点问题 (1)形成酸雨的主要气体为 SO2 和 NOx。 (2)破坏臭氧层的主要物质是氟利昂(CCl2F2)和 NOx。 (3)导致全球变暖、产生“温室效应”的气体是 CO2。 (4)光化学烟雾的主要原因是汽车排出的尾气中氮氧化物、一 氧化氮、碳氢化合物。 (5)“白色污染”是指聚乙烯等塑料垃圾。 (6)引起赤潮的原因：工农业及城市生活污水含大量的氮、磷 等营养元素。(含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水体 富营养化的重要原因之一。)

2019-7-26
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1．下列金属冶炼的反应原理，错误的是( )
A．2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑ B．MgO＋H2==△===Mg＋H2O C．Fe3O4＋4CO=高==温==3Fe＋4CO2 D．2HgO==△===2Hg＋O2↑
2019-7-26
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(3)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层 纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周 溅出；
(4)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸 裂，又要防止熔融的液体溅出伤人；
(5)实验装置要与人有一定距离,防止人被烧伤。
2019-7-26
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2．铝用来焊接钢轨是利用 ( ) A．铝同氧气反应生成稳定的保护层 B．铝是热的良导体 C．铝是强还原剂，铝热反应放热 D．铝合金强度大 解析： 铝是强还原剂，铝热反应放出大量的热， 可达到很高的温度，生成了Al2O3和液态铁，从 而将钢轨焊接在一起。
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金属的冶炼 (一)金属在自然界的存在形态
2019-7-26
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(二)金属的冶炼
1．冶炼原理 金属冶炼的实质是根据_氧__化__还__原__反__应_，使金属 矿物中的金属阳离子_得__到__电__子_生成金属单质的 过程：
Mn＋＋ne－===M。
2019-7-26
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(1)点燃酒精灯前先要检查________，原因是 _________________________________________ _______________________________。 (2)尾气处理装置是________(填Ⅱ或Ⅲ)，产生 的现象是

合成气新技术”，让煤变成合成气 (一氧化碳及氢气总含 量≥90%)。下列有关说法正确的是 ( )。
①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变
化
②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没
③该技术实现了煤的清洁利用 ④该技术
有物理变化
实现了煤的高效利用 A．①②③ C．①③④ B．①②④ D．②③④
包括煤的干馏、煤的液化和煤的气化，这三种变化过程都属于 化学变化。) 9.√ 10.√ 11.√ 12.×(正确为：绿色化学的
核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境 的污染。)
易错自查
技能突破
实验展台
高考视窗
海水化学资源的利用 1．海水制盐 海水制盐又称海水晒盐。其方法是把海水引到盐滩上，利用 日光和风力使水分蒸发，得到食盐(即蒸发海水，使食盐浓缩 结晶)。食盐除在食品中作调味剂外，它还是一种工业原料： 电解 ①氯碱工业：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 电解 ②制钠和氯气：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑ ③另外还可以制盐酸、漂白剂、漂白粉、纯碱等
原理
在催化剂存在的条件 用蒸发冷凝的方 下，把相对分子质量 法把石油分成不 大、沸点高的烃断裂 同沸点范围的蒸 为相对分子质量小、 馏产物 沸点低的烃
易错自查 技能突破
主要 原料
含直链烷烃的
原油 重油 重油 石油分馏产品 (含石油气) 将原油分 提高轻质液体 将重油充 分分离并 防止炭化 获得短链气态 燃料油的产量， 不饱和烃，如 特别是提高汽 乙烯、丙烯、 油的产量和质 丁二烯等 量 化学变化
易错自查
技能突破
实验展台
高考视窗
【应用1】 海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按

开发新能源
保护自然环境
可选择的素材很多，教材选择学生前面已学过的基础知识作为切入口。
本章知识结构网络
二、章目标分析 情感态度价值观
可持续发展
知识与技能
金属矿物
过程与方法
分析解决问题 信息处理 概括归纳 ……
海水
化石燃料 ……
知识与技能目标
《课程标准》 必修知识与技能目标要求
属第 矿一 物节 和 海开 水发 资利 源用 金
氧-还反应知识的应用与拓展 物质分离方法
氧-还反应知识的应用与拓展
（1）P88金属冶炼的基本原理是什么？P89“实验4-1”铝热反应实验中， 铝热反应为什么能发生，在实际生产中有何应用？
（2）P91“实验4-2” 海带中提取碘的实验中，你还可以用哪些物质来代替 H2O2，这里用H2O2有什么好处？
总结反思
方案设计优化
氧还原理的应用: II2
Cl2；H2SO4(浓)；H2O2（H2SO H ）； O2（KMnO H2SO4） 42
常见氧化剂 的价格
Cl2 H2SO4 KMnO4 H 2 O2
价格 环境与经济综合 （万元/吨） 0.155 Cl2与硫 氧化相同量I0.85 酸带来的 进行比较 3.4 污染问题 1.4
①化学在自然资源的开发和利用方面的作用和意义
②化学在资源保护和环境保护方面的重要作用和意义。
体会可持续发展的重要意义
三、教学建议
1．重视以学生已有的化学知识为基础（知识与技能），进行解释或分析资源开 发利用中的化学问题（知识与方法），从而认识和体会化学在自然资源开发利 用中的意义和作用（情感态度价值观）。
C、铝热反应
a、反应原理 b、反应装置、各试剂的作用 c、现象

电解法 热还原法 热分方法 物理解法
课堂互动讲练
2.铝热反应 (1)原理：铝将金属氧化物中化合态 的金属还原为金属单质。 (2)反应特点 ①高温条件； ②剧烈燃烧，放出大量的热； ③新生成的液态金属单质易与 Al2O3(固态)分离。
课堂互动讲练
(3)引燃剂和铝热剂 ①引燃剂：镁条、氯酸钾。 ②铝热剂：铝粉和金属氧化物 (Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合 物。 (4)应用：铝热反应常用于冶炼难 熔金属如V、Cr、Mn等，焊接钢轨 等。
基础知识梳理
3．金属冶炼的方法 (1)热分解法 用加热分解氧化物的方法可制取Hg、Ag， 化学方程式分别为：
2HgO==△===2Hg＋O2↑，2Ag2O==△===4Ag＋O2↑。
基础知识梳理
(2)热还原法 ①H2 还原 WO3：WO3＋3H2=高==温==W＋3H2O。 ②Al 还原 Cr2O3：Cr2O3＋2Al=高==温==2Cr＋Al2O3。 ③CO 还原 Fe2O3：Fe2O3＋3CO=高==温==2Fe＋3CO2。
基础知识梳理
(3)电解法 制取Na、Mg、Al等活泼金属使 用电解冶炼的方法，化学方程式分别 为： 2NaCl(熔融)=电==解==2Na＋Cl2↑， MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑， 2Al2O3(熔融)=冰=电=晶=解=石=4Al＋3O2↑。
基础知识梳理
4．金属的回收和资源保护 回收(利1)废用旧金属最好的处理方法是
。
基础知识梳理
③煤的液化
氢气
直接液化：让煤与 作用生成
液体燃料。
一氧化
碳和间氢接气液化：先把煤转化为
，再在催化剂作用下合成甲
醇等液体燃料。
基础知识梳理

第四章 化学与自然资源的开发利用
内部文件，请勿外传
必修二· 人教版 化学
第四章 化学与自然资源的开发利用
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(2)制钠和氯气：2NaCl(熔融) 2．海水提取溴和镁 3．海带提取碘
热点不正确的是( A．天然气属于化石燃料
B．煤是由焦炭、煤焦油、粗苯等成分组成的有机物和无
机物的混合物 C．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的 CO、SO2等 有害气体 D．煤转化为煤气后燃烧，可以提高燃烧效率
【归纳小结】 1．冶炼方法的总规律：金属活动性顺序表中，金属的 位置越靠后，越容易被还原，用一般的热分解法就能使
金属还原；活动性居中或不太活泼的用热还原法；金属
的位置越靠前，越难被还原，往往采用电解法使金属从 矿石中还原出来。
2．学习时结合金属活动性顺序表和氧化还原性强弱顺
序示意图加以理解和记忆：
【解析】 海水中的钾元素是以化合态形式存在的， 要由化合态转变为游离态，一定发生氧化还原反应，故 A不正确；海水蒸发制海盐，发生的是物理变化，B也不
正确；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发
电是动能、势能转化为机械能，机械能转化为电能，因 此D也不正确。 【答案】 C
【知能提升】 海水化学资源的开发利用 1．氯碱工业：氯化钠除了食用外，还可作工业原料，如生产 烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等。 (1)氯碱工业： 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； 2Na＋Cl2↑
【解析】 A 项，含磷洗涤剂流入海洋、江河、湖泊中能 使水体富营养化，导致赤潮和水华，故 A 正确； B 项，天然 气是清洁能源，代替汽油和柴油作发动机燃料，有助于减轻

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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/2/282021/2/282021/2/28Sunday, February 28, 2021
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13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/2/282021/2/282021/2/282021/2/282/28/2021
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如：WO3＋3H2W＋3H2O Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。
④用活泼金属还原法
活泼金属置换活动性相对较弱的金属，除溶液中的置换反应外，还有一些高温
下的置换反应，铝热反应就是其中的典范。
Fe ＋ CuSO4===FeSO4 ＋ Cu 高温 10Al=====6V＋5Al2O3。 (3)电解法
[答案] C
互动训练 1 下列说法错误的是( ) A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再用 B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步 C．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液 D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等
[答案] C 解析 活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如 MgCl2、NaCl 等)或熔融氧化物(如 Al2O3 等)制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C 错误。
4．海底黑烟囱可在海底堆积硫化物的颗粒，形成多种金属矿产。若从 海底黑烟囱附近的矿物中分离出富铜矿 CuFeS2，可用于冶炼铜，冶炼过程 发生的主要反应为(反应条件均已略去)：
2CuFeS2===Cu2S ＋ 2FeS ＋ S① 2Cu2S ＋ 3O2===2Cu2O ＋ 2SO2② Cu2O ＋ FeS===Cu2S＋ FeO③ 2FeS ＋3O2＋ SiO2===2FeO·SiO2 ＋ 2SO2④ 2FeO＋SiO2===2FeO·SiO2⑤ Cu2S＋2Cu2O===6Cu＋SO2↑⑥

加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
2、电解法（适合一些非常活泼金属）
电解
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
冰晶石
电解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
3、热还原法（适合大部分金属）
高温
CuO+H2 === Cu + H2O
2、天然气的组成及其综合利用
天然气主要成分是甲烷。天然气是一种 清洁燃料，可以直接用作燃料。
3、石油的组成及其综合利用 石油的成分：
石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。 按元素来看：碳、氢含量为97%--98% 按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物
1、石油的分馏 2、石油的催化裂化 3、其它的石油加工
四、化学与环境保护的关系
复习课
一、金属矿物的开发和利用
金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
在自然界的中，少数不活泼金属以游离态 存在（如金和铂等），多数金属以化合态 存在。
冶炼金属的方法
1、热分解法（适合一些不活泼金属）
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
弱→强
主要冶炼方法
电解法 热还原法 热分解法
铝热反应
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
其
高温
它 3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
铝 热 反
高温