归纳与整理优秀教学设计

《化学与自然资源的开发利用》

归纳整理

【学习目标】

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.认识煤、石油和天然气的综合利用，特别是石油的利用

3.以聚乙烯为例，让学生了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。

4.认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。

【自主学习】

一、金属矿物的开发利用

1.金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等极少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以

的形式存在于自然界。

2.金属冶炼的实质：金属从化合态变为游离态，用还原的方法使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属原子。金属阳离子发生

反应。

3.金属冶炼的方法:根据金属的活动性不同，将金属冶炼的方法分为

、

、

。（热还原法中常用的还原剂有

、

、

、

）

二、海水资源的开发利用

1.海水水资源的开发利用

（1）直接利用海水进行循环冷却。

（2）海水淡化，主要方法有：

、

、

等。

蒸馏法

注意：（1）海水蒸馏原理的装置中冷却水的流向_________，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）海水中必须加入碎瓷片的目的

_________________。

2.海带中提取碘：反应原理：海带中碘元素主要以

形式存在，加入

将其氧化成

，涉及的离子方程式为：

。

3.海水中提取溴原理：在酸化的浓缩海水中通入Cl2： 收塔中吸收剂SO2与溴蒸气发生反应的离子方程式：

三、化石燃料的综合利用

1.煤的综合利用（1）煤的干馏是指将

的过程，也叫煤的焦化。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤的干馏属于

（填“物理”或“化学”）变化。

（2）煤的气化：将煤中的有机物转化为

的过程，属于

变化，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：①直接液化：让煤与

作用生成液体燃料。

②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定义：石油的催化裂化是将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子

较少、沸点较低的汽油的过程。

②主要目的：将重油转化为轻质油，提高轻质油汽油的产量。

(4)石油的裂解①定义：石油在更高的温度下发生深度裂化，石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯为主的短链不饱和烃。②主要目的：生产

、丙烯、甲烷等重要基本化工原料。

3.天然气的综合利用：主要成分是

，是一种清洁的化石燃料和重要的化工原料。作为化工原料主要用于

和

等。

4.生产合成材料：写出乙烯生产聚乙烯塑料的化学方程式：

。

单体为

，链节为

，聚合度为

。

四、环境保护与绿色化学

1.环境保护：环境污染的热点问题

（1）形成酸雨的主要气体为

和

。

（2）破坏臭氧层的主要物质是

。

（3）导致全球变暖、产生“温室效应”的气体是

。

（4）形成“光化学烟雾”的气体是

。

（5）“白色污染”是指

。

（6）引起水华、赤潮的原因：工农业及城市生活污水（含大量的氮、磷等营养元素）任意排放。含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水体富营养化的重要原因之一。

2.绿色化学(1)核心：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

。

【课内探究】

探究一

金属矿物的开发利用

1.金属冶炼的方法与金属活动性的关系

金属的活动性顺序

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

金属冶炼的实质

主要冶炼方法

K、Ca、Na、

Mg、Zn、Fe、Sn、

Pb、Hg、Ag Al (H)、Cu 由

到

由

到

化合态

多数是化合态，极少数有游离态

游离态

Pt、Au 金属从化合态变为游离态，用还原的方法使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属原子

电解法

（熔

融）

热还原法

＋3CO

＋2Al

2HgO

O

热分解法

反应方程式

（熔

融）

【思考】

（1）从K到Ag冶炼条件越来越容易，根本原因是什么？

（2）采用电解法冶炼铝时，能否采用氯化铝，原因是什么？

2.铝热反应

（1）铝热反应为吸热反应还是放热反应？

（2）铝热反应装置中镁条和氯酸钾分别的作用？

（3）铝热反应的应用？

【练习】氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是（

）

A．1molFe3O4被CO全部还原成Fe时，转移9mol电子 B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应

C．Mg可由电解熔融MgCl2制取，Na也可由电解熔融NaCl制取

D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化

探究二

海水资源的开发利用

1.海水水资源的利用（1）直接利用进行循环冷却（2）海水淡化

2.海水中提取溴（1）流程：（自己思考写出流程）

（2）有关反应的离子方程式：

。

3.海水中提取碘（1）流程：

（2）有关反应的离子方程式：

。

3.海水中提取镁流程：

【练习】海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下图所示。下列描述错误的是(

)

A. 淡化海水的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法

B. 以NaCl为原料可以生产烧碱、纯碱、金属钠、氯气、盐酸等化工产品

C. 步骤Ⅱ中鼓入热空气吹出溴，是因为溴蒸气的密度比空气的密度小

D. 用SO2水溶液吸收Br2的离子反应方程式为探究三

化石燃料的综合利用

1.化石燃料的综合利用

（1）阅读教材，归纳镁、石油、天然气的用途与加工方法，回答下列问题。

①煤综合利用的方法？分别属于什么变化？

②石油综合利用的方法？其中分馏属于什么变化？

③天然气主要用于合成什么物质？

（2）思考问题

①由分馏得到的汽油称为直馏汽油，由裂化得到的汽油称为裂化汽油，怎样区分这两种汽油，采用什么试剂？

②怎样区分矿物油和植物油？

2.合成材料：常见的合成材料有

、

、

。

【练习】

有关石油和石油炼制的下列说法错误的是（

）

A.石油主要由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物

B.减压蒸馏的主要产品为汽油、煤油和柴油

C.催化裂化的目的是提高汽油、煤油和柴油等轻质油的产量

D.催化重整使链状烃转化为环状烃，目的是提高汽油等轻质油的品质

探究四

环境保护与绿色化学

1.

环境污染的热点问题：酸雨、白色污染、光化学污染、赤潮、水华、温室效应。

2.

绿色化学

（1）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。

（2）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%。

（3）符合原子经济的无机反应类型有___________有机反应有___________、_______________ 【练习】下列实验或叙述不符合绿色化学理念的是(

) A．制CuSO4时先将Cu氧化成CuO后再与稀硫酸反应

B．采用银作催化剂，乙烯和氧气制取环氧乙烷，原子利用率100% C．用乙醇代替汽油作汽车燃料

D．用稀硝酸和铜制取Cu(NO3)2

当堂检测

1.下列有关燃料的说法正确的是（

）

A.燃料燃烧产物CO2是温室气体之一

B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染

C.以液化石油气代替燃油可减少大气污染

D.燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一。

2.化学无处不在，下列有关“化学与生活”的叙述不正确的是（

）

A. 用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装

B. 可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气

C. CO2、SO2和NO2大量排放，是形成酸雨的根本原因

D. 高空臭氧层能吸收太阳紫外线，保护地球生物，但低空臭氧是污染气体，对生物有危害

3.海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素．实验室中从海藻里提取碘的部分流程如图所示．下列判断正确的是（

）

A．步骤①③的操作分别是过滤、萃取B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C．步骤③中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇

D．步骤④的操作是过滤