第四章化学与自然资源的开发利用 第一节开发利用金属矿物和海水资源 【学习目标】 1.掌握冶炼金属的一般原理,铝热反应原理及实验。了解适用于不同金属的冶炼方法。 2.掌握了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中发挥的作用 【重难点】掌握冶炼金属的一般原理,铝热反应原理及实验及海水资源开发和利用的方法。 【知识衔接】1.在地壳中含量位于第一位的金属元素为,人类最早使用的金属 是,生产生活中应用最广泛的金属是 2.Na、AlFe、Cu在金属活动顺序中由前至后顺序为 ,Na+、AF Fe2+、Cu2的氧化性由强至弱的顺序为 学习探究】 课题一:金属矿物的开发利用 、金属在自然界的存在形态 少数金属态形式存在,如:金、铂;绝大多数金属态形式存在。在金 属化合物中,金属元素都显价。 二、金属的冶炼方法 1.冶炼原理金属冶炼就是将金属从其化合物中还原出来,其实质是金属化合物 中的金属离子 电子转变为金属单质 2.冶炼方法用化学方程式表 分解Hg( 热分解法 分解Ag2O 冶炼钠 电解法 冶炼镁 冶炼铝 高炉炼铁 热还 原法铅热法 炼铁 湿法炼铜 其他方法火法炼铜 金属越不活泼,从其化合物中还原出来越_,金属越活泼从其化合物中还 原出来越。 金属活泼性与冶炼方法的关系如下: K Cana mgal zn fe sn pb cu hg ag Ptau 其他 法 法→ 法 方法 常用于热还原法的还原剂有
第四章化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 【学习目标】 1.掌握冶炼金属的一般原理，铝热反应原理及实验。了解适用于不同金属的冶炼方法。 2.掌握了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中发挥的作用。 【重难点】掌握冶炼金属的一般原理，铝热反应原理及实验及海水资源开发和利用的方法。 【知识衔接】 1．在地壳中含量位于第一位的金属元素为 ，人类最早使用的金属 是 ，生产生活中应用最广泛的金属是 。 2．Na、Al、Fe、Cu 在金属活动顺序中由前至后顺序为 ，Na＋、Al3 ＋、Fe2＋、Cu2＋的氧化性由强至弱的顺序为 。 【学习探究】 课题一：金属矿物的开发利用 一、金属在自然界的存在形态 少数金属 态形式存在，如：金、铂；绝大多数金属 态形式存在。在金 属化合物中，金属元素都显____价。 二、金属的冶炼方法 1．冶炼原理 金属冶炼就是将金属从其化合物中还原出来，其实质是金属化合物 中的金属离子 ________电子转变为金属单质。 2．冶炼方法(用化学方程式表示) 金属越不活泼，从其化合物中还原出来越 ，金属越活泼从其化合物中还 原出来越 。 金属活泼性与冶炼方法的关系如下： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au |← 法 →|← 法→|← 法→|← 其他 方法→| 常用于热还原法的还原剂有________________________
3.铝热反应 镁条 实验操作 (1)镁条剧烈 (2)氧化铁粉末和铝粉发 。(3)反应 热,并发出 实验现象 光。(4)纸漏斗的下部 有 沙 中 三、有效利用金属资源的途径 (1)提高金属矿物的率;(2)减少金属的 (3加强金属资源的;(4)使用其他材料代替金属材料。 【巩固训练】 、如图为铝热反应的实验装置,请回答有关问题: (1)纸漏斗中铺在氧化铁和铝粉混合物上面的物质为 (2)引发该铝热反应的操作为 能魯锡 (3)若将氧化铁换成氧化镁,该反应能否发生 (填“能”或“不能”),理由是 (4)铝热反应的用途有哪些(列举两条) 下列关于铝热反应的叙述不正确的是() A.铝热剂为A1粉(还原剂)和某些金属氧化物氧化剂),引燃剂为k,助燃剂为KC10 B.典型置换反应,条件为高温,为吸热反应。 C.在高温下进行,反应迅速,新生成的金属单质呈熔融态且易与A2O3分离。 D.可用于冶炼难熔的相对较不活泼的金属,如Fe、V、、Mn等;焊接钢轨等。 3、(选)下表中金属的冶炼原理与方法不正确的是() 冶炼原理 方法 2HgO如-2Hg+O2↑热分解法 B2ACb熔融)2AH+3Ch↑电解法 C MgO+H2Mg+H2O热还原法 D Fe203+2A 2Fe+AO3热还原法 课题二海水资源的开发利用 海水水资源的利用
3．铝热反应 实验操作 实验现象 (1)镁条剧烈 。(2)氧化铁粉末和铝粉发 生 。(3)反应 热，并发出 光。(4)纸漏斗的下部 ，有 沙 中。 三、有效利用金属资源的途径 (1)提高金属矿物的 率； (2)减少金属的 量； (3)加强金属资源的 ； (4)使用其他材料代替金属材料。 【巩固训练】 1、如图为铝热反应的实验装置，请回答有关问题： (1)纸漏斗中铺在氧化铁和铝粉混合物上面的物质为________。 (2)引发该铝热反应的操作为__________________________________ ___ ___________。 (3)若将氧化铁换成氧化镁，该反应能否发生________ (填“能”或“不能”)，理由是 _______________________________________________________ (4)铝热反应的用途有哪些(列举两条)______________________， ______________________。 2、下列关于铝热反应的叙述不正确的是（ ） A. 铝热剂为 Al 粉(还原剂)和某些金属氧化物(氧化剂)，引燃剂为 Mg，助燃剂为 KClO3。 B. 典型置换反应，条件为高温,为吸热反应。 C. 在高温下进行，反应迅速，新生成的金属单质呈熔融态且易与 Al2O3 分离。 D. 可用于冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如 Fe、V、Cr、Mn 等；焊接钢轨等。 3、(双选)下表中金属的冶炼原理与方法不正确的是( ) 冶炼原理 方法 A 2HgO===== 加热 2Hg＋O2↑ 热分解法 B 2AlCl3(熔融)===== 电解 冰晶石 2Al＋3Cl2↑ 电解法 C MgO＋H2===== 高温 Mg＋H2O 热还原法 D Fe2O3＋2Al===== 高温 2Fe＋Al2O3 热还原法 课题二 海水资源的开发利用 一、海水水资源的利用
海水水资源海洋约占地球表面积的71%,海水占地球总水量的 .海水水资源的利用 (1)海水的淡化:①海水淡化的主要方法:法、 法 ②海水的蒸馏: 仪器名称:A 冷凝水流向: 口出。 (2)直接利用:海水进行 碎瓷片— b 、海水化学资源的开发利用 海水 海水中的化学元喜 淡水 主要元素: 海水 常量元素:Cl、Na 、Br、Sr 的元素 微量元素 海水化学资源的开发利用 (1)海水制盐。①方法:把海水引到盐滩上,利用日光和风力使水分蒸发,得到食盐。 ②食盐的用途:食用和工业原料。 (2海带中碘元素的检验及提碘。 ①水含碘(1) ①海带中含有碘元素的检验 海带烧海带灰 ②加热水溶液 滴入H2O)2 关键反应的反应原理: (H.ag) 变蓝色←12/H2O b、实验步骤及证明方法(见右图 ②海带中提碘 工业流程: 海藻海藻灰悬浊液—溶液 最合溶液碘的有 机溶液一品体碘 a、实验操作③的名称是 所用主要仪器名称为 b、提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是(填序号) A.酒精(沸点78℃)B.四氯化碳(沸点77℃ C.甘油(沸点290℃)D.苯(沸点80℃) C、在操作②中,溶液中生成少量Icl(Ic1的性质类似于氯气),为消除此杂质,使 碘全部游离出来,应加入适量(填序号) 溶液,反应的离子方程式 d、为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行,采用实验操 作 e、步骤①灼烧海藻时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是 (从下 列仪器中选出所需的仪器,将字母填写在空白处) 烧杯B.坩埚C.表面皿D.泥三角E.酒精灯F.干燥器 (3)海水中提溴 海水中溴元素以Br形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如 图
1．海水水资源 海洋约占地球表面积的 71%，海水占地球总水量的 。 2．海水水资源的利用 (1)海水的淡化：①海水淡化的主要方法： 法、 法、 法。 ②海水的蒸馏： 仪器名称：A 、B 、C 冷凝水流向： 口进， 口出。 (2)直接利用：海水进行 。 二、海水化学资源的开发利用 1．海水中的化学元素 2．海水化学资源的开发利用 (1)海水制盐。①方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。 ②食盐的用途：食用和工业原料。 (2)海带中碘元素的检验及提碘。 ①海带中含有碘元素的检验 a、关键反应的反应原理： _____________________________。 b、实验步骤及证明方法 (见右图) ②海带中提碘 工业流程： a、实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。 b、提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________(填序号)。 A．酒精(沸点 78 ℃) B．四氯化碳(沸点 77 ℃) C．甘油(沸点 290 ℃) D．苯(沸点 80 ℃) C、在操作②中，溶液中生成少量 ICl(ICl 的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使 碘全部游离出来，应加入适量(填序号)________溶液，反应的离子方程式 ___________________________________。 A．KIO3 B．HClO C．KI D．Br2 d、为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行，采用实验操 作 。 e、步骤①灼烧海藻时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________(从下 列仪器中选出所需的仪器，将字母填写在空白处)。 A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精灯 F．干燥器 （3）海水中提溴 海水中溴元素以 Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如 图： 海藻 → 灼烧 海藻灰 → 浸泡 悬浊液 → ① 含I －的 溶液 → ② 适量Cl2 含I2溶液 → ③ 碘的有 机溶液 → 晶体碘
海水 l2氧化溴水混空气吹出含溴的 步骤①合物I步骤②空气 蒸馏溴水混|Cl2氧化 液溴· 骤⑤合物Ⅱ步骤④吸收液 步骤①反应的离子方程式是 步骤③反应的化学方程式是 b从理论上考虑,下列物质也能吸收Br2的是 A. NaoH B. FeCh C. Na2SO3 D. H2O c、步骤③中氧化剂是,若反应中生成2 mol hBr,则消耗 mol d、根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是 (4)海水中提镁 根据海水提镁的流程图,写出该过程的有关① 壳煅「a0“石灰乳 海水人过一Mg(OHz Mg+Cl电解MgC2-本[MgC6Ho 盐酸、浓缩 循环 HCI 、海水中的其他物质和能量(1)从海水中提取核能开发的重要原料。(2)新型 能源。 【巩固训练】 4、海水中制得的氯化钠可作工业原料,有关反应原理错误的是() A.生产金属钠和氯气:2NaC熔融 2Na+Ch2↑ B.生产烧碱和氯气:2NaC1+2H2O哪2NaOH+Ch2↑+H2↑ C.生产盐酸:Cl2+H2 点燃 2HCI D.生产纯碱:Ch2+2NaOH=NaCl+ NacIo+H2O 5、某课外小组将海带的灰烬浸泡后过滤,得到澄清的滤液,他们设计了如下几个 方案,你认为能证明灼烧海带的灰烬中含有碘元素的是() A.取适量滤液,蒸干,观察是否有紫色固体生成 B.取适量滤液,加入苯,振荡、静置,苯层无色,证明不含碘元素 C.取适量滤液,向其中加入淀粉溶液,无明显现象,证明不含碘元素 D.取适量滤液,加入酸化的H2O2,再加入淀粉溶液,呈蓝色,证明含有碘元素 6、海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤:①通入足量Cl;②将海带焙烧 成灰后加水搅拌;③加CCl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
a 步骤①反应的离子方程式是 ______________________________________________， 步骤③反应的化学方程式是 ________________________________________________。 b 从理论上考虑，下列物质也能吸收 Br2的是________。 A．NaOH B．FeCl2 C．Na2SO3 D．H2O c、步骤③中氧化剂是________，若反应中生成 2 mol HBr，则消耗________ mol SO2。 d、根据上述反应判断 SO2、Cl2、Br2 三种物质氧化性由强到弱的顺序是 ________________。 （4）海水中提镁 根据海水提镁的流程图，写出该过程的有关反应。 三、海水中的其他物质和能量(1)从海水中提取核能开发的重要原料 。(2)新型 能源。 【巩固训练】 4、海水中制得的氯化钠可作工业原料，有关反应原理错误的是( ) A．生产金属钠和氯气：2NaCl(熔融)===== 电解 2Na＋Cl2↑ B．生产烧碱和氯气：2NaCl＋2H2O===== 电解 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ C．生产盐酸：Cl2＋H2===== 点燃 2HCl D．生产纯碱：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 5、某课外小组将海带的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液，他们设计了如下几个 方案，你认为能证明灼烧海带的灰烬中含有碘元素的是( ) A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成 B．取适量滤液，加入苯，振荡、静置，苯层无色，证明不含碘元素 C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素 D．取适量滤液，加入酸化的 H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素 6、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 ①______________________________； ②____________ _______________； ③____________ _______________； ④____________ _______________； ⑤____________ _______________； ⑥____________ _______________；
【课后训练】 1、金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的 是同 A.越活泼的金属越难冶炼 合金的性质与其成分金属的性质不完全相 C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D.工业上金属妪g、A1都是用电解熔融的氯化物制得的 2、冶炼金属常用以下几种方法:①以C、CO或H2做还原剂;②利用铝热反应原 理还原;③电解法;④热分解法。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 (2Na、Mg、A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 3、用铝热法还原下列氧化物,制得金属各1mo1,消耗铝最少的是( A.二氧化锰B.三氧化钨C.三氧化二铬D.四氧化三铁 4.[选作题火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:2 CuRes2+o2→au2S+2FeS+So2该反应 Cure 剂,当标况下,生成224LSO2时,反应转移的电子数为
【课后训练】 1、金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用，下列关于金属的说法不正确的 是( ) A．越活泼的金属越难冶炼 B．合金的性质与其成分金属的性质不完全相 同 C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D．工业上金属 Mg、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的 2、冶炼金属常用以下几种方法：①以 C、CO 或 H2做还原剂；②利用铝热反应原 理还原；③电解法；④热分解法。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 ________。 3、用铝热法还原下列氧化物，制得金属各 1 mol，消耗铝最少的是( ) A．二氧化锰 B．三氧化钨 C．三氧化二铬 D．四氧化三铁 4. [选作题]火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为：2CuFeS2＋O2―→Cu2S＋2FeS＋SO2。该反应 CuFeS2 作 剂，当标况下，生成 22.4 L SO2 时，反应转移的电子数为 mol