高中化学复习开发利用金属矿物和海水资源新人教版必修公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第第1页页第第1页页第第2页页第第2页页第第十十一一章章化化学学与与自自然然资资源源开开发发利利用用第第一一讲讲开开发发利利用用金金属属矿矿物物和和海海水水资资源源一气贯穿课堂学案一气贯穿课堂学案一卷冲关课后练案一卷冲关课后练案考点一一突破考点一一突破一举双得课前预案一举双得课前预案1010分钟识记分钟识记5 5分钟体会分钟体会要点一网打尽要点一网打尽第第3页页第第3页页第第4页页第第4页页一、金属矿物开发利用一、金属矿物开发利用1金属在自然界中存在金属在自然界中存在2金属冶炼实质金属冶炼实质金属冶炼过程就是把金属从金属冶炼过程就是把金属从 态还原为态还原为 态过程。态过程。即：即：Mnne=M。化合化合游离游离第第5页页第第5页页3金属冶炼办法金属冶炼办法(用化学方程式表示用化学方程式表示)第第6页页第第6页页4金属回收和资源保护金属回收和资源保护(1)回收利用废旧金属意义：节约矿物资源，减少环境回收利用废旧金属意义：节约矿物资源，减少环境 污染，节约能源。污染，节约能源。(2)合理开发和利用金属矿物资源，有效地使用金属产品、合理开发和利用金属矿物资源，有效地使用金属产品、材料，主要路径有：材料，主要路径有：提升金属矿物利用率；提升金属矿物利用率；减少金属使用量；减少金属使用量；加强金属资源回收和再利用；加强金属资源回收和再利用；使用其它材料代替金属材料等。使用其它材料代替金属材料等。第第7页页第第7页页思考思考感悟感悟1铝是地壳中含量最高金属元素，为何人类对铝铝是地壳中含量最高金属元素，为何人类对铝使用比铁、铜晚多？使用比铁、铜晚多？提醒提醒由于铝化学性质活泼，很难用还原剂把铝由于铝化学性质活泼，很难用还原剂把铝从氧化铝中还原出来，只能使用电解法冶炼，故铝从氧化铝中还原出来，只能使用电解法冶炼，故铝使用较晚。使用较晚。第第8页页第第8页页二、海水资源开发利用二、海水资源开发利用1水资源利用水资源利用第第9页页第第9页页2化学资源开发利用化学资源开发利用(1)氯碱工业：氯碱工业：电解电解NaCl溶液：溶液：(写出化学方程式，下同写出化学方程式，下同)；产物制盐酸：产物制盐酸：；制漂白液：制漂白液：。Cl22NaOH=NaClNaClOH2O第第10页页第第10页页(2)海水资源利用：海水资源利用：第第11页页第第11页页思考思考感悟感悟2从海带提取碘过程中，能够用酸化从海带提取碘过程中，能够用酸化H2O2将溶液将溶液中中I氧化成氧化成I2。你能写出该反应离子方程式吗？。你能写出该反应离子方程式吗？提醒提醒2IH2O22H=I22H2O第第12页页第第12页页1海水是一个巨大化学资源库，下列相关海水综合利海水是一个巨大化学资源库，下列相关海水综合利用说法正确是用说法正确是()A海水中含有钾元素，只需通过物理改变就能够得到海水中含有钾元素，只需通过物理改变就能够得到 钾单质钾单质B海水蒸发制海盐过程中只发生了化学改变海水蒸发制海盐过程中只发生了化学改变C从海水中能够得到从海水中能够得到NaCl，电解熔融，电解熔融NaCl可制备可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能利用潮汐发电是将化学能转化为电能第第13页页第第13页页答案：答案：C解析：解析：海水中钾元素以海水中钾元素以K形式存在，生成钾单质必定发形式存在，生成钾单质必定发生化学反应，生化学反应，A错误。海水蒸发制海盐发生是物理改变，错误。海水蒸发制海盐发生是物理改变，B错误。潮汐发电是将动能转化为电能，错误。潮汐发电是将动能转化为电能，D错误。错误。第第14页页第第14页页2下列说法不正确是下列说法不正确是 ()A有些活泼金属如铝可作热还原法还原剂有些活泼金属如铝可作热还原法还原剂B用电解熔融用电解熔融NaCl办法来冶炼金属钠办法来冶炼金属钠C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝办法来冶炼铝可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝办法来冶炼铝D回收废旧金属能够重新制成金属或它们化合物回收废旧金属能够重新制成金属或它们化合物.解析：解析：铝是活泼金属，很难用还原剂把它从氧化铝中还原铝是活泼金属，很难用还原剂把它从氧化铝中还原出来。出来。答案：答案：C第第15页页第第15页页第第16页页第第16页页答案：答案：C解析：解析：海水中镁元素以海水中镁元素以Mg2形式存在，需加石灰乳变形式存在，需加石灰乳变成成Mg(OH)2分离出来，然后加盐酸生成分离出来，然后加盐酸生成MgCl2，然后电，然后电解熔融解熔融MgCl2。第第17页页第第17页页4下列关于海水知识不正确是下列关于海水知识不正确是 ()A海水资源利用包括海水水资源利用和化学资源海水资源利用包括海水水资源利用和化学资源利用利用B海水既苦又涩，不能直接利用海水既苦又涩，不能直接利用C海水中一些金属元素总储量很大，但富集程度却海水中一些金属元素总储量很大，但富集程度却很低很低D海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合.解析：解析：海水可直接利用，如作核电站冷却水。海水可直接利用，如作核电站冷却水。答案：答案：B第第18页页第第18页页5判断下列描述正误。判断下列描述正误。(1)电解氯化钠、氯化镁水溶液，能够制得钠和镁。电解氯化钠、氯化镁水溶液，能够制得钠和镁。()(2)海水中含有碘元素，只需将海水中碘升华就能够海水中含有碘元素，只需将海水中碘升华就能够得到碘单质。得到碘单质。()(3)利用铝热反应能够冶炼镁、铁等金属。利用铝热反应能够冶炼镁、铁等金属。()(4)不需要通过化学反应就能够从海水中取得食盐和不需要通过化学反应就能够从海水中取得食盐和单质溴。单质溴。()(5)金属冶炼本质是金属阳离子得到电子变成金属原金属冶炼本质是金属阳离子得到电子变成金属原子。子。()第第19页页第第19页页解析：解析：(1)钠、镁冶炼是通过电解熔融盐钠、镁冶炼是通过电解熔融盐(氯化物氯化物)来完毕。来完毕。(2)海水中碘元素是海水中碘元素是I而不是碘单质。而不是碘单质。(3)Mg活泼性比活泼性比Al强，不能用铝热反应来冶炼强，不能用铝热反应来冶炼Mg。(4)从海水中提取溴过程涉及氧化还原反应。从海水中提取溴过程涉及氧化还原反应。(5)金属冶炼本质是金属冶炼本质是Mnne=M。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)第第20页页第第20页页6海水是巨大资源宝库，下列是对海水资源利用：海水是巨大资源宝库，下列是对海水资源利用：海水淡化海水淡化海水中提取食盐海水中提取食盐海水中提取金属海水中提取金属镁镁海水中提取碘海水中提取碘海水中提取溴海水中提取溴上述化工生产中涉及氧化还原反应有上述化工生产中涉及氧化还原反应有_。解析：解析：、属于物理改变过程；从海水中提取属于物理改变过程；从海水中提取Mg、Br2、I2均需从化合态转化成游离态，这一改变过程属于均需从化合态转化成游离态，这一改变过程属于氧化还原反应。氧化还原反应。答案：答案：、第第21页页第第21页页第第22页页第第22页页考纲展示考纲展示考点关注考点关注(1)理解海水和金属矿物综合利用理解海水和金属矿物综合利用(2)理解化学科学发展对自然资源理解化学科学发展对自然资源利用作用利用作用(1)金属通性、金属冶炼普通原理金属通性、金属冶炼普通原理(2)铝热反应原理及产物成份试验探究铝热反应原理及产物成份试验探究(3)镁、溴、碘制取原理及工艺流程镁、溴、碘制取原理及工艺流程第第23页页第第23页页第第24页页第第24页页1金属活动性顺序与金属冶炼办法关系金属活动性顺序与金属冶炼办法关系金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe SnPb(H)CuHg AgPt Au自然界中自然界中存在形态存在形态化合态化合态主要是化合态，主要是化合态，很少许是游离很少许是游离态态游离游离态态主要冶炼办法主要冶炼办法电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理办物理办法法第第25页页第第25页页2.铝热反应铝热反应(1)原理：高温下铝将金属氧化物中金属还原出来。原理：高温下铝将金属氧化物中金属还原出来。(2)装置：如图所表示。装置：如图所表示。第第26页页第第26页页(3)现象：猛烈燃烧，放出大量热，造成混合物猛烈现象：猛烈燃烧，放出大量热，造成混合物猛烈 反应过后，纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。反应过后，纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。(4)结论：结论：Fe2O3中铁被还原为单质铁，那么单质铝被氧中铁被还原为单质铁，那么单质铝被氧 化为化为Al2O3，由熔融物及铁珠可知此反应放出大量热，由熔融物及铁珠可知此反应放出大量热，使生成铁熔化为铁水。使生成铁熔化为铁水。(5)应用：应用：野外焊接钢轨。野外焊接钢轨。冶炼高熔点金属。冶炼高熔点金属。第第27页页第第27页页尤其提醒尤其提醒 (1)铝热剂不但指铝和铝热剂不但指铝和Fe2O3，也能够是，也能够是Al和和MnO2、Al和和 Cr2O3等。等。(2)铝热反应试验最外层滤纸要用水湿润，并要求观测者铝热反应试验最外层滤纸要用水湿润，并要求观测者 远离，以免烫伤。远离，以免烫伤。(3)利用铝热反应能够冶炼活泼性比铝差金属，但不能冶利用铝热反应能够冶炼活泼性比铝差金属，但不能冶 炼炼Na、Mg等活泼性比铝强金属。等活泼性比铝强金属。第第28页页第第28页页例例1下列金属中，既能够用热分解法，又能够用电下列金属中，既能够用热分解法，又能够用电解法制取是解法制取是()ANaBAlCAg DCu答案答案C解析解析活泼金属只能用电解法冶炼，消耗大量电能；活泼金属只能用电解法冶炼，消耗大量电能；不活泼金属使用热分解法冶炼，消耗能量较少，但也不活泼金属使用热分解法冶炼，消耗能量较少，但也能用电解法来冶炼，本题只有银符合。能用电解法来冶炼，本题只有银符合。第第29页页第第29页页探规探规寻律寻律当一个金属可用各种办法冶炼时，工业普通采用经济效益高、当一个金属可用各种办法冶炼时，工业普通采用经济效益高、污染少办法。污染少办法。(1)热分解法优于焦炭还原法；热分解法优于焦炭还原法；(2)焦炭还原法优于铝热还原法；焦炭还原法优于铝热还原法；(3)铝热还原法优于电解还原法；铝热还原法优于电解还原法；(4)从环境保护角度，从环境保护角度，H2还原法优于还原法优于CO还原法。还原法。第第30页页第第30页页11.将例将例1中中“热分解法热分解法”改为改为“热还原法热还原法”时，应选时，应选()答案：答案：D第第31页页第第31页页第第32页页第第32页页答案：答案：A解析：解析：因因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，故冶炼铝为共价化合物，熔融时不导电，故冶炼铝应用电解熔融应用电解熔融Al2O3和冰晶石共熔体办法，和冰晶石共熔体办法，B项错；冶炼项错；冶炼Hg办法应选取热分解法，办法应选取热分解法，C项错；冶炼镁惯用电解熔融项错；冶炼镁惯用电解熔融MgCl2办法，办法，A项正确，项正确，D项错误。项错误。第第33页页第第33页页13.冶炼金属普通有下列四种办法：冶炼金属普通有下列四种办法：焦炭法；焦炭法；水煤水煤气气(或或H2、CO)法；法；活泼金属置换法；活泼金属置换法；电解法电解法四种办法在工业上都有应用。古代有四种办法在工业上都有应用。古代有()火烧孔雀石炼火烧孔雀石炼铜，铜，()湿法炼铜，既有湿法炼铜，既有()铝热法炼铬，铝热法炼铬，()从光卤从光卤石石(KClMgCl26H2O)中炼镁，对它们冶炼办法分析不中炼镁，对它们冶炼办法分析不正确是正确是()A()用用 B()用用C()用用 D()用用第第34页页第第34页页答案：答案：B第第35页页第第35页页1镁提取镁提取(1)流程：流程：第第36页页第第36页页第第37页页第第37页页2溴提取溴提取(1)流程：流程：第第38页页第第38页页第第39页页第第39页页3碘提取碘提取(1)流程：流程：(2)相关反应离子方程式：相关反应离子方程式：2ICl2=I22Cl。第第40页页第第40页页尤其提醒尤其提醒(1)从从MgCl2溶液中获取溶液中获取MgCl26H2O办法是浓缩、结办法是浓缩、结 晶，将氯化镁晶体转变成晶，将氯化镁晶体转变成MgCl2时，要在时，要在HCl气流气流 中加热使中加热使MgCl26H2O分解，目的是克制分解，目的是克制Mg2水解。水解。(2)从海带中提取碘氧化过程中，既能够用从海带中提取碘氧化过程中，既能够用Cl2作氧化作氧化 剂，也能够使用剂，也能够使用H2O2(H)将将I氧化成氧化成I2。第第41页页第第41页页例例2(朝阳模拟朝阳模拟)海水中蕴藏着丰富资源。当前海水淡化海水中蕴藏着丰富资源。当前海水淡化办法有冷冻法、电渗析法和蒸馏法。海水综合利用流程图办法有冷冻法、电渗析法和蒸馏法。海水综合利用流程图下列，请认真审题，回答下列问题：下列，请认真审题，回答下列问题：第第42页页第第42页页卤水中蕴含着丰富镁资源，就卤水中蕴含着丰富镁资源，就MgCl2粗产品提纯及冶炼粗产品提纯及冶炼镁过程回答下列问题。镁过程回答下列问题。物质物质开始沉淀时开始沉淀时pH沉淀完全时沉淀完全时pHFe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.911.1第第43页页第第43页页(1)已知已知MgCl2粗产品溶液中含有粗产品溶液中含有Na、Fe2、Fe3和和Mn2，欲将，欲将Fe2、Fe3、Mn2转化为转化为Fe(OH)3和和Mn(OH)2沉淀除去沉淀除去(生成氢氧化物沉淀生成氢氧化物沉淀pH见上表见上表)，应控，应控制溶液制溶液pH为为_；将；将Fe2转化为转化为Fe3时最好选取物时最好选取物质是质是_(填序号填序号)。aCl2 bNaClOcNaOH dFe(2)环节环节中由中由MgCl2制得制得Mg办法是办法是_(用化学方用化学方程式表示程式表示)。第第44页页第第44页页第第45页页第第45页页探探规规寻寻律律(1)除去除去Mg2中中Fe3办法：办法：加入加入MgO、MgCO3或或Mg(OH)2与与Fe3水解产生水解产生H作用，将作用，将Fe3转化成沉淀而除去。同时又不引转化成沉淀而除去。同时又不引入新杂质。入新杂质。(2)将将Fe2氧化成氧化成Fe3办法：办法：本题中由于溶液中含有本题中由于溶液中含有Cl，故可用，故可用Cl2、NaClO或或H2O2(H)将将Fe2氧化成氧化成Fe3但但Cl2与与NaClO相相比较，比较，NaClO愈加好一些，由于愈加好一些，由于NaClO无毒且为固无毒且为固体。体。第第46页页第第46页页21.例题例题2海水综合利用流程，环节海水综合利用流程，环节中已经得到了单质中已经得到了单质溴，为何还要设计环节溴，为何还要设计环节、两步操作？环节两步操作？环节除用除用SO2吸取溴外，还能够用吸取溴外，还能够用Na2CO3溶液吸取溶液吸取Br2，试写，试写出反应化学方程式。出反应化学方程式。答案：答案：环节环节得到溴，浓度太低，设计环节得到溴，浓度太低，设计环节、目的目的是富集溴。是富集溴。3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2第第47页页第第47页页22.海水是镁主要起源之一，从海水中提取镁可按如海水是镁主要起源之一，从海水中提取镁可按如下环节进行：下环节进行：把贝壳把贝壳(主要成份是碳酸钙主要成份是碳酸钙)煅烧成石煅烧成石灰；灰；在引有海水渠中加入石灰，通过沉降，然后过在引有海水渠中加入石灰，通过沉降，然后过滤得沉淀物；滤得沉淀物；将沉淀物与稀盐酸反应，然后结晶、将沉淀物与稀盐酸反应，然后结晶、过滤、干燥；过滤、干燥；电解得产品。从上述提取镁全过程中，电解得产品。从上述提取镁全过程中，没有涉及到反应类型有没有涉及到反应类型有 ()A分解反应分解反应 B化合反应化合反应C置换反应置换反应 D复分解反应复分解反应第第48页页第第48页页答案：答案：C第第49页页第第49页页23.溴、碘主要存在于海水中，有溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素海洋元素”美称。美称。海水中碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第海水中碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第 一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘路径如一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘路径如 下所表示：下所表示：第第50页页第第50页页下列相关叙述正确是下列相关叙述正确是()A碘元素在海水中也有游离态存在碘元素在海水中也有游离态存在B在提取过程中用氧化剂能够是在提取过程中用氧化剂能够是H2O2C操作操作A是结晶或重结晶是结晶或重结晶DB是提纯操作，惯用蒸馏或分馏是提纯操作，惯用蒸馏或分馏第第51页页第第51页页解析：解析：碘在海水中只以化合态碘在海水中只以化合态(I)存在，没有游离态，存在，没有游离态，A错错误。操作误。操作A是萃取，操作是萃取，操作B是分液，然后才是蒸馏等操作来是分液，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，得到单质碘，C、D错误。错误。答案：答案：B第第52页页第第52页页第第53页页第第53页页一、命题常设误角度诊断一、命题常设误角度诊断第第54页页第第54页页3病例：从海带中提取碘单质过程不涉及氧化还原反应病例：从海带中提取碘单质过程不涉及氧化还原反应(广东高考广东高考)诊断：碘元素在海带中以诊断：碘元素在海带中以形式存在，形式存在，I转化为转化为2一定涉及氧化还一定涉及氧化还原反应原反应4病例：海洋经济专属区资源开发可取得病例：海洋经济专属区资源开发可取得Fe、Co、K、Mg、B等金属等金属(广东高考广东高考)诊断：诊断：B(硼硼)不属于金属元素不属于金属元素第第55页页第第55页页二、本节要点数字记忆二、本节要点数字记忆1理解金属冶炼理解金属冶炼3种办法：种办法：热分解法热分解法Hg、Ag。热还原法热还原法Fe、Cu等。等。电解法电解法Na、Mg、Al等。等。2切记海水淡化切记海水淡化3种办法：种办法：蒸馏法；蒸馏法；电渗析法；电渗析法；离子互换法。离子互换法。第第56页页第第56页页第第57页页第第57页页点点 击击 下下 图图 进进 入入第第58页页第第58页页