归纳与整理国家优质课一等奖

第四章 化学与自然资源的开发利用

●知识与技能

1．了解金属冶炼的一般原理及冶炼的一般方法。

2．了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。

3．掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提镁、提溴、海带、提碘。

4. 了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

5．了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。

●过程与方法

有利于培养学生关心社会、热爱生活的习惯。

本章内容包括了对已有知识的整合梳理，比如蒸馏、物质的检验和除杂、离子反应、氧化还原反应、元素化合物的性质等，通过一些思考和讨论和总结，培养学生的归纳总结的能力，以及分析问题、解决问题的能力。

●情感态度与价值观

通过分析、思考、回顾、交流、讨论获得感悟，使学生认识化学与科学、技术、社会的关系，认识化学是社会可持续发展的基础，增强学生的环保意识和社会责任感。

专题一 常用于物质分离的几种方法

►专题归纳

例1 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提取纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图。

请你参与分析讨论。

(1)图中仪器B的名称：____________。

(2)整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为_______________________________________________________。

(3)实验装置气密性良好，要达到提取纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：_____________________________________________。

(4)C中液体产物颜色为____________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是____________。

解析：由已知信息Br2有强腐蚀性可得出Br2腐蚀橡胶，故装置中不能用橡胶塞和橡胶管。再由Br2的沸点为59 ℃可知用该套装置提取纯溴关键要控制温度计b的温度，收集59 ℃时的馏分。C中收集到的是深红棕色的液溴，要除去该产物中残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr充分反应后，利用Br2难溶于水的性质进行分液来分离，或利用Br2易挥发的特点用蒸馏法分离。

答案：(1)冷凝管

(2)Br2腐蚀橡胶

(3)控制温度计b的温度，并收集59 ℃时的馏分

(4)深红棕色

分液(或蒸馏)

►专题训练

1．(1)在调水工程中，沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大原因。经检测某2＋3＋＋3＋2＋工厂废液中含有大量的Mg、Al、Ag、Fe、Ba。试分析回答下列问题。

①该废液中可能大量存在的阴离子是__________。

2－－A．SO4

B．NO3

－2－C．Cl D．CO3

②为了充分利用资源和保护环境，今要回收废液中的金属银，请你设计一个回收实验方案，并写出有关离子反应方程式：___________________________________________________。

(2)节能减排是我国政府报告中的关键词。火力发电厂为了减少二氧化硫的排放，往往对煤炭进行脱硫处理，而脱硫的方法有多种，下面是一种常用的脱硫方法。

微生物脱硫技术：煤炭中的硫是以FeS2形式存在的，在水和空气存在的条件下，脱硫微生物起生物催化作用。

在微生物脱硫的反应中，FeS2最终被____________氧化，转化为____________(填化学式)而除去；反应③中若生成0.2 mol S，则转移的电子为____________mol。

3＋2＋答案：(1)①B

②取废液加过量铁粉，充分搅拌后过滤得滤渣：2Fe＋Fe===3Fe，Fe＋2＋＋2＋2－＋2Ag===2Ag＋Fe，用过量盐酸洗涤滤渣，即得到银：Fe＋2H===Fe＋H2↑

(2)O2

SO4

0.2

专题二 海水资源的综合利用

►专题归纳

1．海水制盐。

2．海水提镁。

(1)反应流程。

(2)有关反应的化学方程式。

高温①CaCO3=====CaO＋CO2↑，

②CaO＋H2O===Ca(OH)2，

③MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2，

④Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，

⑤MgCl2·6H2O===MgCl2＋6H2O，

通电⑥MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。

3．海水提溴。

(1)主要流程。

(2)主要反应。

－－Cl2＋2Br===Br2＋2Cl(氧化)，

Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集)，

－－Cl2＋2Br===Br2＋2Cl(提取)。

4．海带中提碘。

(1)海带中含有碘元素的检验。

＋－①关键反应的反应原理：2H＋2I＋H2O2===I2↑＋2H2O。

②实验步骤及证明方法。

(2)海带中提碘。

①流程。

海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。

②主要的化学原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

例2 把海水过滤除杂后，在提取了氯化钠、溴、镁等化学物质后，剩余的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘。

回答下列问题：

(1)乙、丁中溶质的化学式为__________、__________。

(2)第④步骤操作中用稀H2SO4浸洗的目的是_______________________________________________________。

(3)第⑦步骤操作可提取纯I2的两种方法是__________和____________(不要求写出具体步骤)。

(4)检验得到I2的方法是_________________________________。

－解析：根据框图可知向含I的卤水中加入AgNO3溶液，则甲为AgI，加入适量铁屑，置换出AgI中的银，则乙为FeI2，单质银中过量铁屑可用稀H2SO4除去；FeI2中通入过量Cl2得到I2和FeCl3，则丁为FeCl3；利用碘单质的特性，可以用升华或萃取的方法提取碘；一般用淀粉溶液能否变蓝检验是否得到单质碘。

答案：(1)FeI2

FeCl3

(2)用稀H2SO4除去银中过量铁屑

(3)升华

萃取

(4)取少量产物加入淀粉溶液，若变蓝，说明得到了单质碘，若不变蓝，则没有得到单质碘

►专题训练

2．化工生产必须遵循科学原理。请根据下列工艺生产流程回答问题。

(1)某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘，其过程如下图所示。

操作①的名称是__________ , 操作③使用的试剂(写化学式)__________。操作②中发生反应的离子方程式为

________________________________________________。

(2)海水的综合利用可以制备金属钠和镁，其流程如下图所示。

①上述流程中生成Mg(OH)2沉淀的离子方程式为__________________________。Mg(OH)2沉淀和盐酸反应的离子方程式为____________________。

②实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用玻璃棒的作用：

溶解时：____________；过滤时：____________；蒸发时：____________。

③工业上把电解饱和食盐水称为“氯碱工业”。请你完成电解饱和食盐水的化学方程式：

电解________ NaCl＋______ H2O=====________ NaOH＋________H2↑＋________。

解析：(1)将海带在坩埚中灼烧得到海带灰，将海带灰浸泡得到海带灰悬浊液，然后采用过滤的方法将残渣和溶液分离，得到含有碘化钾的溶液，向水溶液中加入氯水，发生反应－－为Cl2＋2I===I2＋2Cl，向含有碘单质的溶液中加入萃取剂进行萃取，得到上层溶液为无色、下层溶液有色，说明水在上层、含有碘的有机溶剂在下层，萃取剂的密度大于水，一般常用CCl4作萃取剂且密度大于水，所以该萃取剂为CCl4。

(2)温度对食盐溶解度的影响不大，所以将海水蒸发得到粗盐和母液，采用重结晶的方法获取精盐；贝壳的主要成分是碳酸钙，煅烧贝壳得到CaO，CaO溶于水发生反应CaO＋2＋2＋H2O===Ca(OH)2，石灰乳和镁离子反应Mg＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca，Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2溶液，将MgCl2·6H2O在HCl氛围中脱水得到MgCl2，电解熔融MgCl2得到Mg。

－－答案：(1)过滤

CCl4

Cl2＋2I===I2＋2Cl

2＋2＋(2)①Mg＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca

＋2＋Mg(OH)2＋2H===Mg＋2H2O ②搅拌，加速固体溶解

引流，使溶液沿玻璃棒流下

搅拌，使溶液均匀受热，防止液体溅出

③2 2 2 1 Cl2↑