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第四章

化学与自然资源的开发利用归纳与总结教学设计

第一节

开发利用金属矿物和海水资源

第一课时

一、学习目标

1.掌握金属冶炼的一般原理，了解适用于不同金属的冶炼方法。

2．以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用，体会保护金属资源的重要性。

二、自主学习

（一）金属元素的存在

金属元素在自然界中的存在形态除了金、铂等少数金属以________外，绝大多数金属以_______形式存在于自然界，在这些化合物中金属元素都显______价。

(二) 金属的冶炼

1．(1)金属的冶炼是指_____

__

_____________________________。

(2)金属活动性顺序为__________________________________

_____________。

(3)金属冶炼的常用方法有_____________

_______________________。

2．由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此必须采用不同的冶炼方法。

(1)热分解法：适用于冶炼________的金属，如________。

(2)热还原法：用还原剂(_______________________________等)还原金属________物，适合于金属活动性介于________之间的大多数金属的冶炼。如：

高温高温Fe2O3＋3CO=====________

2CuO＋C=====________ 高温高温2Al＋Cr2O3=====________

WO3＋3H2=====________ 这类金属中若金属以硫化物或碳酸盐形式存在时，首先将其转化成________后再还原，如：

高温

46

高温2ZnS＋3O2=====________

ZnO＋C=====________

铝热反应是指__________________________

___________ ____________________________，用途为________、________。

(3) 电解法：适用于冶炼________的金属，如___

_____。

例如：NaCl（熔融）---------

MgCl2（熔融）-------

CaCl2（熔融）-------

Al2O3（熔融）-------- 3．合理开发和利用金属矿物资源

地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须学会合理开发和利用这些矿物资源。达到此目的的主要途径有：

(1)______________________________________________；

(2) ______________________________________________；

(3) ______________________________________________；

(4) ______________________________________________；

三、合作探究

1、金属活动性顺序与金属冶炼的关系：

在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越

，

越

被还原，金属的位置越靠前，金属阳离子越

被还原，最活泼的金属只能用最强的还原手段(电解)使金属阳离子还原，如铝的冶炼。

2、金属的冶炼方法：

（

）

（

）

（

）

（

）

四、练习

1、冶炼和提取金属常用以下几种方法：

①以C或CO、H2作还原剂还原

②电解法

③热分解法

④铝热反应

⑤物理提取法，现冶炼和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提取方法。

Fe________；

Mg________；

Cu_________；

Hg________；

Na_________；

Au_________。

2、名师导学

随堂演练

47

五、课后反思

第二课时

一、学习目标

1.掌握从海水中分离出化工原料的原理和方法。

2.了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。

二、自主学习

(一) 海水水资源的利用

1．海水的淡化

(1)海水淡化的主要方法：蒸馏法、________、________。

(2)海水的蒸馏

冷凝水方向：上口

，下口

，温度计水银球的位置

，

沸石的作用

2．直接利用

海水进行________。据统计，城市用水约80%是工业用水，工业用水中约80%是工业冷却用水。因此直接利用海水进行循环冷却是解决水资源短缺的重要途径。

3．海水制取食盐：主要方法是利用________________

_______ 4．海水提铀：主要方法是采用各种高效吸附剂富集铀，再分离得到铀。

5．海水制取溴：主要方法是________。

(1)主要流程：

48

(2)主要反应：_______

_____________________________。

6．海带中含有的碘元素，以I形式存在，流程图：

－

主要的化学方程式：

（二）海水中化学资源的开发利用

1．海水中的化学元素

大量元素：H、O等元素共13种。

微量元素：I、U等元素。

2．海水化学资源的开发利用

(1)从海水中制得NaCl。除食用外，还用作工业原料，如生产________、________、________以及________、________、________等含氯化工产品。

(2)从海水中制取_______、___ ___、__

___及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。

三、合作探究:

1、海水提溴的方法：

－(1)浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br得到浓缩。

(2)氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br氧化为Br2，反应的

离子方程式为

。

(3)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。反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。

(4)提取：再用

将HBr氧化得到产品溴。

四、练习

名师导学

随堂演练

五、课后反思\ 49

－

第二节

资源综合利用

环境保护

一、学习目标

1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

2．了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。

3.以聚乙烯为例，掌握加聚反应、高分子化合物并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。

二、重点：煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

三、难点：加聚反应

四、自主学习

（一）煤、石油和天然气的综合利用

1．煤的组成及其综合利用

(1)煤的组成

煤是由________和少量________组成的复杂混合物，主要含有________元素，还含有少量________等元素。

(2)煤的综合利用

①煤的干馏：将煤________________________________使煤分解的过程，叫煤的干馏。也称煤的焦化。它是一个________过程。

②煤的气化：把煤中的________转化为________的过程。其主要反应是：________________________________。

③煤的液化：把煤转化为________的过程。得到的物质不是原来就有的，故该过程也是一个________过程。

气化和液化的作用：______________________，________________________。

2．石油的组成及其综合利用

(1)石油的组成

石油主要是由__________________________组成的混合物。

(2)石油的综合利用

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①石油的分馏

利用原油中________的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做石油的分馏。石油的分馏属于

变化。

②石油的裂化和裂解

目的：

裂解

主要产物三烯二烷：乙烯、丙烯、异丁烯、甲烷、乙烷。3．天然气的综合利用

(1)组成：天然气的主要成分是________。

(2)应用：作为化工原料，主要应用于合成________和生产________等。

（二）以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

1．三大合成材料：________、________和________。

2．加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。

例：乙烯的加聚反应方程式为___________________。

单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，聚乙烯的单体为________。

链节：高分子化合物中的最小重复单元，聚乙烯的链节为________。

聚合度：高分子化合物中的链节数，聚乙烯的聚合度为

。

五、合作探究

1、化学“三馏”的比较

51

原理

干馏

隔绝空气、高温下使物质分解

蒸馏

根据各组分沸点不同进行分离

分馏

与蒸馏原理相同

产物

变化

2、

化学“二裂”的比较

名称

裂化

定义

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低

的烃

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃

目的

裂解

六、

训练反反馈

1.下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

)。

A.煤就是碳,属于单质

B.石油产品都可用于加成反应

C.天然气是一种清洁的化石燃料

D.石油裂解得到的汽油是纯净物

2.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(

)。

A.将煤变为蜂窝煤作燃料

B.将煤干馏制得煤焦油和焦炭

C.将石油裂解制得乙烯等化工原料

D.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料

3.石油裂解的目的和原理是(

)。

A.避免炭化结焦

B.除去石油中的杂质

C.使直链烃转化为芳香烃

D.使具有长链的烃深度裂化,断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃

4.下列物质不能萃取溴水中的溴的是(

)。

A.直馏汽油

B.裂化汽油

C.苯

D.己烷

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5.可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是(

)。

A.乙醇

B.溴的四氯化碳溶液

C.NaOH溶液

D.盐酸

6.下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是(

)。

A.有机高分子化合物称为聚合物,是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应制得的

B.有机高分子化合物的相对分子质量很大,但其结构是若干链节的重复

C.对于一种高分子材料,n是一个整数值,因而它的相对分子质量是确定的

D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

7. 乙烯是石油裂解的主要产物之一。将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是

;其化学方程式为：

。

乙烯在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为：

,其产物的名称是

;乙烯对水果具有

作用。

8.将煤直接作为燃料燃烧,不但热效率较低,且产生烟尘、二氧化硫、氮的氧化物等,带来严重的环境污染。煤干馏是提高煤利用率、生产重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物,装置如下,请回答有关问题:

(1)煤干馏的条件是

; (2)盛有冷水的烧杯的作用是

(3)实验后检验生成粗氨水的操作是

(4)已知CO不能使溴水褪色,若将具支试管出来的气体通入溴水中,发现溴水褪色,53

则说明产生了

; (5)检验具支试管出来的气体的性质后,将尾气点燃,火焰的颜色为

; (6)从煤焦油中分离出苯及其同系物的实验方法是

。 七、课后反思

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