归纳与整理教学设计及教案分析

第四章

化学与自然资源的开发利用

章末复习

重庆綦江中学

邹娟

教学目标：1.以金属矿物的开发、海水资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化的作用，认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。

2.认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。

3.以聚乙烯为例，让学生了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。

4.认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。

教学重点：归纳能力、比较能力的培养。

教学难点：培养举一反三的能力，培养发散思维、创新思维的能力。

教具准备：实物投影仪。

教学过程

【知识回顾】一、金属矿物

1. 金属矿物的矿物利用

金属在自然界中的存在

金、铂等极少数金属以游离态形式存在于自然界中，而绝大多数金属元素以化合态形式存在。在这些金属化合物中，金属元素都呈正价。

2. 金属冶炼的实质

使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程。Mn++ne—

===== M 3. 金属冶炼的方法

要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法。金属活动顺序如下

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Cr

Ni

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

电解法

（1）热分解法

△

△

热还原法

热分解法

物理提取法

2HgO

2Hg + O2↑ ，2Ag2O

4Ag + O2↑

（2）热还原法

①

焦炭还原法：用碳还原ZnO、CuO，方程式为

2ZnO + C

△

2Zn + CO2↑

2CuO + C

△

2Cu + CO2↑

②

一氧化碳还原法，如用CO还原Fe2O3、CuO，方程式为：

1

Fe2O3 + 3CO

△

3CO2

+

2Fe

CO + CuO

△

Cu + CO2↑

③

氢气还原法，如用H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式为:

3H2 + WO3

△

W + 3H2O

4H2 + Fe3O4

△

3Fe + 4H2O ④

活泼金属还原法，如用铝还原Cr2O3、V2O5，这类反应又称铝热反应，方程式为：

2Al + Cr2O3

高温

Al2O3 + 2Cr

10 Al +3V2O5

高温

6V + 5Al2O3 （3）

电解法冶炼金属

如Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，方程式依次为：

2Al2O3

电解

4Al + 3O2↑

MgCl2

电解

Mg + Cl2↑

2NaCl

电解

2Na + Cl2↑

【典例1】工业上冶炼金属，常用的方法有四种：Ⅰ.热分解法，Ⅱ.热还原法，Ⅲ.电解法，Ⅳ.湿法冶金。下表中金属与常用冶炼方法相符的是（ ）

A B C D 金属

钾、钙

钠、铝

铜、铁

银、汞

冶炼方法

Ⅳ

Ⅲ

Ⅰ

Ⅱ

【变式训练1】如图4-3-1是我国古代冶铁图，你认为下述反应原理正确的是（ ）

【典例2】铝粉与某些金属氧化物组成的混合物叫铝热剂，铝热剂在高温下发生的反应叫铝热反应。如：

，反应发生时放出大量的热。仔细阅读上述信息回答下列问题：

（1）“铝热反应”属于四种基本反应类型中的

反应。

（2）信息中的“某些”指

（填“比铝活泼的”“比铝不活泼的”或“任意”）。

（3）试写出铝粉与发生的铝热反应方程式：

。

【变式训练2】下列金属：①铁

②镁

③锰

④钒

⑤铬，可用铝热法制备的有（

）

A.①②④

B.①②③⑤

C.①③④⑤

D.①②③④⑤

二、海水资源的开发利用

2

海水资源的利用主要包括海水水资源的利用和海水的化学资源的利用。

1. 海水水资源的开发利用

海水淡化的主要方法有:

蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

2. 海水化学资源的开发利用

(1) 氯碱工业

食用

食盐(NaCl) 海水

2NaCl+2H2O电解

2NaOH+Cl2↑+H2↑，以及由此衍生出来的其他产品。

(2) 海带提碘

①

反应原理：Cl2氧化I—的离子方程式为：H2O2+ 2I— +2H+===== I2 + 2H2O

②

工艺流程：

(3) 海水提溴

①

在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子生成单质溴。原理为：Cl2 + 2Br—===== Br2 + 2Cl—

②

工艺流程：

海水

③

基本操作

Ⅰ. 浓缩:海水晒盐和海水淡化过程中副产物Br—得到浓缩；

Ⅱ. 氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br—氧化成Br2，反应离子方程式为

Cl2 + 2Br—===== Br2 + 2Cl—

Ⅲ. 富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，反应方程式为：Br2 + SO2 + 2H2O ===== 2 HBr+ H2SO4

液溴

冷凝分离

蒸馏

提取粗盐

海带

灼烧

海带灰

浸泡

含I—的溶液

氧化

碘水

萃取分液

蒸馏

I2

苦卤

硫酸酸化

氯气氧化

含Br2的海水

空气吹出

含Br2的空气

SO2吸收

溴蒸气

溴水混合物

粗溴水

氯气

吸收液

3

Ⅳ. 提取：再用Cl2氧化HBr得到产品溴。

(4) 海水提镁

①

工艺流程：

②

有关化学反应方程式

CaCO3高温

CaO + CO2↑

CaO + H2O === Ca(OH) 2

MgCl2 + Ca(OH) 2=== Mg(OH) 2↓+ CaCl2

Mg(OH) 2 + 2HCl === MgCl2 + 2H2O HCl

MgCl2

▪6H2O======== MgCl2 + 6H2O

MgCl2(熔融)

Mg + Cl2↑

【典例3】海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源。下面是从海水中提取某些原料的流程图。

下列有关说法正确的是（

）

A.第①步中除去粗盐中杂质，加入的药品顺序为：溶液→NaOH溶液→溶液→过滤后加盐酸

B.第②步中工业上一般选用NaOH作沉淀剂

C.在第③④⑤步中溴元素均被氧化

D.从第③步到第⑤步的目的是浓缩

三、煤的干馏及石油的炼制苯和芳香烃

4

【典例4】下列说法正确的是（ ）

A.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物 燃料，是取之不尽的

B.煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物，只含有碳和氢两种元素

C.石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素

D.煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的

【课堂小结】

本堂课学到里什么？

【达标练习】1.下列叙述正确的是（

）

A.目前加碘食盐中主要添加的是

B.日常生活中无水乙醇常用于杀菌消毒

C.绿色食品是不含任何化学物质的食品

D.在空气质量日报中含量属于空气污染指数

2.我国的能源消耗以煤为主。据估计，全世界的煤炭最多供应200～300年。下列是关于利用煤炭资源的某些观点，其中论述正确的是（

）

①直接燃煤虽然带来了污染问题，但同时提供了能量，污染与经济效益相比，经济效益更重要

②人类在开发资源时，既要满足自身需要又不能以危害子孙后代为代价

③随着科学的发展，将不断地开发出新型能源，根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是杞人忧天

④发展洁煤技术，提高燃煤效率，进行煤的干馏，可以提高煤的使用价值

A.①④

B.②③

C.①②

D.②④

3.下列叙述错误的是（

）

A.炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来

B.活泼金属Na用电解法冶炼

C.汞的冶炼可用热分解法

D.铝的冶炼一般用还原剂法

5

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