人教版高中化学必修2第四章 化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源导学案(2)

第四章化学与自然资源的开发利用

第一节 开发利用金属矿物和海水资源

【学习目标】

1.掌握冶炼金属的一般原理，铝热反应原理及实验。了解适用于不同金属的冶炼方法。

2.掌握了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中发挥的作用。

【重难点】掌握冶炼金属的一般原理，铝热反应原理及实验及海水资源开发和利用的方法。

【知识衔接】 1．在地壳中含量位于第一位的金属元素为

，人类最早使用的金属是 ，生产生活中应用最广泛的金属是

。

2．Na、Al、Fe、Cu在金属活动顺序中由前至后顺序为 ，Na＋、Al3＋、Fe2＋、Cu2＋的氧化性由强至弱的顺序为

。

【学习探究】

课题一：金属矿物的开发利用

一、金属在自然界的存在形态

少数金属 态形式存在，如：金、铂；绝大多数金属 态形式存在。在金属化合物中，金属元素都显____价。

二、金属的冶炼方法

1．冶炼原理 金属冶炼就是将金属从其化合物中还原出来，其实质是金属化合物中的金属离子

________电子转变为金属单质。

2．冶炼方法(用化学方程式表示)

金属越不活泼，从其化合物中还原出来越 ，金属越活泼从其化合物中还原出来越 。

金属活泼性与冶炼方法的关系如下：

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au

|← 法 →|← 法→|← 法→|←其他方法→|

常用于热还原法的还原剂有________________________

3．铝热反应

实验操作

实验现象 (1)镁条剧烈 。(2)氧化铁粉末和铝粉发生 。(3)反应 热，并发出

光。(4)纸漏斗的下部 ，有 沙中。

三、有效利用金属资源的途径

(1)提高金属矿物的 率； (2)减少金属的 量；

(3)加强金属资源的 ； (4)使用其他材料代替金属材料。

【巩固训练】

1、如图为铝热反应的实验装置，请回答有关问题：

(1)纸漏斗中铺在氧化铁和铝粉混合物上面的物质为________。

(2)引发该铝热反应的操作为__________________________________

___ ___________。

(3)若将氧化铁换成氧化镁，该反应能否发生________

(填“能”或“不能”)，理由是

_______________________________________________________

(4)铝热反应的用途有哪些(列举两条)______________________，______________________。

2、下列关于铝热反应的叙述不正确的是（ ）

A. 铝热剂为Al粉(还原剂)和某些金属氧化物(氧化剂)，引燃剂为Mg，助燃剂为KClO3。

B. 典型置换反应，条件为高温,为吸热反应。

C. 在高温下进行，反应迅速，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。

D. 可用于冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如Fe、V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。

3、(双选)下表中金属的冶炼原理与方法不正确的是( )

冶炼原理 方法

A 2HgO=====加热2Hg＋O2↑ 热分解法 B

2AlCl3(熔融)=====电解冰晶石2Al＋3Cl2↑

电解法

C MgO＋H2=====高温Mg＋H2O 热还原法

D Fe2O3＋2Al=====高温2Fe＋Al2O3 热还原法

课题二 海水资源的开发利用

一、海水水资源的利用

1．海水水资源 海洋约占地球表面积的71%，海水占地球总水量的 。

2．海水水资源的利用

(1)海水的淡化：①海水淡化的主要方法： 法、 法、 法。

②海水的蒸馏：

仪器名称：A 、B 、C

冷凝水流向： 口进， 口出。

(2)直接利用：海水进行 。

二、海水化学资源的开发利用

1．海水中的化学元素

2．海水化学资源的开发利用

(1)海水制盐。①方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。

②食盐的用途：食用和工业原料。

(2)海带中碘元素的检验及提碘。

①海带中含有碘元素的检验

a、关键反应的反应原理：

_____________________________。

b、实验步骤及证明方法 (见右图)

②海带中提碘

工业流程：

a、实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。

b、提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填序号)。

A．酒精(沸点78 ℃) B．四氯化碳(沸点77 ℃)

C．甘油(沸点290 ℃) D．苯(沸点80 ℃)

C、在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号)________溶液，反应的离子方程式___________________________________。

A．KIO3 B．HClO C．KI D．Br2

d、为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行，采用实验操作 。

海藻→灼烧海藻灰→浸泡悬浊液→①含I－的溶液

→②适量Cl2含I2溶液→③碘的有机溶液→晶体碘 e、步骤①灼烧海藻时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________(从下列仪器中选出所需的仪器，将字母填写在空白处)。

A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精灯 F．干燥器

（3）海水中提溴

海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：

a 步骤①反应的离子方程式是______________________________________________，

步骤③反应的化学方程式是________________________________________________。

b 从理论上考虑，下列物质也能吸收Br2的是________。

A．NaOH B．FeCl2 C．Na2SO3 D．H2O

c、步骤③中氧化剂是________，若反应中生成2 mol HBr，则消耗________ mol

SO2。

d、根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是________________。

（4）海水中提镁

根据海水提镁的流程图，写出该过程的有关反应。

三、海水中的其他物质和能量(1)从海水中提取核能开发的重要原料 。(2)新型能源。

【巩固训练】

4、海水中制得的氯化钠可作工业原料，有关反应原理错误的是( )

A．生产金属钠和氯气：2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑

B．生产烧碱和氯气：2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

C．生产盐酸：Cl2＋H2=====点燃2HCl

D．生产纯碱：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

5、某课外小组将海带的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液，他们设计了如下几个方案，你认为能证明灼烧海带的灰烬中含有碘元素的是( )

A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成

B．取适量滤液，加入苯，振荡、静置，苯层无色，证明不含碘元素

C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素

D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素 ①______________________________；

②____________ _______________；

③____________ _______________；④____________ _______________；

⑤____________ _______________；⑥____________ _______________； 6、海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤：①通入足量Cl2；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。合理的操作顺序是( )

A．①②③④⑤ B．②⑤①③④ C．①③⑤②④

D．②①③⑤④

【课后训练】

1、金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用，下列关于金属的说法不正确的是( )

A．越活泼的金属越难冶炼 B．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同

C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子

D．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的

2、冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂；②利用铝热反应原理还原；③电解法；④热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)

(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。

(3)Hg、Ag等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。

3、用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是( )

A．二氧化锰 B．三氧化钨 C．三氧化二铬 D．四氧化三铁

4. [选作题]火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为：2CuFeS2＋O2―→Cu2S＋2FeS＋SO2。该反应CuFeS2作 剂，当标况下，生成22.4 L SO2时，反应转移的电子数为

mol。