归纳与整理名师教学设计2

第四章

化学与自然资源的开发利用(章末复习)教案

【复习目标】

1.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。

2.进一步了解煤、石油炼制的基本原理及化石燃料综合利用的意义。

3.巩固高分子材料的相关知识，能从化学视角分析高分子材料可能带来的环境问题。

4.进一步认识化学与环境保护的关系，增加绿色化学的有关知识。

【重点难点】

1.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。

2.

煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用;使学生加强环保意识并培养绿色化学的理念。

【教学过程】

【导入新课】我们这一章主要学习了资源的开发利用，下面我们进行系统复习。

第四章

复习课

一、金属矿物的开发利用

【引言】

金属在自然界中的分布很广，但金属元素一般分布在什么区域？

【讲解】

（正确评价学生的回答，并补充）金属元素广泛分布于矿物中，动植物体内及海洋等区域中。

【质疑】

金属元素在自然界中，如矿物或海洋中，是如何存在的呢？这又与什么性质有关？

【讲述】

一、金属的存在：游离态：少数不活泼的金属；

化合态：多数比较活泼的金属

【讲解】

我们日常使用的金属材料大多是金属单质或合金。因此必须把化合态的金属转化为金属单质－

金属的冶炼。

【板书】

二、金属的冶炼

【讲解】（正确评价学生的回答并复述）冶炼金属的根据是用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成单质，经过三个步骤。冶炼的步骤：

第一步：矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分含量。

第二步：冶炼：利用氧化还原反应，在一定条件下，用还原剂还原。

第三步：精炼：采用一定方法，提炼纯金属。

【讲解】1、金属冶炼的步骤：矿石富集——金属冶炼——精炼

2、金属冶炼的实质：利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到

电子变成金属原子。Mn+ + ne- == M

3、金属冶炼的方法

(1)

热分解法2HgO (2)

电解法MgCl 2 (熔融) 【投影】金属的冶炼（重难点一）

重难点二

铝热反应

【说明】

在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量，引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发，就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔为液态。

【设疑】

发生了什么反应？如何书写化学方程式呢？

【讲述】

我们把上述反应称为铝热反应。

【板书】

②铝热反应

(1)概念：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。

(2)原理：Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来。

(3)铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。

(4)反应特点：

①在高温下进行。

②反应迅速并放出大量的热。

③新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。

2Hg＋O 2

↑

2AgO Mg＋Cl 2 ↑

2Ag＋O 2

↑

(3)

热还原法

①

常用还原剂：焦炭、CO、H 2

、活泼金属(如Al)等

【应用探究】

铝热反应有什么用途呢？

【讲述】

(5)应用： a：焊接钢轨。 b：冶炼难熔金属如V、Cr、Mn等；等。

特别提醒

在应用铝热反应解决问题时，要理解铝热反应的实质是置换反应，利用铝的活泼性置换出不活泼的金属，在判断铝热反应是否能发生时，应首先看金属的活动性。

【迁移·应用】

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

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：8Al +3Co3O4===4Al2O3 +9Co ，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MnO2发生的铝热反应方程式： 二、海水资源的开发利用

重难点三

海带提碘

实验步骤

①取3 g左右的干海带，把干海带表面的附着物用刷子刷净(不要用水冲洗)，用剪刀剪碎后，用酒精润湿，放入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完全变成灰烬，停止加热，冷却

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

实验现象

结论或解释

得无色透明溶液

碘不是以碘单质形式存在

化学方程式：2KI＋H2O2＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O，I2的水溶液为黄色

I2遇淀粉变蓝

③在滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象

溶液由无色变为深黄色

④取少量上述滤液，加入几滴淀粉溶液，观察现象

溶液变为深蓝色

特别提醒

①海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；海带要用干的，因为湿的海带不易燃烧。

－－＋②H2O2氧化I的离子方程式为H2O2＋2I＋2H===I2＋2H2O。

③流程图：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。

重难点四

海水提溴

1．工艺流程

除去悬浮浓缩氧化剂提取海水――→

――→

――→

――→Br2(g)。

杂质氧化2．实验步骤

实验操作

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，使溴离子转变为溴单质

③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内

④向吸收塔中的溶液内通入适量的氯气

化学方程式

2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4

2HBr＋Cl2===Br2＋2HCl

⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔中溶液里的溴单质

特别提醒

萃取剂的选择应注意：

①被萃取的物质与所加入的有机溶剂不发生化学反应；

②萃取剂与水不能互溶。

③被萃取的物质在有机溶剂中的溶解度要远远大于在原溶剂中的溶解度。

从海水中提取镁的方法

(1)工艺流程

(2)有关反应的化学方程式

①CaCO3CaO＋CO2↑；

②CaO＋H2O===Ca(OH)2；

③MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；

④Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；

⑤MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O；

⑥MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。

【迁移·应用】3 、海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下面是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。下列判断正确的是（

）

A.步骤①③的操作分别是过滤、萃取

B.可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C.步骤③中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇

D.步骤④的操作是过滤

三、煤、石油和天然气的综合利用

1．从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

(1)煤的组成和加工

①煤的组成

②煤的加工方法及产品

(2)天然气的组成和利用

(3)石油的组成和加工

提醒

煤的干馏、气化、液化，石油的裂化、裂解均是化学变化，而石油的分馏是物理变化。

2．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。

(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。如nCH2===CH2――→一定条件CH2—CH2

注意：a.单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2===CH2。

b．链节：高分子化合物中的最小重复单元，如—CH2—CH2—。

c．聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。

2．高分子化合物聚乙烯(CH2—CH2)的单体和链节的组成和结构都相同吗？

答案

高分子化合物的单体是形成高分子化合物的小分子，链节是高分子中的重复的结构单元。聚乙烯的单体是乙烯(CH2===CH2)，链节是“—CH2—CH2—”，二者组成相同，结构不同。

重难点五

典型的环境污染

1．温室效应

工农业生产及生活燃烧含碳化合物导致二氧化碳含量升高，造成全球气温上升，水位上升，陆地面积减少。

2．赤潮

工农业生产(如石油化工、炼焦、化肥等)的废水中所含的氮、磷元素导致水体富营养化，从而使藻类大量繁殖，消耗水中大量的溶解氧，水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧死亡或被污染。淡水中叫水华，海水中叫赤潮。

3．酸雨

煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素。降水的pH<5.6时，将会对森林、农作物、材料和建筑物产生明显损害。

4．臭氧空洞

氟氯代烃等物质的排放，使臭氧层被破坏。臭氧层被大量破坏后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康和生态环境带来多方面的危害。

5．白色污染

主要是由生活、生产中抛弃使用后的难降解的塑料制品造成的，它们的主要危害：(1)废旧塑料混在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；(2)废旧塑料易被动物当作食物吞入，导致动物死亡；(3)混入生活垃圾中的废塑料很难处理、回收，不易分解。

6．光化学烟雾

主要是由氮氧化合物、碳氢化合物造成的，能刺激人体器官，使人患病甚至死亡。

【迁移·应用】4.环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是( ) ①温室效应；

②赤潮；

③酸雨；

④光化学污染；⑤臭氧空洞；

⑥潮汐；

⑦大脖子病；

⑧富营养化。

A．②⑥ B．⑥⑦ C．①③⑤ D．④⑤⑧

重难点六

绿色化学

1．含义

“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。即在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。

2．“绿色化学”的特点

(1)开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。

(2)使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。

(3)开发绿色工艺。

(4)开发和生产绿色产品。

3．原子经济

原子经济要求反应物的原子全部转变成最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量。

期望产物的式量原子利用率＝×100% 期望产物的式量＋废弃副产物的式量由于反应中生成的副产物通常并不清楚或者不易确定，故有人提出“原子经济百分数”概念：

被利用的原子的总式量原子经济百分数＝×100% 使用的所有反应物的总式量特别提醒

绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染，而是主动地防止环境

污染。只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。

原子利用率达到100%的反应有：加成反应、加聚反应、化合反应

【迁移·应用】5、“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染，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。下列符合“化学反应的绿色化”的是（

）

A 、SO2 +NH3 +H2O = (NH4)2SO3

B、NO2+ NO +2 NaOH =2NaNO3 + H2O

C、Cu＋2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

D、

CuO＋H2SO4

= CuSO4 + H2O 【迁移·应用】6.用金属铜制取硝酸铜,从节约原料和防止环境污染方面考虑,最好的方法是(

)

A.铜

硝酸铜

B.铜

硝酸铜

C.Cu

CuCl2

Cu(NO3)2

D.Cu

CuO

Cu(NO3)2

课堂小结

这节课我们复习了开发利用金属矿物和海水资源，化学与资源综合利用、环境保护等有关知识。同学们通过自己归纳、整理，进一步加深了对这部分知识的理解。同时训练培养了归纳、比较能力，突出了金属矿物和海水资源的作用。通过本节学习，有利于培养学生关心社会、热爱生活的习惯。

通过对典型例题的分析，学习了审题解题的一般步骤及方法，了解了学以致用的重要性，培养了分析问题、解决问题的能力。希望同学们通过对例题的剖析，能够培养举一反三的能力。

布置作业

板书设计

第四章

复习课

一、金属的冶炼

金属冶炼的方法

二、海水资源的开发利用

三、煤、石油和天然气的综合利用

四、绿色化学与环境保护