归纳与整理教学设计(教案)

第四章

化学与自然资源的开发利用复习课

教材分析

本章是必修二最后一章，第一节内容金属在自然界中的分布、存在形态以及金属资源的回收、利用和保护。第二节内容是海水的开发和利用。通过学习使学生认识和体会化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，让学生树立资源保护意识及合理开发的意识。

学情分析

学生已经学完本章的两节内容，对金属的冶炼及海水的开发和利用有一定的认识，但还不太熟悉，需要通过系统的复习及练习加以巩固。

教学目标

知识与技能

1、了解金属冶炼的原理和方法，理解铝热反应的实质。

2、了解海水淡化的方法，了解海水资源的开发利用的原理。

3、了解煤、石油、天然气的综合利用方法，了解三大合成材料。

过程与方法

阅读、反思、归纳、总结。

情感态度价值观

培养学生的资源环保意识，通过理论联系实际，激发学生学习化学胡兴趣。

教学重点

金属的冶炼方法，海水中提取溴的方法

教学难点

海水中提取溴方法

教学过程

【知识梳理】

一、金属矿物的开发利用

思考1：铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？

________________________________________________________________________。

回归教材

1．金属在自然界中的存在

在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以______形式存在于自然界。

2．金属冶炼的实质

金属元素只有正价，所以金属的冶炼过程就是把金属________________的过程。

3．金属冶炼的方法

(1)热分解法

如由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag 2HgO=====2Hg＋O2↑ 2Ag2O=====4Ag＋O2↑

(2)热还原法

①CO还原Fe3O Fe3O4＋4CO

3Fe＋4CO2

②H2还原WO3：

WO3＋3H2=====W＋3H2O ③C还原CuO：

CuO＋C

Cu＋CO↑

(3)电解法

工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为：

______________________、______________________、______________________。

二、海水资源的开发利用

思考2：现有以下化工生产过程：①海水的淡化；②海水中提取食盐；③海水中提取金属镁； ④海水中提取碘；⑤海水中提取溴。其中涉及氧化还原反应的有________。

回归教材

△△△

1．海水水资源的利用

(1)海水的淡化方法主要有__________、__________和__________等。

(2)蒸馏法

原理：利用水的沸点低，蒸馏时水汽化，而其他物质沸点高，不能汽化，水蒸气冷却得到淡水。

注意：①海水蒸馏原理的装置中冷却水的流向(低进高出)，目的是保证冷凝管中充满冷却水，冷却效果更好和冷凝水的利用效率更高。

②为防止暴沸，海水中必须加入碎瓷片。

2．海水化学资源的开发利用

三、煤、石油和天然气的综合利用

思考3：煤的干馏与石油的分馏有何不同？

____________________________________________________________。

回归教材

1．煤的综合利用

(1)煤的组成

有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有____元素，还含有____、____、____、____等元素。

(2)煤的综合利用

①煤的干馏

煤的干馏指将煤______________使之分解的过程，工业上也叫__________。

②煤的气化

将煤转化为____________的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为______________________。

③煤的液化

直接液化：让煤与______作用生成液体燃料。

间接液化：先把煤转化为________，再在催化剂作用下合成______等液体燃料。

2．石油的综合利用

(1)石油的成分

石油主要是由多种__________组成的混合物。

(2)石油的分馏

利用原油中各组分______的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。分馏是__________变化。其主要目的是得到______、______、______等轻质油。

(3)石油的裂化

①条件：催化剂、高温。

②过程：含碳原子较多，沸点较高的烃断裂为含__________________的烃，裂化是__________变化。

③主要目的：将重油转化为轻质油，提高轻质油的产量。

(4)石油的裂解

①定义

石油在更高的______下发生______裂化，石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯为主的________。

②生产目的：生产______、丙烯、甲烷等重要基本化工原料。

3．天然气的综合利用

(1)主要成分是______，是一种清洁的化石燃料和重要的化工原料。

(2)天然气与水蒸气反应制取H2。

原理：CH4＋H2O――→CO＋3H2

催化剂4．三大合成材料

(1)三大合成材料：__________________。

(2)加成聚合反应

合成聚乙烯的化学方程式为______________________________，单体为__________，

链节为____________，聚合度为____。

四、环境保护与绿色化学

思考4：在下列制备环氧乙烷的反应中，最符合“绿色化学”思想的是________。

高温

回归教材

1．环境保护

(1)工业三废指__________________。

(2)环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料。

2．绿色化学

(1)核心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。

(2)原子经济：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为______。

【知识拓展】

一、金属的冶炼

1．金属冶炼方法与金属活动性顺序的关系

金属活

K、Ca、Na、

Zn、Fe、Sn、

Hg、Ag Pt、Au 动性顺序

Mg、Al Pb(H)、Cu 自然界中

化合态

多数化合态，极少游离态

游离态

存在形态

主要冶

电解法

热还原法

热分解法

金属的富集

炼方法

2．铝热反应

(1)原理

铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质，如Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3、Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3、3Co3O4＋8Al9Co＋4Al2O3等。

(2)反应特点

①引燃剂：镁条、氯酸钾。

②反应条件：高温。

③反应现象：剧烈燃烧，放出大量的热，导致混合物剧烈反应过后，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。

④结论：Fe2O3中的铁被还原为单质铁，单质铝被氧化为Al2O3，由熔融物及铁珠可知此反应放出大量的热，使生成的铁熔化为铁水。

(3)应用

①野外焊接钢轨。

②冶炼高熔点金属。

【例1】

冶炼金属一般有下列四种方法：

①焦炭法；②水煤气(或H2或CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。

四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石法炼铜，(Ⅱ)湿法炼铜，现代有(Ⅲ)铝热法炼铬，(Ⅳ)从光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是(

)。

A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用② C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④

二、设计从海水中提取溴、碘的主要工艺流程

1．从海水中提取溴的主要工艺流程

(1)流程

(2)有关反应的化学方程式

①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl ②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4

③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2

2．从海水中提取碘的主要工艺流程

(1)流程

(2)有关反应的离子方程式

－＋2I＋H2O2＋2H===I2＋2H2O 【例2】全球海水中溴的蕴藏量丰富，约占地球溴总蕴藏量的99%，故溴有“海洋元素”之－1称。海水中溴含量约为67 mg·L，其工业提取方法有：

(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，

再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有：

①__________________________________________(写出离子方程式)；

2－－－②Br2＋3CO3===BrO3＋5Br＋3CO2↑；

③____________________________(写出离子方程式)；其中反应②中氧化剂是________，还原剂是____________。

(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1)，只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。

写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：__________________________________。

(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中的溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是____________。下列可以用于海水中溴的萃取试剂的是______。

①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸 ④己烯

【同步练习】

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