归纳与整理公开课参赛课教案

第四章 化学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

第一课时

【学习目标】1、掌握冶炼金属的一般原理；

2、了解适用于不同金属的冶炼方法；1 3、知道铝热反应。

【学习重点】铝热反应的原理

【自主学习】

一．金属矿物的开发利用

1．金属自然界中存在的形态：除了

等极少数金属以外，绝大多数金属以

的形 式存在于自然界．在这些金属化合物中，金属元素都显

化合价．

2．金属冶炼的涵义：将其中的金属从其

中

出来用于生产和制造各种金

属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼

方法，大部分金属的冶炼都是在高温下发生的

来完成的。

3．常见金属的冶炼方法

（1）热分解法：适用于冶炼金属活动性较差的金属（金属活动顺序表中

及其以后的金

属），如： _________________________________________

_________________________________________ （2）电解法：适合冶炼活动性很强的金属（一般在金属活动性顺序表中排在

及其以

前的金属）。如： ；

；

；

（３）热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适用于金属活动性顺序中

与

之间的大多数金属的冶炼。

如： ； ；

（４）铝热反应实验现象及化学方程式：

现

象

镁条 ，发出耀眼的白光，产生 纸漏斗的下部被烧穿，有 落入蒸发皿中。

铝与氧化铁反应的化学方程式

实验说明：

⑴Al与Fe2O3能发生铝热反应，与其它较不活泼金属氧化物也能发生铝热反应。

⑵铝热反应的最大特点是放出大量的热，在生产上利用这一特点，可用于焊接钢轨，冶

金工业上也常用这一原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。如：

Al＋ MnO2== 4．金属的回收和资源的合理开发和利用

1 地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须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：提高金属矿物的 ，减少金属的 ，

加强金属资源的 ；使用其他材料 。

【课堂合作探究】

你能总结出金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系？

【学以致用】

1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于 ( )

A．金属导电性强弱 B．金属在地壳中含量多少

C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱

2．定向爆破建筑物时，应同时切断钢筋和炸碎水泥，除适宜的炸药外，还需用 A．氧炔焰 B．铝热剂 C．液氯 D．电弧 ( ) 3．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是 ( ) A．用电解熔融氯化钠的方法得到活泼金属钠

B．在加热的情况下用氢气还原Al203得到金属铝

C．用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬

D．热分解法直接加热HgO得到金属Hg 4．下列不符合工业冶炼金属实际情况的是 ( )

5．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是 ( ) A．Mn02 B．W03 C．Cr203 D．Co304

7．铝的活泼性较强，直到18世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用Al制作的，现在还保存在英国博物馆中。电解熔融的氧化铝(冰晶石作助熔剂)时，当电路中通过10mol电子时，理论上析出铝的质量是( ) A．90 g B．180 g C．270 g D．540 g 8．热还原法冶炼金属的反应一定是 ( ) A．氧化还原反应 B．置换反应 C．分解反应 D．复分解反应

第二课时

【学以致用】

1．海洋是非常巨大的资源宝库，以下有关海洋资源开发和利用的说法，不正确的有 【学习目标】掌握海水资源的开发利用

【自主学习】

１．海水资源的广阔性：海洋占地球表面积的

，具有十分巨大的开发潜力．仅以海水

资源为例，海水

和海水

具有非常广阔的前景．海水中水的储量约为

1.3×109亿吨，约占地球总淡淡量的97%。海水中除了水以外，还含有多种常量元素和微

量元素。

２．海水资源的多样性：海水中含有丰富的水资源；另外，海水中溶解和悬浮有大量的

____________和

，Ｈ

Ｏ

Ｃｌ Ｎａ Ｋ

Ｃａ

Ｓ

Ｃ

Ｆ

Ｂ

Ｂｒ

Ｓｒ等

种元素超过总量的

；微量元素计

多种．虽然海水中的

元素种类

，总储量

，但富集程度却

．

３．海水资源的利用

（１）海水水资源的利用

海水水资源的利用主要包括 和 等。

海水淡化的途经：从海水中提取

或从海水中把

都可以达到淡化海

水的目的．

海水淡化的方法：主要有

、

、

等．其中

的

历史悠久，技术和工艺也比较完善，但

。因此，海水淡化

同

结合、同

结合，成为海水综合利用的重要方向。

（２）海水化学资源的利用

1、海水提溴

实验方案：

⑴用 法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。

⑵向酸化的海水中通入适量的 ，使溴离子转化为溴单质。

⑶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 溶液的吸收塔内。

⑷向吸收塔内中溶液内通入适量的氯气。

⑸用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的 单质。

化学方程式： 2NaBr＋Cl2＝ ；

Br2＋SO2＋2H2O＝ ；

2HBr＋Cl2＝ ；

２、海带中碘元素的检验

实验现象及原因

现象

原因

【课堂合作探究】

常用物质分离的方法有哪些(多多益善)?

2 ( ) A．海洋约占地球表面积71％，水储量达1．3×109亿吨，故人类不存在缺水问题

B．海水资源的利用包括水资源的利用和化学资源的利用，两者可以综合进行

C．海水中除H2O外，还含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、F等多种元素的化学资源

D．由于与岩石、大气和生物相互作用，海水中溶解和悬浮有大量无机物和有机物

2．如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是 A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化 ( ) B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化

C．将海水缓慢降温凝固以获得淡水

D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子

3．从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。从化学知识的角度和经济效益的角度考虑，可在海水中加入的物质是 ( ) A．NaOH B．KOH C．CaO D．Na2O 4．为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如下实验：

(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________(从下列仪器中选出所需仪器，用标号字母填写在横线上)。

A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精灯 F．干燥器

(2)步骤③的实验操作名称是__________ ；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是_____________。

(3)步骤④反应的离子方程式是____________________________________________ (4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是______________________________ (5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法__________ ___________________________________________________________________。

5．目前，从海水中提取的溴占世界溴年生产总量的1／3左右。海水中溴主要以NaBr的形式存在，工业上从海水中提取溴用下列方法：

(1)海水中加入氯水使NaBr氧化，反应的离子方程式为_______________________ (2)向溶液中鼓入空气，将Br2吹出，用纯碱吸收，反应的方程式为________________。

(3)将(2)所得溶液用稀H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3转化为单质溴，反应的离子方程式为______________________________________________ (4)这样制得的溴中含有少量的C12，除去Cl2的方法是_____________________ (5)若海水里溴含量为0．07％(质量分数)。则海水中溴化钠的质量分数为_______。

第二节

资源综合利用 环境保护

第一课时

【学习目标】⑴了解煤、石油的组成，掌握煤、石油的综合利用

⑵掌握环境污染的几种类型及防治，了解其危害

⑶了解绿色化学的含义

【自主学习】

一、煤的综合利用

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，还含有少量的 等元素．

2．煤的综合利用主要是通过____________、___________和__________，获得洁净的燃料和

多种化工原料．

(1)煤的干馏

①煤的干馏原理：把煤__________加强热使它分解的过程，

如右图：

②煤干馏的主要产物和用途（阅读课本）

(2)煤的气化

煤的气化是将其转化为 的过程。

煤气化的主要反应是碳和水蒸气反应生成________________的过程。

(3)煤的液化

直接液化是煤和氢气生成______________，间接液化是先转化为________________再在

催化剂作用下合成甲醇等。

二、石油的综合利用

1．石油的成分：石油是多种______________________组成的混合物。

2．石油的分馏

(1)石油的分馏原理：利用原油中各组分的__________不同进行分离。

实验如图所示，将100 mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入

几片碎瓷片以防石油暴沸．然后加热，分别收集60℃～150℃

和150℃～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油．

(2)石油的分馏产物：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等．

3．石油的裂化和裂解

(1)裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量．

(2)裂化的原理：石油的裂化是将_________________________在催化剂、加热、加压下

分解为_________________________。

(3)裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料．

三、天然气的综合利用

天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料．主要用于合成 和

__________等

3 四、合成材料

1．三大合成材料________________ ________________ _________________ 2．写出下列反应方程式: 乙烯合成聚乙烯________________________________________ 丙烯合成聚丙烯________________________________________

聚苯乙烯的加聚________________________________________

聚氯乙烯的加聚________________________________________ 【课堂合作探究】

你能列举出多少种环境污染？

【学以致用】

1．有关化石燃料的说法正确的是 ( ) A．因为地球上的蕴藏量是无限的。所以化石燃料是可再生的

B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于是无限的

C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间也较长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的

D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过几亿万年才能形成的非再生资源

2．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气，这两类燃料的主要成分是 ( ) A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类

3．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是 ( ) A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染

B．实施绿化工程．防治扬尘污染

C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染

D．加大石油、煤炭的开采速率，增加化石燃料的供应量

第二课时

【学习目标】1.了解环境污染问题的一些具体情况。

2.认识化学能帮助解决对环境产生的负面影响。

3.了解绿色化学对社会发展的重要意义。

【自主学习】

一、环境保护

在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作

者所面临的重要任务是___________的检测、_______的治理、寻找从源头上治理________ 的生产工艺。

二、环境保护与绿色化学

1.环境：主要是指人类的生存环境。

2.环境问题：主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的________，

以及工农业生产和人类生活所造成的________________问题。

3.环境污染：人类排放的污染物质________环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化

从而危害人类健康和生存的现象。

如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……

（1）水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的________________引起藻类(如蓝藻

、

绿藻、硅藻等)的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。

（2）赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水________的现

象。实际上，赤潮________都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现

出不同颜色。

三、

绿色化学

1.核心：利用________________从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为

“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。

2．原子经济是指反应物的原子__________转化为期望的最终产物,此时原子利用率为

________,请求出书后“思考与交流”中两种生产工艺的原子利用率分别为

_____________、 ______________ 【课堂合作探究】

你学过的无机反应基本类型和有机反应的类型中，哪些反应类型符合绿色化学的理念？

【学以致用】

1.“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。下列

化学反应，不符合绿色化学概念的是（

）

A.消除硫酸厂尾气排放；SO2＋NH3＋H2O=(NH4)2SO3

B.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染

NO2＋NO＋NaOH =2NaNO2＋H2O

C.制CuSO4；Cu＋2H2SO4(浓)=CuSO4＋SO2↑＋2H2O

4 D.制CuSO4；2Cu＋O2=2CuO；CuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2O 2.保护环境是每一个公民的责任，下列做法：①推广使用无磷洗涤剂；②城市生活垃圾分类处

理；③推广使用一次性木质筷子；④推广使用清洁能源；⑤过量使用化肥、农药；

⑥推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是（

）

A．①②④⑤

B．②③④⑥

C．①②④⑥

D．③④⑤⑥

3.绿色化学的目标是（

）

A.减少对环境的污染

B.防患于未然，最终杜绝化学污染源

C.设计对人类健康和环境更安全的化合物

D.研究变换基本原料和起始化合物

4.空气污染下列叙述错误的是（

）

A.温室效应是CO具有增高地球温度的效应造成的

B.破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质

C.CO能与血红蛋白形成稳定的化合物，降低血液输入氧的能力

D.酸雨主要是雨水与SO3或SO2反应，最终形成的H2SO4、还有少量的NO2及CO2

和水反应生成的HNO3与H2CO3造成的