第四章化学与自然资源的开发利用导学案(共2课时)

第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源(第一课时)【学习目标】掌握冶炼金属的一般原理，了解适用于不同金属的冶炼方法，知道铝热反应。【基础知识】一．金属矿物的开发利用1．金属自然界中存在的形态：除了等极少数金属以外，绝大多数金属以的形式存在于自然界．在这些金属化合物中，金属元素都显化合价．2．金属冶炼的涵义：将其中的金属从其中出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。也就是在一定条件下，使金属离子电子被还原成，聚集成为金属单质．金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法，大部分金属的冶炼都是在高温下发生的3．常见金属的冶炼方法（1）热分解法：适用于冶炼金属活动性较差的金属（金属活动顺序表中及其以后的金属），如：__________________________________________________（２）电解法：适合冶炼活动性很强的金属（一般在金属活动性顺序表中排在及其以前的金属）。如：；；；（３）热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适用于金属活动性顺序表中的与之间的大多数金属的冶炼。如：；；；；；铝热反应实验现象及化学方程式：现象燃烧，火珠，沙里有火红熔融物铝与氧化铁反应的化学方程式实验说明：⑴Al与Fe2O3能发生铝热反应，与其它较不活泼金属氧化物也能发生铝热反应（置换反应）。⑵铝热反应的最大特点是放出大量的热，在生产上利用这一特点，可用于焊接钢轨，冶金工业上也常用这一原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。如：Al＋MnO2==4．金属的回收和资源的合理开发和利用地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，有效地使用金属产品、材料。主要途径有：，，；。【自主探究】你能总结出金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系？________________________________________________________________________【自我测试】1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于()A．金属导电性强弱B．金属在地壳中含量多少C．金属的化合价高低D．金属的活动性强弱2．定向爆破建筑物时，应同时切断钢筋和炸碎水泥，除适宜的炸药外，还需用A．氧炔焰B．铝热剂C．液氯D．电弧()3．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是()A．用电解熔融氯化钠的方法得到活泼金属钠B．在加热的情况下用氢气还原Al203得到金属铝C．用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬D．热分解法直接加热HgO得到金属Hg4．下列不符合工业冶炼金属实际情况的是()5．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是()A．Mn02B．W03C．Cr203D．Co3046．(多选)所谓合金，就是不同金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物。下表中的金属，难与其他金属形成二元合金的元素是()A．ZnB．FeC．WD．Ag7．铝的活泼性较强，直到18世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用Al制作的，现在还保存在英国博物馆中。电解熔融的氧化铝(冰晶石作助熔剂)时，当电路中通过10mol电子时，理论上析出铝的质量是()A．90gB．180gC．270gD．540g8．热还原法冶炼金属的反应一定是()A．氧化还原反应B．置换反应C．分解反应D．复分解反应9．工业上冶炼金属钙可使用的方法是()A．热分解法B．热还原法C．铝热剂法D．电解法疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）_____________________________________________________________________第一节开发利用金属矿物和海水资源(第二课时)【学习目标】掌握海水资源开发利用的方法【基础知识】１．海水资源的广阔性：海洋占地球表面积的，具有十分巨大的开发潜力．仅以海水资源为例，海水和海水具有非常广阔的前景．海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占地球总淡淡量的97%。海水中除了水以外，还含有多种常量元素和微量元素。２．海水资源的多样性：海水中含有丰富的水资源；另外，海水中溶解和悬浮有大量的____________和，ＨＯＣｌＮａＫＣａＳＣＦＢＢｒＳｒ等种元素超过总量的；微量元素计多种．虽然海水中的元素种类，总储量，但富集程度却．３．海水资源的利用（１）海水水资源的利用海水水资源的利用主要包括和等。海水淡化的途经：从海水中提取或从海水中把都可以达到淡化海水的目的．海水淡化的方法：主要有、、等．其中的历史悠久，技术和工艺也比较完善，但。因此，海水淡化同结合、同结合，成为海水综合利用的重要方向。（２）海水化学资源的利用【科学探究】１、海水提溴实验方案：⑴用法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。⑵向酸化的海水中通入适量的，使溴离子转化为溴单质。⑶向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛溶液的吸收塔内。⑷向吸收塔内中溶液内通入适量的氯气。⑸用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的单质。化学方程式：2NaBr＋Cl2＝；Br2＋SO2＋2H2O＝；2HBr＋Cl2＝；【科学探究】２、海带中碘元素的检验实验现象及原因现象原因【自主探究】常用物质分离的方法有哪些(多多益善)?________________________________________________________________________【自我测试】1．海洋是非常巨大的资源宝库，以下有关海洋资源开发和利用的说法，不正确的有()A．海洋约占地球表面积71％，水储量达1．3×109亿吨，故人类不存在缺水问题B．海水资源的利用包括水资源的利用和化学资源的利用，两者可以综合进行C．海水中除H2O外，还含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、F等多种元素的化学资源D．由于与岩石、大气和生物相互作用，海水中溶解和悬浮有大量无机物和有机物2．如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化()B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化C．将海水缓慢降温凝固以获得淡水D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子3．从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。从化学知识的角度和经济效益的角度考虑，可在海水中加入的物质是()A．NaOHB．KOHC．CaOD．Na2O4．为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如下实验：(1)步骤①灼烧海带时，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仪器，用标号字母填写在横线上)。A．烧杯B．坩埚C．表面皿D．泥三角E．酒精灯F．干燥器(2)步骤③的实验操作名称是__________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是_____________。(3)步骤④反应的离子方程式是____________________________________________(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是______________________________(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法_____________________________________________________________________________。5．目前，从海水中提取的溴占世界溴年生产总量的1／3左右。海水中溴主要以NaBr的形式存在，工业上从海水中提取溴用下列方法：(1)海水中加入氯水使NaBr氧化，反应的离子方程式为_______________________(2)向溶液中鼓入空气，将Br2吹出，用纯碱吸收，反应的方程式为________________。(3)将(2)所得溶液用稀H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3转化为单质溴，反应的离子方程式为______________________________________________(4)这样制得的溴中含有少量的C12，除去Cl2的方法是_____________________(5)若海水里溴含量为0．07％(质量分数)。则海水中溴化钠的质量分数为_______。疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）__________________________________________________________________________________________________________________________________________第二节资源综合利用环境保护【学习目标】⑴了解煤、石油的组成，掌握煤、石油的综合利用⑵掌握环境污染的几种类型及防治，了解其危害⑶了解绿色化学的含义【基础知识】一、煤的综合利用1．煤的组成：_________________________________________________．主要含有___________元素，还含有少量的等元素．2．煤的综合利用主要是通过____________、___________和__________，获得洁净的燃料和多种化工原料．(1)煤的干馏①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，如右图：②煤干馏的主要产物和用途（阅读课本）(2)煤的气化煤的气化是。煤气化的主要反应是__________________________________________。(3)煤的液化煤的液化是。直接液化是______________________，间接液化是___________________________。二、石油的综合利用1．石油的成分：_____________________________________________________。2．石油的分馏(1)石油的分馏原理：_____________________________________________________。实验如图所示，将100mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石油暴沸．然后加热，分别收集60℃～150℃和150℃～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油．(2)石油的分馏产物：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等．3．石油的裂化和裂解(1)裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量．(2)裂化的原理：石油的裂化是_________________________。(3)裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料．三、天然气的综合利用天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料．主要用于和___________等四、合成材料1．三大合成材料_________________________________________________2．写出下列反应方程式:乙烯合成聚乙烯________________________________________丙烯合成聚丙烯________________________________________聚苯乙烯的加聚________________________________________聚氯乙烯的加聚________________________________________五.绿色化学1．绿色化学核心是_______________________________________________________2．原子经济是指_________________________________________________________,此时原子利用率为________,请求出书后“思考与交流”中两种生产工艺的原子利用率分别为_____________、______________【自主探究】你能列举出多少种环境污染？__________