归纳与整理名师教学实录

第四章

化学与自然资源的开发利用

归纳与总结

一、教学内容的地位：

本节课是人教版教材必修2第四章

《化学与自然资源的开发利用》化学研究和应用在自然资源的合理开发和综合利用中发挥着重要的作用。利用化学变化，可以改变物质原有的组成、结构，使之具有更优异的性质和功能；可以合成自然原本没有的物质；可以开发人类社会发展所需的能源；还可以不断地扩大可利用自然资源的范围。本章书以金属矿物、海水和化石燃料等为例，了解利用化学变化实现物质间的转化，以及这些过程和产物在我们日程生活和社会发展中的重要作用。从科学、技术和社会相互作用背景的角度，学会辩证地看待人类与自然协调发展中可能会遇到的问题，，并培养做出明达决策的意识和能力；从学科知识的角度，有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，主要包括无机物之间的转化（在固态和溶液状态下，金属及其化合物、非金属及其化合物的反应）、有机物之间的转化（裂解反应、聚合反应）。

二、教学目标

1、知识与技能

①知道根据金属的活动性不同，可分别采用加热、电解、还原剂还原等方法冶炼金属。并能从能量的角度选择金属的冶炼方法。

②能够书写相关的化学方程式。

③认识煤、石油和天然气等化学燃料综合利用的意义。

④以聚乙烯为例，认识聚合反应、高分子化合物并了解高分子材料在生活等领域中及可能带来的环境问题。

2、过程与方法

①自主学习，培养学生自学能力。

②活动探究，通过了解金属资源的开发，金属冶炼，培养学生归纳能力，比较能力。

3、情感态度与价值观

①帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝的意识。

②使学生感受人与社会的和谐发展，热爱自然，热爱化学。

三、教学重点

1、了解金属的冶炼方法，并能识别不同金属如何冶炼；

2、了解自然资源的开发利用，特别是如何从海水中提取碘、溴；

3、认识煤、石油和天然气等化学燃料综合利用；

四、教学重点

1、了解金属的冶炼方法，并能识别不同金属如何冶炼；

2、了解自然资源的开发利用，特别是如何从海水中提取碘、溴；

3、认识煤、石油和天然气等化学燃料综合利用；

五、课时安排

二课时

六、教学过程

两课时

第一课时

开发利用金属矿物和海水资源

一、金属矿物的开发利用

1、金属的存在：除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。

2、金属冶炼的涵义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即M（化合态） M（游离态）。

得电子、被还原

3、金属冶炼的一般步骤： (1)矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。

(2)冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗）。

(3)精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。

4、金属冶炼的方法

(1)电解法：适用于一些非常活泼的金属。（适用范围：Al-K之间的金属）例如

2NaCl（熔融）

MgCl2（熔融）

2Al2O3（熔融）

Fe2O3＋3CO

WO3＋3H2

ZnO＋C

+n0电解

2Na＋Cl2↑ 电解

Mg＋Cl2↑ 4Al＋3O2↑

电解

(2)热还原法：适用于较活泼金属。（适用范围：Zn-Cu之间的金属）

高温

2Fe＋3CO2↑ 高温

W＋3H2O Zn＋CO↑

高温

常用的还原剂：焦炭、CO、H2等。一些活泼的金属也可作还原剂，如Al，

Fe2O3＋2Al

高温

2Fe＋Al2O3（铝热反应） Cr2O3＋2Al

高温

2Cr＋Al2O3（铝热反应）

(3)热分解法：适用于一些不活泼的金属。（适用范围：Ag-Hg之间的金属）

2HgO

△

2Hg＋O2↑ 2Ag2O

△

4Ag＋O2↑

4、(1)回收金属的意义：节约矿物资源，节约能源，减少环境污染。

二、海水资源的开发利用

1、、海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水。

海水淡化的方法：________、________、_

海水制取食盐：主要方法是利用_____________________。

海水制取溴：主要方法是______________。

2、海水提溴

主要流程：

有关反应方程式：①2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl ②Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4 ③2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br2

3、海带提碘

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将其氧化成I2，再萃取出来。证明海带中含有碘，实验方法：(1)用剪刀剪碎海带，用酒精湿润，放入坩锅中。(2)灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却。(3)将海带灰移到小烧杯中，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。(4)在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2然后加入几滴淀粉溶液。

证明含碘的现象：滴入淀粉溶液，溶液变蓝色。2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O

[练习]1.下列说法错误的是（ ）

A.对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用 B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步

C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得

D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等

2.下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ ）

A. 2NaCl（熔融）

电解

2Na＋Cl2↑ B. Al2O3＋3H2

△

高温

2Al＋3H2O C. Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2↑ D. 2HgO2Hg＋O2↑

3.海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤:①通入足量Cl2；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。合理的操作顺序是（ ）

A.①②③④⑤

B.②⑤①③④

C.①③⑤②④

D.②①③⑤④

4.铝能用于冶炼难溶的金属（如Cr、V、Mn等），这是因为铝具有（ ）

A.两性

B.导电性好

C.熔点低

D.还原性，在冶炼反应中放出大量的热量

5.下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是（ ）

A.Ca、Mg

B.Al、Fe

C.Fe、Cu

D.Hg、Ag 6.冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2做还原剂

②热分解法

③利用铝热反应原理还原

④电解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。（用序号填写下列空白。）

（1）Fe、Zn、Cu等中等活泼金属_____________。

（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属_________。

（3）Hg、Ag等不活泼金属__________________。

（4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属____________。

第二课时 化学与资源综合利用、环境保护

一、煤和石油

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，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。

2、煤的综合利用：煤的干馏、煤的气化、煤的液化。

煤的干馏:指将煤在隔绝空气的条件下加强使其分解的过程，也叫煤的焦化。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。

煤的气化:将其中的有机物转化为可燃性气体的过程。

煤的液化:将煤转化成液体燃料的过程。

3、石油的组成：石油主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃多种碳氢化合物的混合物，没有固定的沸点。

4、石油的加工：石油的分馏、催化裂化、裂解。

二、环境保护和绿色化学

环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。

1、环境污染

（1）大气污染

（2）水污染

（3）土壤污染

2、绿色化学

绿色化学的核心就是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（即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物），这时原子利用率为100％。

[练习]7.下列有关日常生活中的化学知识，说法错误的是（ ）

A.用完的干电池应回收处理，不可以随意丢弃在垃圾中

B.增加摩托排气管的长度可以降低尾气中CO和NO的含量

C.目前国内销售的加碘食盐中，碘是以KIO3的形式存在

D.应尽量减少含磷洗涤剂的生产，以免导致水中的藻类疯长

8.近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是（ ）

A.提高汽油燃烧效率

B.降低汽油成本 C.避免铅污染大气

D.铅资源短缺

9.导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是（ ）

A.酸雨

B.光化学烟雾

C.臭氧空洞

D.温室效应

10.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（ ）

A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极

11.“绿色化学”提倡化工生产应尽可能将反应物的原子全部利用，从根本上解决环境污染问题。在下列制备环氧乙烷的反应中，最符合“绿色化学”思想的是（ ）

12.为了保护臭氧层，可采取的有效措施是（ ）

A.减少二氧化硫的排放量 B.减少含铅废气的排放量

C. 减少二氧化碳的排放量 D. 减少氟氯代烃的排放量

13.目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及

A.SO2 B.NO2 C.CO2 D.可吸入颗粒物

14.减少酸雨产生的途径可采用的措施是：①少用煤燃烧；②把工厂烟囱造高；③燃料脱硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤汽车改用液化气燃料（ ）

A.①②③ B.①③⑤ C.②③④⑤ D.①③④⑤

15.近年来，建筑装潢装饰材料进入家庭，调进发现，经过装修的居室以中由装潢装饰材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高，影响健康。这些污染物中最常见的是（ ）

A. 甲醛、甲苯等有机物蒸气 B.SO2 C. CO D.臭氧