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课题

化学与自然资源的开发利用

章末复习

蓝燕

三维目标

知识与技能

1．使学生了解金属冶炼的一般原理，理解金属单质的活泼性与选择冶炼方法之间的联系。

2．开发利用金属矿物和海水资源，常识性介绍金属的回收和利用，了解化学与资源综合利用。

3．培养学生的环境意识和资源观念。

过程与方法

1．自主学习，自主归纳冶炼金属的方法，金属的回收和资源保护的有关知识。开发利用金属矿物和海水资源，了解化学与资源综合利用。加强环保意识。

2．通过典型例题的分析、学习，掌握分析问题、解决问题的方法。

3．探究与活动，通过复习，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽象思维的能力。

情感、态度与价值观

1．通过复习，进一步培养学生爱国主义情感。通过介绍金属回收的重要意义，树立资源保护意识和环保理念。

2．树立正确的人生观、价值观：热爱科学、热爱社会、关注生活。通过搜集资料，培养学生搜集信息能力和自学能力。

要点提示

教学重点：归纳能力、比较能力的培养。

教学难点：培养举一反三的能力，培养发散思维、创新思维的能力。

教具准备：实物投影仪。

教学过程

一、金属矿物

金属的活K、Ca、Na、 Mg、Zn、Fe、Sn、 Pb、(H)、Hg、Ag Pt、Au Cu 动性顺序

Al

金属原子失电子能力

金属离子得电子能力

自然界中存在形态

（1）热分解法（Hg、Ag）

△

△

由强到弱

由弱到强

化合态

多数是化合态，极少数有游离态

游离态

2HgO

2Hg + O2↑ ，2Ag2O

4Ag + O2↑

（2）热还原法(Zn-Cu) ①

焦炭还原法：用碳还原ZnO、CuO，方程式为

2ZnO + C

△

2Zn + CO2↑

2CuO + C

△

2Cu + CO2↑

②

一氧化碳还原法，如用CO还原Fe2O3、CuO，方程式为：

Fe2O3 + 3CO

△

3CO2

+

2Fe

CO + CuO

△

Cu + CO2↑

③

氢气还原法，如用H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式为:

3H2 + WO3

△

W + 3H2O

4H2 + Fe3O4

△

3Fe + 4H2O ④

活泼金属还原法，如用铝还原Cr2O3、V2O5，这类反应又称铝热反应，方程式为：

2Al + Cr2O3

高温

Al2O3 + 2Cr

10 Al +3V2O5

高温

6V + 5Al2O3 （3）

电解法冶炼金属(K-Al) 如Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，方程式依次为：

2Al2O3

电解

4Al + 3O2↑

MgCl2

电解

Mg + Cl2↑

2NaCl

电解

2Na + Cl2↑

二、海水资源的开发利用

(1) 氯碱工业

食用

食盐(NaCl) 海水

2NaCl+2H2O电解

2NaOH+Cl2↑+H2↑，以及由此衍生的其他产品。

(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：

(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

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

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)

三、化石燃料的综合利用

Mg + Cl2↑

四、环境保护与绿色化学

（1）当今环境污染主要存在以下几个方面的问题

环境问题

温室效应

酸雨

臭氧层破坏

主要污染物

CO2

SO2、NOx

氟氯代烷、NOx

碳氢化合物、NOx

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减少。

土壤酸化、水源污染、建筑物被侵蚀等。

到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面的危害。

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，是人生并甚至死亡。

①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产；

白色污染

废弃塑料制品

②混入生活垃圾中难处理、难回收。

③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡。

赤潮和水华

废水中含N、P的营养物质

使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊绿色、水质恶化。

光化学烟雾

（2）核心：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。

（3）原子经济：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，这时原子利用率为100%。如化合、加成、加聚等反应就可达到。

原子利用率=期望产物的总质量100%生成物的总质量（4）有效利用金属资源的途径

①提高金属矿物的利用率；

②减少金属的使用量；

③加强金属资源的回收和利用；

④使用其他材料代替金属材料。

五、自我补充及知识总结