归纳与整理公开课教案

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（第1课时）

知识与技能

1、帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。常识性介绍金属回收和资源保护的意义

2、揭示化学与可持续发展的重要关系。

3、树立资源保护意识及合理开发意识。

4、初步培养自主查阅资料的能力

5、使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能

。

过程与方法

1、自主学习，培养学生自学能力。

2、活动动探究，通过了解金属资源的开发；金属冶炼；人类冶炼和使用金属的历史；金属资源的回收和再利用；海洋资源的类型；海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力、比较能力。

情感态度与价值观

3、帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。

4、通过金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学。

教学重点

了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。

教学难点

学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。

教具准备

多媒体、投影仪、砂纸、铁架台（带铁圈）、蒸发皿、滤纸、火柴、沙子、铝粉或铝银粉（商业名称）、镁带、氯酸钾、氧化铁粉末、小木条

电教器材：视频展示台（包括录象），实物投影仪 挂图、标本等

课时安排

2课时

（第1课时）

教学过程

【导入】人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物和海水资源的充分利用为例，认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。

※超分子：通常是指由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有一定结构和功能的聚集体。

【资料卡片】自然资源与可持续发展

1.自

然

资源：指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。

2.可持续发展：包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。

一.金属矿物的开发和利用

用心

爱心

专心

1

1.金属元素在自然界存在的形态：

（1）游离态：极少数的不活泼金属（金、铂等）以游离态存在（单质的形式）

（2）化合态：绝大多数金属在自然界中是以化合态（化合物的形式）存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。

2.金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。

（1）金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。

①热分解法：对于不活泼金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：

2HgO

△

2Hg+O2↑

4Ag+O2↑

2Ag2O

△

②热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属（Zn-------Cu), 通常是在高温下用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：

Fe2O3+3CO WO3

+ 3H2

ZnO +

C

Fe2O3+2Al

Cr2O3+2Al

高温

2Fe + CO2↑

W

+3H2O Zn

+ CO↑

高温

高温

高温

2Fe + Al2O3（铝热反应）

高温

2Cr+ Al2O3（铝热反应）

【实验4—1】铝热反应

I.操作：

(1)把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起（内层滤纸底

部剪一小孔，用水湿润）架在铁架台上，下面放置一

盛沙子的蒸发皿。

(2)将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸

漏斗中，混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一

根用砂纸打磨过的镁条。

(3)用燃着的小木条点燃镁条，观察现象。

Ⅱ.现象：

(1)镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的白光。

(2)引起混合物剧烈燃烧，发光发热。

(3)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融

物冷却后，除去外层熔渣（Al2O3)，可以发现落下的是铁珠。

用心

爱心

专心

2

Ⅲ.反应： Fe2O3+2Al 高温

2Fe+Al2O3（铝热反应）

Ⅳ.铝热剂及应用：

(1)铝热剂：铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物的混合物。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。

(2)铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝高熔点的性质。

(3)铝热反应的应用：①焊接钢轨

②冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等。

③电解法：非常活泼的金属（活动顺序中：K------ Al）用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：

2NaCl（熔融）

MgCl2（熔融）

电解

2Na + Cl2↑

电解

Mg + Cl2↑

2Al2O3

（熔融）4Al + 3O↑

2电解冰晶石 ※有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜

Cu2S + O2

高温

2Cu + SO2 【总结】金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag 电解法

热还原法

热分解法

【表4—1】常见金属的冶炼原理

金 属

Fe 冶 炼 原 理

Fe2O3+3CO Fe2O3+2Al Cu Mg

Cu2S + O2

高温

2Fe + CO2↑

高温

2Fe + Al2O3（铝热反应）

高温

2Cu + SO2(火法炼铜) Fe ＋ CuSO4

=== FeSO4

＋ Cu(湿法炼铜)

MgO ＋ C 高温

Mg(g) ＋ CO(g) 用心

爱心

专心

3

MgCl2（熔融）

电解

Mg + Cl2↑

Al Na

2Al2O3

（熔融）4Al + 3O↑

2电解冰晶石

2NaCl（熔融）

电解

2Na + Cl2↑

（2）金属提炼一般步骤：

①矿石的富集、除杂； ②冶炼； ③精炼。

3.金属的利用、回收和资源的保护

（1）矿产资源是有限的： 矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取之不尽用之不竭，是不可再生的。随着人们的开发利用，将会日渐减少。我国幅员辽阔，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家。我国矿产资源总值居世界第3位，但人均拥有量约为世界人均水平的1。因此，我们要合理开发和利用这些矿物资源。

3（2）合理开发、有效利用、金属的回收和资源保护：合理开发和利用这些矿物资源。有效地使用金属产品、材料。主要途径有：

①提高金属矿物的利用率。

②减少金属的使用量。

③加强金属资源的回收和再利用，使用代用材料节约矿产资源、保护矿产资源。

板书设计：

第一节 开发利用金属矿物和海水资源

（第1课时）

一．金属矿物的开发利用 1．冶炼步骤 3.冶炼方法 4.金属的回收和资源保护

（1）热分解法

2．冶炼原理 （2）热还原法 （3）电解法

用心

爱心

专心

4

【随堂练习】

1.

冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H2或CO）法，③活泼金属置换法，④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石法炼铜，（Ⅱ）湿法炼铜，现代有（Ⅲ）铝热法炼铬，（Ⅳ）从光卤石（KCl•MgCl2•6H2O）中炼镁，对它们

的冶炼方法分析不正确的是---------------------------（

B ）

A．（Ⅰ）用①

B．（Ⅱ）用②

C．（Ⅲ）用③

D．（Ⅳ）用④

2工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（图中字母代表有关物质的分子式）

请写出①～④反应的方程式。

① Al2O3 + 2NaOH ==== 2NaAlO2 + H2O ；

② 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O ==== 2Al(OH)3↓+ Na2CO3 ；

③ Na2CO3 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓+ 2NaOH ；

④ 2Al(OH)3

Al2O3 + 3H2O 。

用心

爱心

专心

5

3.关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是--------------------------------------（CD）

A、金属元素仅存在于矿物中。

B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。

C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。

D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。

4.下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是------------------------------------------------( BD) A、2Na+MgCl2====2NaCl+Mg

B、MgCl2(熔化)MgO+Cl2

C、2MgO2Mg+O2

D、MgO+CMgO+C 5.．下列金属①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬。可用铝热法制备的有------------------------( C )

A.①②④

B.①②③⑤

C. ①③④⑤

D.①②③④⑤

6．在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是----------------------------------( A )

A．Na、Ba、Mg、A1

B．Zn、Fe、Cu、Ag

C．Na、K、Zn、Fe

D．Mg、Al、Zn、Fe

第二节

开发利用金属矿物和海水资源（第2课时）

知识与技能

1、帮助学生认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用。

用心

爱心

专心

6

2、揭示化学与可持续发展的重要关系。

3、树立资源保护意识及合理开发意识。

4、初步培养自主查阅资料的能力

过程与方法

1、自主学习，培养学生自学能力。

2、活动动探究，通过了解海洋资源的类型；海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力、比较能力。

情感态度与价值观

1、帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。

2、通过金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学。

教学重点

了解化学方法在海水资源开发中的作用。

教学难点

海水资源合理开发综合应用

教具准备

多媒体、投影仪、电教器材：视频展示台（包括录象），实物投影仪 挂图、标本等

课时安排

1课时

教学过程

[新课导入] 二、海水资源的开发利用

1.海水水资源的利用：海水中水的储量约占全球总水量的97％。海水中水资源的利用，主要包括

海水的淡化

和直接利用海水进行

循环冷却

。

海水淡化的方法：主要有

蒸馏法

、电渗析

法

、离子交换

法等。

海水蒸馏原理示意图

太阳能蒸发原理示意图

2.海水中的化学资源的开发利用：

用心

爱心

专心

7

（1）海洋是一个远未开发的巨大化学资源宝库：海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化

学资源。由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有

机物，目前，在陆地上发现的１００多种化学元素， 在海水中已找到８０多种（包括

超过总量99%的H、O、CL、Br、Na、K、Mg、Ca、S、C等11种元素和其他微量微量元素）

其中７０多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，

钾有５００万亿吨，溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨。

（2）海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。

（3）从海水中提取物质的方法

I.

从海水中提取食盐的主要工艺流程：从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。其中盐田法（又叫滩晒法）历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法。现在还在广泛采用。

※盐田法：盐田建在海滩边，借用海滩逐渐升高的坡度，开出一片片象扶梯一样的池子。

第5页

利用涨潮或用风车和泵抽取海水到池内。海水流过几个池子，随着风吹日晒，水份不断蒸发，海水中的盐浓度愈来愈高，最后让浓盐水进入结晶池，继续蒸发，直到析出食盐晶体。我国是世界上最大的产盐国，年产盐量近2000万吨，占世界食盐产量的80%。

用心

爱心

专心

长声盐场

8

Ⅱ.从海水中提取镁的主要工艺流程：镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。主要步骤如下：

海水（主要

含NaCl 试剂①

和MgSO4）

溶液

Mg(OH) 2

沉淀

试剂②

MgCl2 溶液

无水

MgCl2

熔融

电解

Mg （1）为了使MgSO4转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用

NaOH ，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应

过量

；验证MgSO4已完全转化为Mg（OH）2的方法是

取上层清液，加入NaOH溶液，不生成沉淀 。

（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是

过滤 。

（3）试剂②可以选用

HCl

。

（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式：

MgCl2（熔融）

电解

Mg + Cl2↑ 第 6 页

Ⅲ. 从海水中提取溴的主要工艺流程

（1）用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。

（2）向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质。反应的化学方程式为：

2NaBr + Cl2 == Br2 + 2NaCl ；

（3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，反应的化学方程式为：Br2 + SO2 + 2H2O == 2HBr + H2SO4

（4）向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气，反应的化学方程式为：2HBr+ Cl2 == 2HCl+ Br2

（5）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，得到产品溴。

【实验4—2】从海带中提取碘

（1）反应原理：海带中的碘元素主要以I的形式存在，提取时用适当的氧化剂（H2O2)将其氧化成I2，再用有机溶剂将I2萃取出来。

-+ 用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I+ H2O2 + 2H == I2 + 2H2O 。

（2）操作步骤：

①取约3g干海带，把表面的浮着物用刷子刷净（不要用水冲洗，以免

洗去表面的碘化物），用剪刀剪碎后，用酒精湿润，放入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完用心

爱心

专心

9 -

全变为灰烬（注意通风）停止加热，冷却。

②将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌、煮沸2～3min ,过滤。

③在滤液中滴入几滴稀硫酸（3mol/l）,再加入1mL H2O2（3%），现象：溶液

变棕黄色

。

再加入几滴淀粉溶液，现象是：溶液

变蓝色

。

（3）提取I2流程：

含碘元素的溶液

残渣

含碘单质的有机溶液

试剂

含碘单质的溶液

海带

灼烧

海带灰

溶解，过滤

【总结】海水资源的开发利用：

①

从海水中提取淡水——海水淡化

②海水制盐

海水资源的开发利用

③从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品

④从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料

⑤从海水中获取其他物质和能量

第7页

※海水综合利用联合工业体系一例（如下图）

课堂小结

用心

爱心

专心

10

这节课我们学习了海水资源的开发和利用，通过学习，我们知道：海水是一个巨大的资源宝库，从海水中我们可以提取许多重要的化工产品，同学们要努力学习，掌握先进的科学技术，让海水更好地造福人类。

布置作业

P85 T3 板书设计：

第一节

开发利用金属矿物和海水资源

（第2课时）

二．海水资源的开发利用

1．水资源的利用 （2）

溴 3.

树立资源保护意识及合理开（1）淡化

（3）钾 发意识

（2）循环冷却

2．制备化工产品

（1）镁

活动探究

1.查阅资料,写篇小论文:海水资源简介。

用心

爱心

专心

11

【随堂练习】

1.从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶，②加熟石灰，③加盐酸，④过滤，⑤熔融电解，正确的生产步骤顺序是_ ②④③①⑤ 。

2.按下述实验过程填空：

（1）写出上述反应的化学方程式：

① 2FeBr2

＋

3Cl2

=== 2FeCl3

＋2Br2

；

② 2FeCl3

＋2KI ===2FeCl2

＋

2KCl ＋I2

；

③ 2KI ＋ Br2

===2KBr ＋I2 。

（2）溶液的颜色：a：

棕黄色

；

b：橙红色

；

c：

蓝色

；

d：蓝色

。

第8页

3.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：

用心

爱心

专心

12

（1）

若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式

△

MgCl2·6H2O === Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑

。

（2）用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是： 在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气，故能得到无水MgCl2

（3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。

步骤：加入 MgCl2 溶液，充分搅拌，过滤 ，沉淀用水

洗涤 。

（4）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，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；

①溶解时： 搅拌，加速溶解 。

②过滤时：使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒 。

③蒸发时：搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅 。

(5) 获得HCl的反应为2CH4+O2+4Cl2===2CO+8HCl(不考虑其他反应)。事实上，生产中HCl一直在循环使用。试从理论上分析是否需要补充HCl，简要说明理由：

答：不需要补充HCl,因为Cl2～2HCl～Mg(OH)2～MgCl2～Cl2；依氯元素守恒可以看出理论上不要补充HCl。

第9页

第四章化学与自然资源的开发利用 用心

爱心

专心

13

第1节开发利用金属矿物和海水资源 同步测试 一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1．铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等)，这是因为铝具有一下性质中的----------------（

）

A.两性

B.导电性好

C熔点低

D．还原性及冶炼反应中放出大量的热

2．下列金属①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬。可用铝热法制备的有----------------------------(

)

A.①②④

B.①②③⑤

C.④③④⑤

D.①②③④⑤

3．在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是-------------------------------------(

)

A．Na、Ba、Mg、A1

B．Zn、Fe、Cu、Ag

C．Na、K、Zn、Fe

D．Mg、Al、Zn、Fe 4．下列化工生产原理错误的是-----------------------------------------------------------------------------(

)

①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠

②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁

③用电冶铝时，原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热

A.②③

B.①③

C.①②③

D.②③④

5．下列产品的使用不会对环境造成污染的是----------------------------------------------------------(

)

A.含磷洗衣粉

B.酒精

C.氟利昂

D.含汞电池

6．单质A能从盐溶液中置换出单质B，则下列说法中，不正确的是----------------------------(

)

A.当A、B都是金属时，A一定比B活动性强

B.当A、B都是非金属时，A一定比B活动性强

C.当A是金属时，B可能是金属，也可能是非金属

D.当A是非金属时，B可能是金属，也可能是非金属

7．在相同条件下，对环境污染最小的燃料是-----------------------------------------------------------(

)

A.液化气

B.煤油

C.煤饼

D.木柴

8．下列商品不能称为“绿色商品”的是-------------------------------------------------------------------(

) A.无铅汽油

B.无磷洗衣粉

C.无氟冰箱

D.无碘食盐

二、非选择题(本题包括4个小题) 9．汽车尾气(含有烃类、CO、S02与NO等物质)是城市空气的污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的特点是使CO与NO

第10页

反应，生成可参与

大气生态循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及S02的转化。

用心

爱心

专心

14

(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：

。

(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是

。

(3)控制城市空气污染源的方法可以有

(多选算错)

A.开发氢能源

B.使用电动车

C.植树造林

D.戴上呼吸面具

10．如图所示，分馏装置中，如果有错误请指出并加以改正：

(1)

，

(2)

，

(3)

。

11．(10分)环境保护已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一。为消除目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能

促进燃料循环使用的构想(如图)。

这种构想或方案可用如下反应表示：

①2CO2光能2CO+O2



；

⑦

H2ONH3

+

；

③

N2

+

H20



CH30H +

；

④

CO2 +



CH4

+

。

⑤

+

H2O

(1)请完成上述化学方程式；

(2)要实现上述的一些构想，目前和今后要解决的关键问题是

第11页

用心

爱心

专心

15

；

(3)如果光子的能量不够，上述反应是无法完成的。而大自然已经解决了这个问题，即

，它是地球上最重要的化学反应之一，请写出反应的化学方程式

。

12．(9分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元离子的形式存在。实验中从海藻提取碘的流程如图所示

(1) 指出提取碘的过程中有关的实验操作名称①

；写出过程②中有关反应的化学方程式

。

(2) 提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为

--------------------------------------------------(

)

A.酒精、四氯化碳

B四氯化碳、苯

C．汽油、醋酸

D．汽油、甘油

(3) 为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是

。

用心

爱心

专心

16

答案与解析：

第12页

1．D。Al还原性较强，可以将金属活动性顺序中排在其后的金属从其氧化物中置换出来，同时放出大量的热。

2．C。可用铝热法制备的金属必定不如铝活泼，故镁一定不可以，利用排除法可以选择C。

3．A。不能用化学还原剂制得的金属是一些非常活泼，本身具有强还原性的金属。

4．D。钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应，不能将镁置换出来。电解冶炼铝所用的原料为氧化铝。炼铁高炉中所发生的反应C02+C2CO属于吸热反应。

5．B。含磷洗衣粉可造成水体富营养化；氟利昂可造成臭氧层破坏；含汞电池会造成水污染和土壤污染。

6．D 。Fe+CuS04＝Cu+FeS04，C12+2NaBr＝2NaCl+Br2，Mg+2NaHS04＝MgS04+Na2S04+H2↑，故A、B、C均正确。

7．A。液化气的成分是碳数较少的烃，燃烧较充分，产物为C02和H20。

8．D。食盐必须添加碘，否则长期食用会得“大脖子”病。

9．(1)2CO+2NO==2CO2+N2

(2)S02能转化为S03，产生硫酸酸雾(3)AB 解析：由CO与NO反应生成可参加大气生态循环的无毒气体，可知该反应是以NO为氧化剂，将CO氧化为CO2，而本身被还原为N2。仔细阅读试题，根据催化剂可促进SO2的氧化，可推知S02转化为S03产生H2S04酸雾，增加空气酸度。

10．(1)蒸馏烧瓶中温度计水银球应在支管口处，而不应插在液面下

(2)冷凝管的冷水流向是错误的，应从a处流入b处流出

(3)接收仪器应用小口的锥形瓶，而不应用大口的烧杯，以免蒸气挥发太多

11．(1)②2H2O光能2H2↑+02↑③2N2+6H20光能4NH3+302 ④2CO2+4H20光能2CH30H+3O2⑤CO2+2H2O光能CH4+2O2

(2)如何使物质吸收光能转变为其他物质(3)绿色植物的光合作用，即在日光作用下。利用光能把二氧化碳和水转变成碳水化合物(糖类)6C02+6H2O12．(1)过滤2NaI+Cl2==2NaCl+I2(2)B(3)漏斗、分液漏斗

用心

爱心

专心

17 C6H1206+6O2

第四章化学与自然资源的开发利用 第2节开发利用金属矿物和海水资源 同步测试

一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1．下列情况可引起大气污染的是

---------------------------------------------------------------

(

)

①煤的燃烧

②工业废气的任意排放

③燃放鞭炮

④飞机、汽车尾气排放

A.只有①②

B.只有②④

C.只有①②③

D.①②③④

2．有关煤的叙述不正确的是

------------------------------------------------------------------------ (

)

A．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源

B．煤的干馏过程属于化学变化

C．煤是由多种有机物组成的混合物

D．煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素

3．下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是

----------------------------------------------------

(

)

A．W03

B．MnO2

C．MgO

D．V205

4．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是

--------------------------------------------------

(

) A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭

B. 在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料

C. 将煤变为煤饼作燃料

D．将石油裂解制得乙烯等化工原料

5．人造光卤石(KCl·MgCl2·6H20)是盐化工生产的中间产物。以光卤石为原料制得金属镁，可有下列步骤：

①过滤

②溶解

③加入适量Ca(OH)2

④蒸发

⑤用盐酸溶解

⑥电解熔融MgCl2

⑦在HCl气流中强热MgCl2·6H20晶体正确的顺序是

--------------------------------------- (

)

A.⑤③①②④⑥⑦

B.②③①⑤④⑦⑥

C.②④①③⑦⑤⑥

D.⑤③①④②⑦⑥

6．汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气。产生氮的氧化物的主要原因是

--- (

)

A．燃烧含氮的化合物燃料引起的

B．燃烧含铅汽油引起的

C．是由燃烧不充分引起的

D．是在汽缸中N2被氧化生成的

用心

爱心

专心

18

第13页

7．“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状飘浮物，颗粒很小(直径小于107m)，不易沉降(可飘浮数小时甚至数年)，它与空气中S02、O2接触时，SO2部分转化为S03，使空气酸度增加，形成酸雨。飘尘所起的主要作用是

-----------------------------------------------------------------------------

(

)

A.氧化剂

B．还原剂

C．吸附剂

D．催化剂

8．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的C02全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4g，则这种铁的氧化物为

--------------------------------------------- (

)

A．Fe3O4

B．Fe203

C．FeO

D．以上都不是

二、非选择题(本题包括4个小题) 9．随着现代科学的不断发展，生产和生活所需淡水日益增多，甚至超过人类所能支配的淡水量，使地球上淡水资源发生危机，这就把海水淡化问题提到了科学家的面前。磺化媒(代表式NaR)是一种钠型离子交换树脂，它能使海水中的Ca2、Mg2交换除去。

现代海水的淡化方法：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。

(1)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法，其原理是

。

(2)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阴离子交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂(填其代表式)为：A柱

，B柱

。

(3)说明按上述顺序装柱的理由是

。

10．工业上测量S02、N2、O2混合气体中S02含量的装置如右图。反管中装有碘的淀粉溶液。S02和I2发生的反应为(N2、02不与I2反应)：

SO2+I2 +2H20==H2SO4+2HI (1)混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等

于

的体积(填写气体的分子式)。

(2)反应管内的溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的S02含量

(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。

(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用

代替(填写物质名称)。

用心

爱心

专心

19 应

(4)若碘溶液体积为VamL，浓度为cmol·L1。N2与02的体积为VbmL(已折算为标准状况下的

第14页

体积)。用c、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为：

。

(5)将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为

(选下列仪器的编号)。

a．烧杯b．试管c．广口瓶d．容量瓶巴量筒

f．单孔塞g．双孔塞

11．

有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。

(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如，加入CH30C(CH3)3来生产“无铅汽油”。

CH30C(CH3)。分子中必存在的原子间连接形式有

(填写编号)

①

②

③

④

(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高，而且管道输送方便，将成为我国西部开发的重点项目之一。天然气常和石油伴生，其主要的成分是

。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是

(填写编号)。

①其一氯取代物不存在同分异构体

②其二氯取代物不存在同分异构体

③它是非极性分子

④它的键长和键角都相等

(3)1980年我国首次制得一辆燃烧氢气的汽车，乘员12人，以50 km/h行驶了40km。为了有效开展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济的制氢方法是

(填写编号)。

①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水

其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是

(写出其中一个)。

12．环保检测中，有害气体的浓度常用1L有害气体的毫克值(mg/L)来表示，如对某气体样品中所含一氧化碳的浓度进行测定，其方法和实验步骤如下：

①首先将2.00 L的气体样品通过盛有I205固体的加热管，反应后生成C02和I2；

②用30.0mL 5.00103mol/L的硫代硫酸钠溶液吸收所产生的碘，发生的反应为：

22I2+2S203

==2I+S4O6。



③从②中溶液取出1/5，加入1.00 mL1.00102mol/L碘水，正好将所取溶液中过量的硫代硫酸钠完全氧化。

(1)写出步骤①中CO通过盛I205加热管的有关反应的化学方程式。

(2)计算样品中CO的浓度。

用心

爱心

专心

20

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答案与解析

1．D。煤的燃烧和鞭炮的燃放会产生有毒气体S02等；飞机、汽车尾气中含有CO、NO等有害气体；工业废气中含有更多的有毒、有害气体。

2．B、C。煤的干馏过程中既有化学变化也有物理变化；煤的成分中既有有机物也有无机物；煤干馏所得的煤焦油是工业上获得芳香烃的重要来源。

3．

C。铝热反应是干态的置换反应，铝把比它活动性弱的金属从其氧化物中置换出来；铝热反应适用于冶炼高熔点金属，MgO与Al不反应。

4．C。煤的综合利用包括煤的干馏(焦化)、气化和液化。石油的综合利用包括分馏、裂化、重整等。煤变为煤饼，并未改变其成分及结构。

5．B。提纯光卤石得到MgCl2的步骤为：先将光卤石溶解于水，因为KCl、MgCl2均易溶于水，先后沉淀Mg2；Mg(OH)2的溶解度比Ca(OH)2更小，故加入适量的Ca(OH)过滤后得Mg(OH)2，洗涤后溶于适量的盐酸发生反应：Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O，蒸发溶液得MgCl2·6H20，由于加热MgCl2·6H2O的过程中，会有部分MgCl2又与H20反应生成Mg(OH)2。而MgCl2与H20的反应是一个可逆反应：MgCl2+2H20==Mg(OH)2+2HCl。根据平衡移动原理在HCl气氛中加热MgCl2·6H20，使MgCl2与H20的反应得到抑制，故能得到纯净的MgCl2 6．D。汽车在工作时发动机的活塞在气缸中运行一个循环时，要经过进气、压缩、点火燃烧和排气四个过程。在压缩和点火燃烧等过程中，由于产生高温高压，故空气中N2和02发生如下反应N2+022NO，2NO+02==2N02，生成污染大气的N02。

7．D。SO2和O2的反应是一个可逆反应，反应速率很慢，在空气中漂尘的催化作用下，大大加快了反应速率，使大部分S02转化为S03，进而与水反应生成硫酸而形成酸雨。

8．C。据元素守恒原理可得以下关系式：

CO

～

C02

～

CaCO3

1mol

lmol

100g

O.04mol

0.04mol

4 g 用心

爱心

专心

21

此时，气体增加的质量为O.04mol16 g·mol1==O.64 g(即0.04mol氧原子的质量，也就是氧化物中氧元素的质量)，据质量守恒原理知，固体质量必定减少0.64 g，那么剩余固体的质量(即

1 铁粉的质量)为2.88 g－O.64 g=2.24 g，也就是说，原氧化物中含铁元素的物质的量为2.24g/56 g·mol1=O.04mol。因此，原氧化物中铁元素和氧元素的物质的量之比即Fe、0原子个数之比为0.04:0.04=1:1。

9．(1)蒸馏原理，即利用加热海水时，盐不挥发而留在残余物中，水蒸气经冷凝而得淡水

(2)HR

ROH

(3)若在A中装ROH，则海水先通过ROH，溶液中就会有较多的OH与海水中的Mn生成M(OH)n沉淀，造成堵塞现象，而在A中装HR，在B中装ROH，海水通过A中生成的H与B中生成的OH中和，生成水而呈中性

10．解析：(1)混合气体进入反应管中，混合气体中的S02被I2吸收，剩余的气体为N2和02。量气管内增加水的体积即为N2和02的总体积。

(2)当反应管内蓝色消去，说明I2与SO2恰好反应，若继续通入气体，则未反应的SO2也会排入量气管中，使N2、02的体积增大，测得S02的含量降低。

(3)反应管中I2与淀粉的作用是吸收SO2，且恰好完全反应时溶液由蓝色变无色来指示反应的终点。其他一些能氧化SO2，且溶液有颜色变化的物质可代替I2和淀粉，如酸性KMn04溶液或溴水。

(4)因SO2+I2+2H2O==H2S04+2HI

n(SO2)=n(I2)=VV(SO2)= Vacl03a×103L×cmol·L1= Vacl03mol

mol×22400mL/mol=22.4cVamL

即S02的体积分数为：22.4cVa

×100％

22.4cVaVb

(5)由所给装置可知，反应管起密封容器的作用，因此，可用试管或广口瓶代替，而量取气体还可用测量气体所排出液体的体积确定，可用广口瓶、双孔塞、量筒代替量气管。其装置可以为:b、c、e、g或b、e、g或c、e、g。

用心

爱心

专心

22

答案：(1)N2、02

(2)偏低

(3)酸性高锰酸钾溶液或溴水

(4)V(S02)％=22.4cVa×100％

22.4cVaVb

2

(5)b、c、e、g或b、e、g或c、e、g

11 .(1)③

(2)甲烷②

(3)③氢气的输送和贮存

点拨：(2)天然气的主要成分是甲烷，若为平面正方形结构，则其二元取代物有两种同分异构体，而正四面体的二元取代不存在同分异构体；(3)电解水消耗大量的电能，锌和硫酸的反应也不适合工业大量生产，只有太阳光使海水光解才是最经济的方法。但氢气的密度小，沸点低，输送与贮存有一定的难度。

12．(1)5CO+I205I2+5C02

(2)1.75 mg·L1

点拨：(1)问中反应物、产生物均已知，根据化合价升降总值相等即可将其配平。

(2)问是多步反应的计算，首先根据氧化还原反应中电子守恒得出关系式：5CO～I2～22S203，然后代入数据进行计算。

用心

爱心

专心

23

3 用心

爱心专心24