高中化学《开发利用金属矿物和海水资源》学案3 新人教版必修2

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1、第四章化学与可持续发展第一讲开发利用金属矿物和海水资源复习重点：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基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。知识梳理一、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还原出来的生产过程。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还原出来。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还原出来，例如：＿HgO＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿Ag2O＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2、热还原法：在金属

2、活动性顺序表中处于＿＿＿位置的金属，通常是用还原剂（＿＿、＿＿、＿＿、＿＿＿等）将金属从其化合物中还原出来，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还原剂还原，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：2Cu

3、SO4+2H2O2Cu+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

4、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+2NaCl③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达到＿＿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应原理及应注意的问题①反应原理：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将其氧化成I2，再萃取出来。如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：＿＿＿＿＿＿＿

5、＿＿＿＿。②实验注意事项海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。疑难点拨一、金属冶炼与金属活动性顺序表　　根据金属离子得电子能力不同而采用不同的方法。金属的活动顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属原子失电子能力强 → 弱金属离子得电子能力弱 → 强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法1、电解法：(熔融)：活泼金属(K～Al)的冶炼常采用电解它的熔盐或氧化物的方法。　　2、还原剂法(高温)：金属活动性顺序表中Zn～Cu之间的金属冶炼常采用此法。常用的还原剂有H2(CuO→Cu)、C(ZnO→Zn)、Na(TiCl4→

6、Ti)、Al(Cr2O3→Cr)、CO(Fe2O3→Fe)等。3、加热法：用于冶炼不活泼金属Hg、Ag　　2HgO2Hg＋O2↑，HgS＋O2Hg＋SO2，Ag2S＋O22Ag＋SO24、湿法：Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu↓　5、物理法：Au、Pt在自然界中主要以游离态存在，利用密度。二、溴的制取1、工业制溴（以海水为原料）Ⅰ、通Cl2气将化合态的溴氧化成单质溴：Cl2+2Br-===2Cl-+Br2Ⅱ、以硫酸酸化，NaBr与NaBrO3发生反应，结果化合态的溴转化为溴单质5Br-+BrO3-+6H+═══3Br2+3H2O2、实验室制溴一般用NaBr、浓H2SO4、MnO2共热，即

7、：2NaBr+2H2SO4(浓)+MnO2Na2SO4+MnSO4+Br2+2H2O典例剖析【例1】冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）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）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；现代有（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是　　A、（Ⅰ）用①B、（Ⅱ）用②C、（Ⅲ）用③D、（Ⅳ）用④　　解析：对于（