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人教版必修2第四章

化学与自然资源的开发利用

章末复习

教学目标：

1.以金属矿物的开发、海水资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化的作用，认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。

2.认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。

教学重点

1.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。

2.通过环境保护和绿色化学的有关知识，使学生加强环保意识并培养绿色化学的理念。

教学难点

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。

教学过程：

一 金属矿物的开发利用

（一）基础知识

1．在自然界中少数以游离态形式存在的金属，其化学性质________；在自然界中绝大多数以化合态形式存在的金属，其化学性质________。

2．冶炼的实质：用还原的方法，将金属化合物中________离子变成________。

3．金属冶炼的步骤：

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________反应原理，在一定条件下，用________把金属矿石中的________还原成________。

第三步：精炼。采用一定方法，提炼纯金属。

4．金属冶炼的方法：①热分解法：主要用于________金属的冶炼，如________。

△△HgO=====

Ag2O=====

②热还原法：常用的还原剂有_____，用于中等活动程度金属的冶炼，如：Fe、W、V。

WO3＋H2——

Fe2O3＋CO——

V2O5＋Al——

③电解法：一般用于________金属的冶炼，如：电解制铝。

电解电解Al2O3=====

MgCl2=====

思考1：金属的活泼性与金属的冶炼方法有何关系？

例1．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是(

)

选项

A 金属

Fe 冶炼原理

高温Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2

B Hg 2HgO=====2Hg＋O2↑

电解2AlCl3=====2Al＋3Cl2↑

电解MgCl2=====Mg＋Cl2↑

△C D Al Mg 解析：氯化铝属于共价化合物，在熔融的状态下，氯化铝不能电离出铝离子和氯离子，不导电，冶炼金属铝应是电解熔融的氧化铝。

答案：C 例2：下列金属：①铁

②镁

③锰

④钒

⑤铬，可用铝热法制备的有（

）

A.①②④

:B.①②③⑤C.①③④⑤D.①②③④⑤

（二）金属的回收和资源的保护

把废旧金属作为一种资源，加以回收利用，既减少了垃圾量，防止________，又缓解了________矛盾。

例3、

已知在pH为4～5的环境中，Cu2、Fe2几乎不水解，而Fe3几乎完全水解。＋＋＋工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是(

) A．加入纯Cu将Fe2还原为Fe

＋B．向溶液中通入H2S使Fe2沉淀

＋C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5 D．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5 二、海水资源的开发利用

海水资源的利用主要包括海水水资源的利用和海水的化学资源的利用。

1. 海水水资源的开发利用的主要方法有:

蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

2.

海水化学资源的开发利用

食用

(1) 氯碱工业

:海水

食盐

化工原料以及由此衍生出来的其他产品。

食盐(NaCl) (2) 海带提碘

①

反应原理：Cl2氧化I—的离子方程式为：H2O2+ 2I— +2H+===== I2 + 2H2O

②

工艺流程：

海带

灼烧

海带灰

浸泡

含I—的溶液

氧化

碘水

萃取分液

蒸馏

I2

(3) 海水提溴

①

在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子生成单质溴。原理为：

Cl2 + 2Br—===== Br2 + 2Cl—

②

工艺流程：

海水

③

基本操作

Ⅰ. 浓缩:海水晒盐和海水淡化过程中副产物Br—得到浓缩；

Ⅱ. 氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br—氧化成Br2，反应离子方程式为

Cl2 + 2Br—===== Br2 + 2Cl—

Ⅲ. 富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，反应方程式为：Br2 + SO2 + 2H2O ===== 2 HBr+ H2SO4

Ⅳ. 提取：再用Cl2氧化HBr得到产品溴。

(4) 海水提镁

①

工艺流程：

液溴

冷凝分离

蒸馏

提取粗盐

苦卤

硫酸酸化

氯气氧化

含Br2的海水

空气吹出

含Br2的空气

SO2吸收

溴蒸气

溴水混合物

粗溴水

氯气

吸收液

②

有关化学反应方程式

CaCO3

高温

CaO + CO2↑

CaO + H2O === Ca(OH) 2

MgCl2 + Ca(OH) 2=== Mg(OH) 2↓+ CaCl2

Mg(OH) 2 + 2HCl === MgCl2 + 2H2O

HCl

MgCl2

▪6H2O======== MgCl2 + 6H2O

MgCl2(熔融)

Mg + Cl2↑

例/4、海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是(

)

A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴

B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯

C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂

D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收

答案：C

例5我国濒临海域的省份，能够充分利用海水制得多种化工产品。如图是以海水、贝壳(主要成分CaCO3)等为原料制取几种化工产品的工艺流程图，其中E是一种化肥，N是一种常见的金属单质。

结合上述工艺流程图回答下列问题：

(1)物质G和L的化学式分别为________和________________。

(2)上述工艺流程图中可以循环使用的物质的化学式为______。

(3)反应①的化学方程式为______________________________；

在反应①中必须先通入NH3，而后通入D，其原因是_____________。

(4)工业上利用F可制得另一种化工产品，该反应的化学方程式为________。

(5)由K溶液经如何处理才能制得N？_____________________。

答案：(1)CaCl2

H2

(2)CO2

(3)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓

＋NH4Cl

NH3在溶液中的溶解度大，利于吸收CO2，使其转化为NaHCO3

(4)2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O (5)MgCl2溶液必须在氯化氢气体中进行蒸发结晶制得无水MgCl2，电解熔融MgCl2可制取金属镁

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

1、金属冶炼的步骤和方法

2、金属的回收和资源的保护

二、海水资源的开发利用

1、水资源开发利用

2、化学资源了开发利用

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