2022-2022学年高一同步教学学案开发利用金属矿物和海水资源导学案.docx

第四章第1节开发利用金属矿物和海水资源
课前预习学案
一、预习目标
预习金属的冶炼原理与“铝热反响〞实验，了解海水资源的开发利用
二、预习内容
1、金属在自然界中存在的形态
2、金属冶炼的实质
利用_______________原理，使金属化合物中的金属元素复原为金属单质。
3、金属冶炼的方法
〔1〕冶炼铝的方法：，相关化学方程式：
〔2〕冶炼铁的方法：，相关化学方程式：
冶炼铁的方法：，相关化学方程式：
〔3〕冶炼铜的方法：，相关化学方程式：
冶炼铜的方法：，相关化学方程式：
〔4〕冶炼镁的方法：，相关化学方程式：
〔5〕你所知的冶炼其它金属的方法：
相关化学方程式：
4为什么人类使用铁器比使用铜器晚
5地球上的金属矿物资源是有限的，如何合理开发和有效使用金属资源
课内探究学案
一、 学习目标
了解金属冶炼的一般原理及冶炼的一般方法
了解海水资源综合利用对人类社会开展的重要意义
复习重点：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。
复习难点：学生在掌握金属冶炼的一般原理根底上，了解适用于不同金属的冶炼方法。
二、学习过程
一、金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中复原出来的生产过程。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中复原出来。金属冶炼的方法主要有：
1、热分解法：对于＿＿＿金属，可以直接用＿＿＿＿＿方法将金属从其化合物中复原出来，例如：
＿HgO＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿Ag2O＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、热复原法：在金属活动性顺序表中处于＿＿＿位置的金属，通常是用复原剂〔＿＿、＿＿、＿＿、＿＿＿等〕将金属从其化合物中复原出来，例如：
Fe2O3+  CO ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；WO3+  H2  ＿＿＿＿＿＿＿＿；
ZnO+  C＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；MgO+  C  ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
Fe2O3+  Al  ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Fe+CuSO4=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、电解法
活泼金属较难用复原剂复原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：
2NaCl〔熔融〕  2Na+Cl2↑；MgCl2〔熔融〕  ＿＿＿＿＿＿；
2Al2O3  ＿＿＿＿＿＿。
一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如：
2CuSO4+2H2O  2Cu+2H2SO4+O2↑
4、有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：
Cu2S+O2  ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
二、海水资源的开发利用
1、海水资源的开发的方案
(1)从海水中提取淡水——海水淡化，海水淡化的方法主要有＿＿＿法、＿＿＿＿法、＿＿法等。(2)海水制盐(3)从海水中提取＿、＿、＿、＿等化工产品(4)从海水中获取＿＿＿＿作为核能开发的重要原料(5)从海水中获取其他物质和能量。
2．从海水中提取物质的方法
    海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如：
(1)从海水中提取溴的主要工艺流程
①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使＿＿＿转化为＿＿＿：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以到达＿＿的目的：＿Br2+＿SO2+＿H2O=＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑤用四氯化碳〔或苯〕萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
(2)进行从海带中提取碘实验的反响原理及应注意的问题
①反响原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂〔H2O2)将其氧化成I2，再用有机溶剂将I2萃取出来。
用H2O2做氧化剂，反响的离子方程式是： 。
〔2〕操作步骤：
①取约3g干海带，把外表的浮着物用刷子刷净〔不要用水冲洗，以免 洗去外表的碘化物〕，用剪刀剪碎后，用酒精湿润，放入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完全变为灰烬〔注意通风〕停止加热，冷却。
②将海带灰转移到小烧杯中，向其中参加10ml蒸馏水，搅拌、煮沸2～3min ,过滤。
③在滤液中滴入几滴稀硫酸〔3mol/l〕,再参加1mL H2O2〔3%〕，现象：溶液 。
再参加几滴淀粉溶液，现象是：溶液。
〔3〕提取I2流程：
含碘单质的有机溶液
含碘单质的溶液
试剂
残渣
含碘元素的溶液
灼烧
海带
溶解，过滤
海带灰
【总结】海水资源的开发利用：
① 从海水中提取淡水——海水淡化
②海水制盐
海水资源的开发利用 ③从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品
④从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料
⑤从海水中获取其他物质和能量
【随堂练习】
1. 冶炼金属一般有以下四种方法：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选项是------------------------------------------------------------------------〔 B 〕
A．〔Ⅰ〕用①B．〔Ⅱ〕用②　C．〔Ⅲ〕用③D．〔Ⅳ〕用④
2工业上用铝土矿〔主要成分是Al2O3〕生产铝的过程，可用简单示意图表示如下〔图中字母代表有关物质的分子式〕
请写出①～④反响的方程式。
①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O ；
②2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3 ；
③Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH ；
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O 。
3.关于金属元素在自然界存在的情况的表达中，正确的选项是--------------------------------------〔CD〕
A、金属元素仅存在于矿物中。
B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。
C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。
D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。
4.以下化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是------------------------------------------------( BD)
A、2Na+MgCl2====2NaCl+MgB、MgCl2(熔化)MgO+Cl2
C、2MgO2Mg+O2D、MgO+CMgO+C
5.从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶，②加熟石灰，③加盐酸，④过滤，⑤熔融电解，正确的生产步骤顺序是_。
6.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如以下列图所示：
△

（1） 假设在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反响的化学方程式
。
〔2〕用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在枯燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是：
〔3〕Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去写出实验步骤。
步骤：参加溶液，充分搅拌，，沉淀用水
〔4〕实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；
①溶解时：
②过滤时：
③蒸发时：