2022年《導學案開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》(含詳解)

1、精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -第六章化學與自然資源的開發(fā)利用開發(fā)利用金屬礦物和海水資源考綱要求 1. 明白金屬礦物和海水的綜合利用；2.明白化學科學進展對自然資源利用的作用；學問點一金屬礦物的開發(fā)和利用1 金屬在自然界中存在的形狀除了 、 等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以 的形式存在于自然界中；在這些金屬化合物中，金屬元素都顯 化合價；2 金屬冶煉的實質使金屬化合物中的金屬離子 電子被 為金屬單質的過程：M n ne =M ；3 金屬冶煉的一般步驟4 金屬冶煉方法1熱分解法精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁，共 17

2、頁 - - - - - - - - - -例如： 2HgO=2Hg O2， 2Ag 2O=4Ag O2；用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點是金屬元素的金屬性 ，金屬元素的原子 失去電子，其金屬離子 得到電子，該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)固性 ；2熱仍原法冶煉金屬焦炭仍原法；例如：C 仍原 ZnO、CuO，其化學方程式依次為 ；一氧化碳仍原法；例如：CO 仍原 Fe2O3、CuO，其化學方程式依次為 ；氫氣仍原法；例如：H2 仍原 WO 3、 Fe3O4，其化學方程式依次為 ；活潑金屬仍原法；例如：Al 仍原 Cr 2O3、V 2O5，其化學方程式依次為 ；做鋁熱反應試驗時，鋁熱劑是指 ；鎂條和 KCl

3、O 3的作用是 ；反應時的現(xiàn)象是 ；常用鋁熱反應冶煉 的金屬；可用熱仍原法冶煉的金屬，其金屬性 ，金屬在常見金屬活動性次序表中居于 區(qū)域；3電解法冶煉金屬例如： Al 2O3、MgCl 2、NaCl 的電解反應，其化學方程式依次為 ； ； ；問題思考精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -1能否用電解AlCl 3 和 MgO 的方法冶煉Al 、 Mg.2 鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對鋁的使用比鐵、銅晚的多？學問點二海水資源的開發(fā)利用海水資源的利用主要包括海水水資源的利用和海水化學資源的利用；1 海水水資源的利用海水淡化的方法主要有 、 、 等；淡

4、化方法原理蒸餾法將海水加熱至105蒸發(fā)汽化，然后蒸汽冷凝而得到蒸餾水利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的挑選透過性，在外加直流電場作電滲析法離子交換法用下，使水中的一部分別子轉移到另一部分水中而達到除鹽目的用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂除去海水中的陰、陽離子得到去離子水的方法問題思考精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 3 頁，共 17 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -3為什么開發(fā)利用海水資源前景寬闊？2 海水化學資源的開發(fā)利用1氯堿工業(yè)電解海水 NaCl 、 、 ；電解飽和 NaC

5、l 溶液的方程式為 ；2海水提鎂海水 CaOMgOH鹽酸 濃縮結晶 電解過濾3海水提溴2 溶液 MgCl 2·6H 2O Mg 、Cl 2海水 酸化 Cl2 空氣、水蒸氣SO2 Cl2 液；吹出吸取問題思考精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁，共 17 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -4寫出海水中提取鎂的離子方程式；一、金屬冶煉方法與金屬活動性的關系1金屬活動性次序與金屬冶煉方法的關系見下表 金屬的活動性次序金屬原子失電KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgA g

6、PtAu子才能強弱金屬離子得電子才能弱強物理熱分主要冶煉方法電解法熱仍原法解法方法精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁，共 17 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -2.工業(yè)上常用的仍原劑有焦炭、 CO 、H 2 和活潑金屬 一般為 Al ，其中純度要求不高的金屬一般用較廉價的焦炭或 CO 仍原，純度要求高的一般用 H2 仍原，而對于一些難熔的稀有金屬一般需要用鋁仍原，該反應叫做鋁熱反應；鋁熱反應的特點：高溫條件；猛烈燃燒， 放出大量的熱； 新生成的液態(tài)金屬單質易與 Al 2O3固態(tài)

7、 分別；典例導悟1 2021 ·鄭州質檢 氧化仍原反應廣泛應用于金屬的冶煉，以下說法不正確選項A 電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應中，鈉離子被仍原，氯離子被氧化 B濕法煉銅與火法煉銅的反應中，銅元素都發(fā)生仍原反應C用磁鐵礦煉鐵的反應中，1molFe 3O4 被 CO 仍原成 Fe，轉移 9moleD鋁熱法仍原鐵的反應中，放出的熱量能使鐵熔化聽課記錄：二、海洋資源的開發(fā)利用1 海 水 淡 化1海水淡化途徑：通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分別出去；2海水淡化的方法及其特點海水淡化的方法主要有蒸餾法如下列圖 、電滲析法、離子交換法等；其中蒸餾法的歷史最久，技術和工藝也比較完善，但成本較高

8、；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 14 頁，共 17 頁 - - - - - - - - - -3 原理：水的沸點低，蒸餾時水汽化，而其他物質沸點高，不能汽化，水蒸氣冷卻得到淡水；4留意事項燒瓶內加少量碎瓷片以防暴沸；冷凝水流向是低進高出；典例導悟2 假如實行海水淡化來供應居民飲用水，下列方法中在原理上完全不行行的是A 加明礬使海水中的鹽沉淀出來而淡化B利用太陽能使海水升溫，通過蒸餾而使其淡化C將海水緩慢降溫凝固以獵取淡水D將海水通過離子交換樹脂以除去各種離子聽課記錄：2 海水中鎂的提取1流程2有關反應的化學方程式MgCl 2 CaOH 2=MgOH 2 CaCl

9、 2MgOH 22HCl=MgCl 2 2H 2OHClMgCl 2·6H 2O=MgCl 2 6H2O電解MgCl 2熔融 =Mg Cl 2 典例導悟3 海水是鎂的主要來源之一，從海水中提取金屬鎂的主要生產步驟有：濃縮結晶加熟石灰加鹽酸過濾熔融電解1正確的生產次序是 ；2以上提取鎂的全過程中，沒有涉及的化學反應類型是A 分解反應B 化合反應C置換反應D復分解反應 填序號 ；3以下關于提取鎂的說法中，不正確選項 A 此法的優(yōu)點之一是原料來自大海B進行步驟的目的是富集MgCl 2 C常用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D電解冶煉鎂要消耗大量電能3 海水中溴的提取 填序號 ；除去懸浮濃縮氧化劑

10、提取氧化1工藝流程：海水雜質 Br 2l2原理用 將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化； 向 酸 化 的 海 水 中 通 入 適 量 的 氯 氣 ， 使 溴 離 子 轉 化 為 溴 單 質 ， 離 子 方 程 式 是 ；向含溴單質的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質吹入盛有二氧化硫溶液的吸取塔內以達到富集的目的：Br 2 SO2 2H 2O= ；向吸取塔內溶液中通入適量的氯氣：2HBr Cl 2= ；用四氯化碳或苯 萃取吸取塔內溶液中的溴單質；如要得到純潔的液溴，采納的分別方法是 ；4 海帶中碘的提取1流程2主要化學原理：Cl 2 2KI=2KCl I 2；典例導悟4 2021 ·山東

11、榮成模擬 海帶中含有豐富的碘；為了從海帶中提取碘，某爭論性學習小組設計并進行了以下試驗：請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?步驟灼燒海帶時，除需要三腳架外，仍需要用到的試驗儀器是以下儀器中選出所需的儀器，用標號字母填寫在空白處；A 燒杯 B坩堝 C表面皿D泥三角E酒精燈F干燥器 從2 步驟的試驗操作名稱是 ；步驟的目的是從含碘苯溶液中分別出單質碘和回收苯，該步驟的試驗操作名稱是 ；3步驟反應的離子方程式是 ；4步驟中，某同學挑選用苯來提取碘的理由是 ；5請設計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否仍含有單質碘的簡潔方法： ；1 2021 ·廣東， 2廣東正在建設海洋強省；以下說法不正確選項 A 從海帶中提取碘

12、單質的過程涉及氧化仍原反應B往淡水中加入NaCl 等配成人造海水，可用于海產品的長途運輸C赤潮主要是由工農業(yè)生產和生活廢水引起沿海水域的富養(yǎng)分化而造成的D海洋經濟專屬區(qū)的資源開發(fā)可獲得Fe、Co、K 、Au 、Mg 、B 等金屬22021 ·天津理綜， 9海水是龐大的資源寶庫，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國前列；從海水中提取食鹽和溴的過程如下：1請列舉海水淡化的兩種方法： 、 ；2將 NaCl 溶液進行電解，在電解槽中可直接得到的產品有H2、 、 或 H 2、 ；3步驟中已獲得Br 2，步驟中又將Br 2 仍原為 Br，其目的為 ；4 步驟用SO2 水溶液吸取Br2 ，吸取

13、率可達95% ，有關反應的離子方程式為 ，由此反應可知，除環(huán)境愛護外，在工業(yè)生產中應解決的主要問題是 ；5某化學爭論性學習小組為明白從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關資料：Br 2 的沸點為 59，微溶于水，有毒性和強腐蝕性；他們參觀生產過程后，繪制了如下裝置簡圖：請你參加分析爭論：圖中儀器B 的名稱： ；整套試驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其緣由是 ；試驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中如何掌握關鍵條件： ； C 中液體產物顏色為 ；為除去該產物中仍殘留的少量Cl 2，可向其中加入 NaBr 溶液，充分反應后，再進行的分別操作是 ；題組一金屬的冶煉1在理論上我們可以用電解

14、熔融KCl 的方法來制備金屬鉀，而實際上我們不用此法制備鉀，而用熔融狀態(tài)下的KCl 與 Na 反應并準時抽走鉀蒸氣的方法制備鉀，可能的緣由是雙選A 鉀難溶于熔融的鉀鹽中B鉀蒸氣易逸出但不會污染環(huán)境 C鉀被氧化后的產物與K 作用具有爆炸性D抽走鉀的蒸氣有利于鈉與熔融的KCl 反應2以下化工生產原理錯誤選項 A 可以電解熔融的氯化鈉來制取金屬鈉B不能將鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂C用電解法冶煉鋁時，原料是氯化鋁D煉鐵時高爐中所發(fā)生的反應都是放熱的，故無需加熱； 3冶煉金屬一般有以下四種方法：焦炭法；水煤氣氫氣或一氧化碳法；活潑金屬置換法；電解法；四種方法在工業(yè)上均有應用；古代有 火燒孔雀石煉銅；

15、濕法煉銅；現(xiàn)代有 鋁熱法煉鉻； 從光鹵石中煉鎂；對它們的冶煉方法的分析不正確選項A 用 B 用 C 用 D 用 題組二海水資源的開發(fā)利用4從海藻灰中提取碘的方法是：往海藻灰浸取液中通入Cl 2 后用升華的方法將置換出的碘提純；但浸取液中通入Cl 2 時會生成少量性質類似于Cl 2 的 ICl 和 IBr ，為了排除這兩種雜質，使其中的碘完全游離出來，可加入適量的A CaOB KIC H 2OD 酒精Cl 22，以下說52021 ·長春質檢 從海水中可以提取溴，主要反應為2Br=Br 2Cl法正確選項 A 溴離子具有氧化性B氯氣是仍原劑 C該反應屬于復分解反應D氯氣的氧化性比溴單質強6

16、以下關于海水淡化的表達中不正確選項A 蒸餾法淡化海水圖甲 原理簡潔，但消耗大量能源，產生大量鍋垢，很難大量生產淡水精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -B利用太陽能蒸發(fā)海水圖乙 是一種環(huán)境友好、節(jié)約能源的好方法，也是一種古老的方法C利用海水淡化產生的高濃度的鹵水來提取有用物質，是海水利用的基本思路D研制高性能的滲透膜來提高海水淡化效率，最終實現(xiàn)海水自動轉化為淡水題組三化工工藝流程7假如你是一位企業(yè)家，在眾多開發(fā)海水資源的項目中，挑選了海水提鎂，在前期考察過程中你將遇到很多問題，請依據(jù)背景材料的提示，按要求完成相關問題： 1；背景材料 1：下表所示為海水中各元

17、素含量情形mg·L元素 1濃度 /mg·L元素濃度 /mg ·L鈉10770氯19350鎂1290硫885鉀380溴67鈣400碘0.061背景材料 2：部分化學試劑的市場價格試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價格 元/噸5238.002300.001200.00700.00請完成以下問題：1在海水提鎂的過程中要實現(xiàn)對鎂離子的富集、分別，有以下三個方案： 方案一：直接往海水中加入沉淀劑；方案二：加熱蒸發(fā)海水再加入沉淀劑； 方案三：在曬鹽后的鹵水中加入沉淀劑；你認為方案 最合理；不選方案 的理由是 ；不選方案 的理由是 ；2 應當挑選 試劑作為鎂離子的沉淀劑；不考慮

18、其他費用，沉淀相同量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價格比為 ；3為了節(jié)約成本，擬考慮以海邊上的貝殼為原料，試簡述其理由 ；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 15 頁，共 17 頁 - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結 - - - - - - - - - - - -答案【課前預備區(qū)】知 識 點 一 1金鉑化合物正2得仍原4 1 弱不易簡潔較差2 C 2ZnO=2Zn CO2， C 2CuO=2Cu CO 2 3COFe2O3=2Fe 3CO2， CO CuO=Cu CO2 3H2 WO 3=W 3H2O,4H 2 Fe3O4=3Fe4H 2

19、O高溫高溫 2Al Cr2O3=Al 2O3 2Cr,10Al 3V 2O5=6V 5Al 2O3鋁粉和金屬氧化物如 Fe2O3 等組成的混合物作引燃劑，為反應物供應熱量猛烈燃燒，放出大量熱高熔點中等中間電解電解電解32Al 2O3 熔融 =冰=晶=石=4Al 3O2 MgCl 2熔融 =Mg Cl 2 2NaCl 熔融 =2NaCl2 學問點二1蒸餾法電滲析法離子交換法電解2 1Cl 2H 2NaOH2NaCl 2H 2O=2NaOH Cl 2 H2(2) MgCl 2MgCl 2(3) Br 2HBrBr 2問題摸索1不能；由于AlCl 3 是共價化合物，熔融時無法電離出自由移動的離子，不

20、導電；而MgO 雖是離子化合物，但其熔點太高，熔融會消耗大量電能，成本較高；2鋁的金屬活動性比鐵、銅強，難于冶煉，古代人們的技術條件達不到，不能冶煉鋁， 故鋁的發(fā)覺和大量使用比鐵、銅晚的多；3海水資源龐大，各種元素的含量多，水仍可以循環(huán)使用；2 2OH4 Mg=MgOH 2 MgOH2 2H22H=Mg2O精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 17 頁，共 17 頁 - - - - - - - - - - MgClHCl2·6H 2O=MgCl 2 6H 2O電解 MgCl 2熔融 =Mg Cl 2【課堂活動區(qū)】二、 3.2蒸餾法 Cl 22Br=2ClBr

21、2 2HBr H2 SO4 2HCl Br 2 蒸餾典例導悟電解1C 由 2NaCl 熔融 =2Na Cl 2可知鈉離子得電子被仍原，Cl失電子被氧化，A項正確；無論是濕法煉銅仍是火法熱仍原法 煉銅，都是正二價的銅離子得到電子生成銅原子被仍原， B 項正確； 1molFe3O4 被仍原為Fe 時，應轉移8mole， C 項錯誤；鋁熱反應放出大量的熱，使鐵成為液態(tài)從而與Al 2O3 分別， D 項正確；應選C；2 A 海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法；選項A ，加明礬，明礬的主要成分是KAlSO 42·12H 2O，不能使海水中的鹽沉淀出來，所以不能使海水淡化；3 1 2C3C高溫解析 2從海水中提取鎂的全過程中，涉及的反應有： 把貝殼制成石灰乳：CaCO3=CaO CO2，分解反應；CaOH 2O=CaOH 2，化合反應；沉淀Mg 2： Mg 2 2OH=MgOH 2，復分解反應；沉淀物與鹽酸反應：MgOH 22HCl=MgCl2 2H2O，復分解反應；電解電解： MgCl 2熔融 =Mg Cl 2，分解反應；未涉及置換反應；3由于 MgO 的熔點高，工業(yè)生產中不使用電解熔融MgO 的