8-1-1-金屬礦物和海水資源(原卷版)

第八章化學(xué)反應(yīng)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物和海水資源學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析1.了解金屬冶煉的方法；2.了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸餾方法；3、掌握海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用，即海水制鹽，海水提鎂、提溴、提碘?？茖W(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與人類的密切關(guān)系，激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)和道德素養(yǎng)的提高，樹立自我防護(hù)意識(shí)和增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、金屬礦物的開發(fā)利用除少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬以___________的形式存在于自然界。由金屬礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘伲话阋?jīng)過_________、__________、__________、_________等階段。1、金屬的冶煉的過程：主要是利用金屬礦物中的金屬離子__________電子變成金屬單質(zhì)所發(fā)生的__________反應(yīng)。2、金屬冶煉的方法有：________、_________、___________等。3、鋁熱反應(yīng)：寫出金屬鋁與氧化鐵的反應(yīng)方程式：________________________。二、海水資源的綜合利用1、海洋約占地球表面積的__________，海水約占地球上總水量的_________。2、海水資源的利用主要包括__________和__________。海水淡化的主要方法有：____________、___________________、_______________等，其中________________的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較成熟，但成本較高。3、海水是一個(gè)遠(yuǎn)未開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫。海水中含有________多種元素，海水中含量最多的_____、_____兩種元素，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11種元素的含量較高，其他為微量元素。常從海水中提取食鹽，并在傳統(tǒng)海水制鹽工業(yè)基礎(chǔ)上制取鎂、鉀、溴及其化合物。重難突破重點(diǎn)1金屬的冶煉金屬冶煉的一般步驟：（1）礦石的富集：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量。(2)冶煉：利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下，用還原劑把金屬從其礦石中還原出來，得到金屬單質(zhì)（粗）。(3)精煉：采用一定的方法，提煉純金屬。2、金屬冶煉的方法金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定，越容易將其從化合物中還原出來。金屬冶煉的方法主要有：（1）熱分解法：對(duì)一些不活潑的金屬，可以直接用加熱分解的方法使其從化合物中還原出來。如：2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑（2）熱還原法在金屬活動(dòng)性順序表中處于中間位置的金屬，通常采用高溫下用還原劑還原的方法將金屬從其化合物中還原出來，常用還原劑是H2、CO、C、Al等。如：CuO+H2Cu+H2O↑Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑WO3+3H2W+3H2OZnO+CZn+CO↑MgO+CMg(g)+CO(g)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（鋁熱反應(yīng)）（3）電解法：活潑金屬較難用還原劑還原，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬。如：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑（4）濕法冶金術(shù)：用活潑金屬把不活潑金屬從它的鹽溶液中置換出來。如：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。（5）有些金屬可以利用氧氣從其硫化物中冶煉出來。如：Cu2S+O22Cu+SO2【例1】下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．煉鐵時(shí)，還原劑CO將鐵從鐵礦中還原出來B．活潑金屬Na只能用電解法冶煉制出C．汞的冶煉只能用還原劑法D．鋁的冶煉只用電解法重點(diǎn)2、海水的資源的開發(fā)利用1、海水中的元素2、海水的利用3、海水淡化三種方法的原理：方法原理蒸餾法將海水加熱至沸騰汽化，然后將蒸氣冷凝而得到蒸餾水電滲析法在外加直流電場作用下，利用陰、陽離子交換膜對(duì)水中陰、陽離子的選擇透過性，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到除鹽的目的離子交換法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4、海水中提取溴（1）實(shí)驗(yàn)流程圖（2）實(shí)驗(yàn)原理2Br—+Cl2=2Cl—+Br2、SO2+Br2+2H2O=2HCl+H2SO4【例2】海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖：(1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________。(2)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________，從理論上考慮，下列也能吸收Br2的是________。A．NaOHB．FeCl2C．Na2SO3 D．H2O(3)步驟⑤蒸餾的過程中，溫度控制在80℃～90℃，溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請(qǐng)解釋原因______________________________________________。課堂演練1、下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯(cuò)誤的是()A．2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Mg＋H2OC．Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2D．2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑2.從海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常溶有少量氯氣，除去氯氣應(yīng)該采用的方法是()A．加入適量的Na2CO3溶液B．通入溴蒸氣C．加入適量的NaOH溶液D．加入適量的NaBr溶液3.若將海水淡化作飲用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是（）A．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B．利用太陽能使海水蒸餾而淡化C．將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D．將海水通過離子交換樹脂以除去所含離子4．海水是鎂的主要來源之一。從海水中提取鎂可按如下步驟進(jìn)行：①把貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗滌、過濾沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物；④電解得到產(chǎn)物。下列關(guān)于提取鎂的說法中，不正確的是()A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料取自大海B．進(jìn)行①②③步驟的目的是富集MgCl2C．可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D．電解法冶煉金屬要消耗大量的電能5．冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑；②用活潑金屬Na、Mg等還原；③利用鋁熱反應(yīng)還原；④電解法；⑤熱分解法。下列各金屬采用哪種方法還原最佳？（用序號(hào)填寫下列空白）：（1）Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬：________。（2）Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬___________。（3）Hg、Ag等不活潑金屬_________。（4）V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬__________。（5）K、Rb、Cs、Ti等金屬_________。課后學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)鞏固1.一位海上遇難的水手隨著木排在海上漂流，他用完了淡水，感到口渴異常，但他不喝海水，因?yàn)樗篮Ｋ畷?huì)致命，主要原因是（）A．海水有苦澀味，根本喝不下去B．海水中含有多種鹽，能使腸胃腐爛致人死亡C．海水中有許多微生物，有些微生物能致人死亡D．海水會(huì)造成人體水分從血液和組織中脫離出來，使人脫水死亡2.許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是()A．氯、溴、碘B．鈉、鎂、鋁C．燒堿、氫氣D．食鹽、淡水3.下列說法正確的是()A．海洋約占地球表面積的71%，所以地球上不缺水，人類可以隨意使用水資源，不必節(jié)約B．海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法C．海水淡化的各種方法中，蒸餾法的成本最低D．以上說法都正確4.金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是()A．合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同B．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融氯化物制得的C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D．越活潑的金屬越難冶煉5.下列化工生產(chǎn)原理錯(cuò)誤的是()①可以用電解熔融氯化鈉的方法來制取金屬鈉②可以用鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂③在電冶鋁時(shí)，原料是氯化鋁④煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無需加熱A．②③B．①③C．①②③D．②③④6.從金屬利用的歷史來看，先是青銅器時(shí)代，而后是鐵器時(shí)代，鋁的利用是近百年的事。這個(gè)先后順序跟下列有關(guān)的是：①地殼中的金屬元素的含量；②金屬活動(dòng)性順序；③金屬的導(dǎo)電性；④金屬冶煉的難易程度；⑤金屬的延展性；（）

A．①③B．②⑤

C．③⑤D．②④7.由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定的條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是（）A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①【答案】D【解析】要從海水中得到MgCl2，首先要加熟石灰得到Mg(OH)2沉淀；然后過濾；再將沉淀加鹽酸溶解，得到MgCl2溶液；最后對(duì)溶液濃縮結(jié)晶，再對(duì)晶體脫水干燥即可，故選D項(xiàng)。8.從海藻灰中提取碘的方法：往海藻灰浸取液中通入Cl2，后用升華的方法將置換的碘提純。但浸取液中通入Cl2時(shí)會(huì)生成少量性質(zhì)類似于Cl2的ICl和IBr，為了消除這兩種雜質(zhì)，使其中的碘完全游離出來，需加入適量的（）A．CaOB．KIC．H2OD．酒精9.從海水中可以提取金屬鎂，其流程如下：（1）實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽時(shí)，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下是用玻璃棒的目的。溶解時(shí)：________；過濾時(shí)：___________；蒸發(fā)時(shí)：_________________。（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟___________________________。（3）流程的最后由固體MgCl2冶煉金屬鎂應(yīng)采用___________法，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________。10.海水占地球總儲(chǔ)水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來，既可以解決淡水資源缺乏的問題，又可以充分利用海洋資源。(1)工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品，又稱為“氯堿工業(yè)”。也可以電解熔融氯化鈉制得鈉和氯氣，該反應(yīng)方程式為___________________。(2)近年來有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法，該方法的流程如下：試寫出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：②_________________________________，③_________________________________，④_________________________________。能力提升11．工業(yè)上利用下述反應(yīng)在真空中煉銣：2RbCl+MgMgCl2+2Rb.這一反應(yīng)能進(jìn)行的原因是（）A．在高溫下鎂的金屬活動(dòng)性比銣強(qiáng)B．銣的沸點(diǎn)比鎂低，以氣體形式被抽去C．銣的熔點(diǎn)比鎂低，以液體形式被抽去D．MgCl2的穩(wěn)定性比RbCl的強(qiáng)12.海帶含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）步驟①灼燒海帶時(shí)，除需要三角架外，還需要用到的儀器是.（從下列儀器中選擇所