归纳与整理教学设计第二课时

第4章——开发利用金属矿物和海水资源

【学习目标】

①了解金属冶炼的一般原理。

②海水资源的开发利用

【知识点1】金属元素在自然界存在的形态：

①游离态：极少数（金、铂等）

②化合态：绝大多数

【知识点2】金属冶炼的步骤

①富集矿石、除杂 ②冶炼 ③精炼

【知识点3】金属冶炼的方法

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+O

2↑

2Ag△

4Ag+O

2O

2↑

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：

FeO

高温

23+3CO

2Fe + CO2↑

WO

高温

3 + 3H2

W +3H

2O FeO

高温

23+2Al

2Fe + Al2O3（铝热反应）

Cr+2Al

高温

2O3

2Cr+ Al

2O3（铝热反应）

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）

电解

2Na + Cl2↑

MgCl

电解

2（熔融）

Mg + Cl

2↑

2Al2O3

（熔融）4Al + 3O2↑

【小结】1.不同金属冶炼方法的选择

【知识点4】铝热反应

1.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。

2.反应：Fe

高温

2O3+2Al

2Fe+Al2O3（铝热反应）

3.铝热剂及应用：

(1)铝热剂：铝粉与某些金属的氧化物的混合物。

(2)铝热反应: 铝粉与某些金属氧化物的反应

(2)铝热反应的特点：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。体现铝的强还原性、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。

【知识点5】海水资源的开发利用

海水中各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。

(1)从海水中提取淡水——海水淡化

方法:主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

(2)海水制盐

(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

【知识点7】从海水中提取溴

①流程

②有关反应的离子方程式：

2NaBr+Cl2Br2+2NaCl Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4

2HBr+Cl22HCl+Br2

【知识点8】从海带中提取碘的流程和注意的问题

①反应原理： 2I-+HO+22+2HI2+2H2O ②流程：

【知识点9】煤的综合利用

1.煤的组成：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

2.煤的综合利用

①煤的干馏——将煤隔绝空气加高温使之分解，

②煤的气化——将煤转化为可燃性气体的过程，

主要反应为：C(s)+H高温2O(g)  CO(g)+H2(g) ③煤的液化

煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。

煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。

【知识点10】石油的综合利用

1. 石油的组成：主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。

2.石油的综合利用

①石油分馏——利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程——获得汽油、煤油、柴油等轻质油。

②石油的裂化——将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油的过程——可提高汽油的产量和质量。。

③石油的裂解——深度的裂化——获得乙烯

④石油的催化重整——可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等

【知识点11】绿色化学

绿色化学——利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这是原子利用率为100%。

【考点1】金属在自然界存在

1.关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是

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。

2.元素在自然界的分布很不均匀，如非洲多金矿，澳大利亚多铁矿，中国富产钨。从地壳中元素含量的多少分析，最丰富的金属元素是（ ）

A.铝 B.镁 C.铁 D.钙

【考点2】金属冶炼的方法

1.下图表示人类使用不同金属的大致年代。这个先后顺序跟下列有关的是（ ）

①地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序；③金属的导电性；④金属冶炼的难易程度；

⑤金属的延展性；

A.①③

B.②⑤

C.③⑤

D.②④

2.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 A.(Ⅰ)用①B.(Ⅱ)用②C.（Ⅲ）用③ D.（Ⅳ）用④

3.金属元素广泛存在于各种矿石和海水中，不同金属的冶炼方法各不相同。下列金属中能用直接加热分解的方法从其化合物中还原出来的是（ ）

A.钠 B.铜 C.铝 D.汞

4.下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是( ) A.2Na+MgCl2====2NaCl+Mg B.MgCl2(熔化)MgO+Cl2

C.2MgO2Mg+O2 D.MgO+CMgO+C 5.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

6.高温还原法是一种金属冶炼常用的方法。下列还原剂中通常不用于高温还原法冶炼金属的是（ ）

A.焦炭 B.CO C.H2 D.NH3 【考点2】铝热反应

1.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.①③④⑤ D.①②③④⑤

【考点3】海水的综合利用

1.下列方法中，不能实现海水淡化的是（ ）

A.蒸馏法 B.电渗析法 C.过滤法 D.离子交换法

2．下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是（ ）

A.氯、溴、碘B.钠、镁、铝 C.烧碱、氢气D.食盐、淡水

3.空气吹出法是用于工业大规模海水提溴的常用方法。有一种生产工艺流程是：①浓缩；②氧化，用Cl2将海水中的NaBr氧化成Br2；③富集，用空气和水蒸气将Br2吹入吸收塔与吸收剂SO2水溶液反应生成HBr；④提取，再用CL2将HBr氧化成Br2得到产品。从氧化还原反应的角度看，上述生产工艺流程中溴元素经历的变化是（ ）

A.①②

B.①②③

C.②④

D.①③④

4.赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿按一定比例混合加热可制得铜：2Cu2O+Cu2S==6Cu+SO2↑。对于该反应，下列说法中正确的是（ ）

A.该反应中的氧化剂只有Cu2O B.氧化产物和还原产物的物质的量之比为6：1 C.Cu既是氧化产物又是还原产物 D.Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂

5.从海水中可提取多种化工原料，下面是某化工厂对海水的几项综合利用流程图：

试回答下列问题：

(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO2-4等杂质离子，精制时常用的试剂有：①稀盐酸；②氯化钡；③氢氧化钠溶液；④碳酸钠溶液。下列加入试剂的顺序中正确的是 (填字母）。

A.①②③④B.②③④①C.②④③①D.③④②①

(2)为了降低生产成本，可用海滩上含CaCO3的贝壳制备Ca(OH) 2，有关反应的化学方程式为：

。

6.海带中含有丰富的碘元素，某化学研究性学习小组用如下流程从海水中提取碘：

(1)若操作①为通入适量的Cl2，则发生反应的离子方程式为 。

(2)操作②的名称是 ，

(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____________．

(34)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

【课堂练习】

1.化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用．下列认识正确的是 (

) A.人类对金银铜铁铝的认识与其在自然界分布无关

B.人类解决吃穿住行最有效的方法就是大力开发石油及其产品

C.工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、Al D.工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4

2.下列说法不．正确的是 (

) A.有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂

B.用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠

C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D.回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物

3.若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不．可行的是(

) A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化

B.利用太阳能使海水蒸馏淡化

C.将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水

D.将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子

4．溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称．海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘．提取碘的途径如下所示：

干海带―焙烧―→海带灰―水―→水溶液―氧化―→――A→――B→―→碘单质下列有关叙述正确的是(

) A.碘元素在海水中也有游离态存在

B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2

C.操作A是结晶或重结晶

D.B是提纯操作，常用蒸馏或分馏

5.从海水中提取单质镁，下列途径正确的是 (

) A.海水―NaOH―

→Mg(OH)电解2――HCl电解

→Mg B．海水――

→MgCl2――→Mg C.海水石灰乳――

→Mg(OH)―HCl电解2―

→MgCl2――

→Mg D.海水―Cl―

→2MgCl―电解2―

→Mg

6.第28届国际地质大会提供的资料显示，在海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。其蕴藏量是地球上煤和石油的几百倍，因而是一种等待开发的巨大能源物质。有关可燃冰的下列预测中错误的是

A.高压、低温有助于可燃冰的形成

B.可燃冰的主要成分是甲烷

C.可燃冰的微粒间可能存在着离子键

D.构成可燃冰的原子间存在着极性共价键

7.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念．在“绿色化学工艺中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制的产物，即原子利用率为100％。以下反应最符合绿色化学，原子经济性要求的是 A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料

B.甲烷与氯气制备一氯甲烷

C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜

D.用乙烯水化得乙醇 8.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消灭污染，是一门能防止污染的科学。它包括“原料的绿色化”、“化学反应的绿色化”、“产物的绿色化”等内容。其中“化学反应的绿色化”要求反应物中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列不符合“化学反应的绿色化”的是(

) A．消除硫酸厂尾气中的SO2：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3

B．消除制硝酸工业尾气的氮氧化物：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O C．制CuSO＋2H)=====△4：Cu2SO4(浓CuSO4＋SO2↑＋2H2O D．制CuSO△4：2Cu＋O2=====2CuO，CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O 9“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制的产物，即原子利用率为100％。以下反应最符合绿色化学概念的是（ ）

A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 B.甲烷与氯气制备一氯甲烷

C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 D.用二氧化硅制备高纯硅 10.用石油裂化和裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下：

根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题：

（1）由CH2=CH2制得有机物A的化学反应类型是 ；

（2）丙烯醛[ CH2═CHCHO ]中含有的官能团 （填名称）；

（3）A与B合成丙烯酸乙酯的化学反应方程式是：

_________________________________________________；

该反应的类型是 反应

。

（4）由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是：

。