化學必修ⅱ人教新課標同步知識點學練考--開發(fā)利用金屬礦物和海水

1、開發(fā)利用金屬礦物和海水【教法探析】一、引入新課引課現(xiàn)在各種報刊媒體頻繁出現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”一詞，有那位同學解釋一下？閱讀資料卡片：自然資源與可持續(xù)發(fā)展。增加資料：我國21世紀初可持續(xù)發(fā)展的總體目標是：可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整取得顯著成效，人口總量得到有效控制，生態(tài)環(huán)境明顯改善，資源利用率顯著提高，促進人與自然的和諧，推動整個社會走上生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路。開發(fā)利用金屬礦物一、金屬單質(zhì)在自然界中的存在形式講少數(shù)化學性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)存在，如金、鉑、銅、銀；化學性質(zhì)比較活潑的金屬，在自然界中以化合態(tài)存在。大多數(shù)金屬在自然界中是以化合態(tài)存在的，如鋁以

2、鋁土礦形式存在，鐵以鐵礦石形式存在。投影講青銅：主要含銅和錫、鉛，有良好的強度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機器零件如軸承、齒輪等。黃銅：主要含銅和鋅，有良好的強度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制機器零件、儀表和日用品。白銅：主要含銅和鎳，它不容易生銅綠，常用于制造精密儀器和裝飾品。講金屬在自然界的分布特點是：1.量大，自然界中的金屬元素種類約占全部元素種類的80%。2.面廣，礦物中、動植物體中、水中都含有金屬元素。3.形態(tài)不一，有游離態(tài)，也有化合態(tài)，4.數(shù)量不均，自然界中以化合態(tài)形式存在的金屬元素多，以游離態(tài)形式存在的金屬元素少；有的金屬元素含量高，有的金屬元素含量低。板書二、金屬的冶煉

3、講除了金、鉑等少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬都以化合物形式存在于自然界?；瘜W要研究如何合理、高效的利用這些金屬礦石，將其中的金屬從化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料，這一過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。板書1.金屬的冶煉：（1）用化學的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)金屬（2）將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。2.金屬冶煉的實質(zhì)：用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。投影回顧講從金屬礦石提煉金屬，一般要經(jīng)過三個步驟：1.礦石的富集，減少雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量2.冶煉，利用氧化還原反應原理，在一定條件下，用還原劑把金屬礦石中以

4、化合態(tài)存在的金屬還原成金屬單質(zhì)3.精煉，采用一定的方法，提煉純金屬不同的金屬元素，其金屬性不同，由化合態(tài)還原為游離態(tài)的難易程度不同，因此金屬冶煉方法不同。常用的金屬冶煉方法有：熱分解法、熱還原法、電解法等。板書（一） 熱分解法（Hg Au）講有些不活潑金屬僅用熱分解法就能制得。在金屬活動性順序中，位于氫后面的金屬的氧化物受熱就能分解。板書 投影小結(jié)適用于Hg、Ag的冶煉板書 （二） 熱還原法（Zn Cu）講多數(shù)金屬（活動性介于鎂和銅之間的金屬）的冶煉過程屬于熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等。板書投影小結(jié)常見的還原劑有：1.CO：適用于較不活潑的金屬，多用于冶煉合金，成本

5、較低2.H2適用于高溫不和水反應的金屬，金屬成分純度高，熔點高，生產(chǎn)成本高3.活潑金屬：適用于高熔點、較不活潑的金屬，生產(chǎn)成本高，金屬純度高鋁熱反應（演示）：講操作要點：用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內(nèi)層漏斗取出，在底部剪一個孔，用水潤濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上（如上圖），下面放置盛沙的蒸發(fā)皿。把5 g炒干的氧化鐵粉未和2 g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點燃鎂條。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉未和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應。反應放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒。我們

6、還可以看到，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，用磁鐵吸引，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。板書鋁熱反應：注意鋁熱反應的特點：高溫引燃劇烈放熱，體現(xiàn)氧化鋁高熔點的性質(zhì)。 應用：焊接鋼軌冶煉高熔點金屬投影（三） 電解法講在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。板書講一些對純度要求較高的不活潑金屬也可以采用電解其鹽溶液的方法來進行冶煉，例如：板書 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2投影小結(jié)電解熔融物：適用于活潑金屬的冶煉

7、，煉得的金屬純度高，耗電量大，生產(chǎn)成本高，熔融物屬于離子化合物電解不活潑金屬的鹽溶液：適用于高熔點、不活潑金屬，金屬純度高。閱讀表4-1；常見金屬的冶煉原理。小結(jié)不同金屬冶煉方法的選擇板書三、金屬的回收和資源保護1.回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染2.回收金屬的實例（1）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（2）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3）定影液用于回收銀海水資源的開發(fā)和利用一、海水中蘊藏的資源及其開發(fā)意義1.海水資源的廣泛性：2.海水資源的多樣性3.海水資源的分散性：4.海水資源的利用：5.海水的淡化板書（1）海水淡化的途徑:從海水中提取淡水；從海水中分離出鹽（2）海水淡化的

8、方法:蒸 餾 法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂）板書 二、海水中的化學資源（一）海水中含有的各種元素的特點：種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。（二）從海水中提取物質(zhì)的方法1.從海水中提取食鹽的主要工藝流程從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。投影講解思考與交流實驗方案設計：從海水中提取鎂元素得到單質(zhì)鎂投影小結(jié)工業(yè)制鎂的流程：板書2.從海水中提取鎂原理：MgCl2+ Ca（OH）2 = Mg（OH）2 + CaCl2Mg（OH）2 + 2HCl =

9、 MgCl2 + H2OMgCl2 Mg + Cl2 3.從海水中提取溴2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO42HBr + Cl2 = 2HCl + Br24.從海水中提取碘5.海水的其他應用：提取鈾和重水、開發(fā)海洋藥物、利用潮汐能、波浪能等?！緦W法導引】一、考綱展示（1）了解海水和金屬礦物的綜合利用（2）了解化學科學發(fā)展對自然資源利用的作用二、考點關注（1）金屬的通性、金屬冶煉的一般原理（2）鋁熱反應的原理及產(chǎn)物成分的實驗探究（3）鎂、溴、碘的制取原理及工藝流程三、考點展示1.金屬的冶煉方法和鋁熱反應；2.海水資源的

10、開發(fā)和利用四、考試誤區(qū)：1.病例：電解氯化鎂溶液制取單質(zhì)鎂診斷：電解熔化狀態(tài)下的氯化鎂是制取鎂的常用方法2.病例：用惰性電極電解熔融氯化鈉：2Cl2H2OCl2H22OH診斷：電解反應離子方程式書寫錯誤3. 病例：從海帶中提取碘單質(zhì)的過程不涉及氧化還原反應診斷：碘元素在海帶中以形式存在，I轉(zhuǎn)化為2一定涉及氧化還原反應4. 病例：海洋經(jīng)濟專屬區(qū)的資源開發(fā)可獲得Fe、Co、K、Mg、B等金屬診斷：B（硼）不屬于金屬元素五、關鍵點記憶1.理解金屬冶煉的3種方法：熱分解法Hg、Ag。熱還原法Fe、Cu等。電解法Na、Mg、Al等。2.牢記海水淡化的3種方法：蒸餾法；電滲析法；離子交換法。3.掌握海水中

11、3個提取的反應原理：鎂的提??；溴的提取；碘的提取。4.熟記5個化學方程式：3COFe2O32Fe3CO2，2AlFe2O3Al2O32Fe，2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，SO2Br22H2O=H2SO42HBr，H2O22I2H=I22H2O?！灸M練習】1.下列說法不正確的是（ ）A.有些活潑金屬如鋁可作熱還原法的還原劑B.因為鈉性質(zhì)很活潑，用電解氯化鈉溶液的方法來冶煉金屬鈉C.熱還原法冶煉金屬的反應不一定是置換反應D.冶煉銀可以直接用加熱分解方法2.下列金屬的工業(yè)制法正確的是（ ）A.制鈦：用金屬鈉置換出氯化鈦（TiCl4）溶液中的鈦B.煉鐵：用焦炭和空氣反應產(chǎn)生的一氧化碳在高溫

12、下還原鐵礦石中的鐵C.制鈉：用海水作原料制得精鹽，再電解純凈氯化鈉溶液得到金屬鈉D.煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅3.下列金屬冶煉的反應原理，正確的是（ ）A.MgCl2（熔融）MgCl2B.2AlCl3(熔融) 2Al3Cl2CHgOCOHgCO2D.2MgOC2MgCO24.粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物?，F(xiàn)進行如下實驗：將適量A進行鋁熱反應，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L1鹽酸中，得溶液C；將中得到的單質(zhì)B和溶液C反應，放出1.12 L(標準狀況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B

13、；用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。請?zhí)羁眨海?）中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是_，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是_。（2）中所發(fā)生反應的化學方程式是_。（3）中所發(fā)生的反應的離子方程式是_。（4）若溶液D的體積仍視為0.15 L，則該溶液中c（Mg2）為_，c（Fe2）為_。參考答案1.B2. 【解析】金屬鈉與TiCl4溶液中的水反應，不能置換出金屬鈦，A不正確；電解NaCl溶液不能得到金屬鈉，C不正確；黃銅礦經(jīng)冶煉得到粗銅，粗銅再經(jīng)電解精煉制得純度為99.9%的銅，D不正確?！敬鸢浮緽3. 解析：因AlCl3為共價化合物，熔融時不導電，故冶煉鋁應用電解熔融Al2O3和冰晶石共熔體的方法，B項錯；冶煉Hg的

14、方法應選用熱分解法，C項錯；冶煉鎂常用電解熔融MgCl2的方法，A項正確，D項錯誤。答案： A4.（1）加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃Fe（2）Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，MgO2HCl=MgCl2H2O（3）Fe2H=Fe2H2，F(xiàn)e2Fe3=3Fe2（4）0.67 mol·L12.3 mol·L1【真題再現(xiàn)】1.2012北京理綜卷·8 下列實驗中，所選裝置不合理的是()圖0A分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，選B用CCl4提取碘水中的碘，選C用FeCl2溶液吸收Cl2，選D粗鹽提純，選和A解析 本題考查物質(zhì)的分離、提純等基本操作，

15、意在考查考生的實驗能力。Na2CO3溶液和CH3COOCH2CH3二者互不相溶，分離Na2CO3溶液和CH3COOCH2CH3需選用裝置來分液，A項錯誤；因I2在CCl4中溶解度大且CCl4與H2O互不相溶，因此提取碘水中的碘可選用CCl4做萃取劑，利用裝置萃取、分液，B項正確；用溶液吸收氣體時，氣體進、出洗氣瓶的導管的順序應是 “長進短出”，故可知用FeCl2溶液吸收Cl2時選用裝置能充分吸收Cl2，C項正確；粗鹽提純的步驟為過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶，需選用裝置和，D項正確。2. 2012北京理綜卷·10 下列應用不涉及氧化還原反應的是()ANa2O2用作呼吸面具的供氧劑B工業(yè)上電解熔融狀

16、態(tài)的Al2O3制備AlC工業(yè)上利用合成氨實現(xiàn)人工固氮D實驗室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3D解析 本題考查氧化還原反應的特征和實質(zhì)常見元素及其化合物的用途和制備，考查考生對氧化還原反應的正確辨認能力。Na2O2中氧元素的化合價既升高又降低，因此2Na2O22CO2=2Na2CO3O2是氧化還原反應，故 A錯；Al2O3中氧元素的化合價升高，鋁元素的化合價降低，因此2Al2O3(熔融)4Al3O2是氧化還原反應，故B錯；氫元素的化合價升高，氮元素的化合價降低，因此N23H22NH3是氧化還原反應，故C錯；2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3中沒有元素的化合價發(fā)生升降變化，因此不是氧化還原反應，而是非氧化還原反應或復分解反應，故D正確。3.2012北京理綜卷