高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用学案，共6页。

[教学目标]
1. 了解金属在自然界中的存在形态，熟知金属冶炼的方法及其原理，掌握铝热反应的原理和实验。
2. 以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用，体会保护金属资源的重要性。
[重点难点] 熟知金属冶炼的方法及其原理，掌握铝热反应的原理和实验。
[感知基础]阅读课本
一、金属在自然界中的存在形态
金、铂等少数金属以的形式存在，绝大多数金属以的形式存在于自然界中。
二、金属的冶炼原理
金属的冶炼就是将金属矿物中的金属从其中出来用于生产和制造各种金属材料的过程。
三、金属的冶炼方法
1．热分解法：对于一些不活泼的金属，可以用直接加热分解的方法从其化合物中还原出来。 例如：
加热分解HgO冶炼Hg： （写化学方程式，下同）；
加热分解Ag2O冶炼Ag： 。
2．热还原法：大部分金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成的。
（1）常用的还原剂有、、等。例如：
Fe2O3 + CO — （写化学方程式，下同）；
CuO + H2 — 。
（2）铝热法：一些也可作还原剂，将相对不
活泼的金属从其化合物中置换出来。 例如：
铝热法炼铁：（写化学方程式）。
实验现象：
。
镁条的作用： ；
氯酸钾（若有）的作用； ；
铝热法的应用：。
3． 电解法：适用于非常的金属的冶炼。 例如：
电解熔融NaCl冶炼Na：（写化学方程式，下同）；
电解熔融MgCl2冶炼Mg： ；
电解熔融的氧化铝冶炼铝： 。
四、有效利用金属资源的途径
提高金属矿物的，减少金属的，加强金属资源的，使用代替金属材料等。
【课堂练习】
1. 化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用.下列认识正确的是( )
A. 人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其在自然界分布关系最为紧密
B. 工业上可用空气、Cu、稀硫酸在加热条件下来制备CuSO4，且硫酸利用率高，环境污染小
C. 工业上常用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、Al
D. 人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品
2. 有关金属的冶炼原理下列说法正确的是（ ）
A. 肯定发生的是置换反应
B. 肯定发生的是分解反应
C. 肯定发生的是氧化还原反应
D. 只能用金属作还原剂冶炼金属
3. 工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。由于金属的化学活动性不同，因此选用的冶炼方法也就不同。你认为这些方法的选择主要是依据（ ）
A. 金属在自然界中的存在形式
B. 金属元素在地壳中的含量
C. 金属阳离子得电子的能力
D. 金属熔点的高低
4. 均能使氧化铁还原成铁的一组物质是（ ）
A. CO、O2、H2
B. CO、H2、C
C. CO2、H2O、O2
D. CO2、C、O2
5. 下列各种冶炼方法中，可制得相应的金属的是（ ）
A. 加热氧化铝
B. 加热碳酸钙
C. 电解熔融氯化钠
D. 氯化钠与铝粉高温共热
6. 下列说法不正确的是（ ）
A. 有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂
B. 用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠
C. 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝
D. 回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
第一节 自然资源的开发利用 第2课时
[教学目标]
1.了解海水淡化常用的方法。
2.掌握从海水中提溴的工艺流程,能设计从海带中提取碘的工艺流程,并能正确写出有关反应的化学方程式。
3.通过从海水中提取物质的流程分析过程中,进一步复习氧化还原反应、离子反应、卤素单质间的置换等知识。
4.以海水资源的开发利用为例,了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法,体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。培养“科学探究与社会责任”的核心素养。
[重点难点] 海水化学资源的利用。
[感知基础]阅读课本
一、海水资源的开发利用
1.海水水资源的利用
(1)海水水资源的利用:主要包括 和直接利用海水进行循环冷却等。
(2)海水淡化:通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去,都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有 、 、 等。其中 的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。
2.海水化学资源的利用
(1)海水中的化学元素
海水中含量最多的是 两种元素,加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素,其总含量超过99%,其他元素为微量。
(2)海水中化学资源的利用
①海水制盐;②海带提碘;③海水提溴;④海水提镁。
(3)从海水中获取能源
①从海水中提取铀和重水,用于 开发。
②开发 、 等新型能源。
二、应用
1.海水制盐
海水晒盐、粗盐精制。
2.海带中含有碘元素的检验及碘的提取
(1)海带中含有碘元素的检验
①反应原理:2H++2I-+H2O2I2+2H2O。
②实验步骤及检验方法:
(2)海带中提碘
①工艺流程:海带→灼烧→浸泡→过滤→氧化→提纯→碘单质。
②主要反应原理:Cl2+2KI2KCl+I2。
3.海水提溴
海水提溴的常用方法是空气吹出法。
(1)主要流程
(2)主要反应
Cl2+2Br-Br2+2Cl-(氧化)
Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4(富集)
Cl2+2Br-Br2+2Cl-(提取)
4.海水提镁
(1)工艺流程
(2)主要的化学反应原理
CaCO3CaO+CO2↑ CaO+H2OCa(OH)2
Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
【课堂练习】
1.从海水中提取溴的流程如下图所示,下列有关说法错误的是( )
A.X为SO2气体,也可将SO2换成Na2SO3
B.设备Y为蒸馏塔
C.在提取溴的过程中一定有Br-被氧化
D.工业上,每获得1 ml Br2,需要消耗Cl2的体积最多为44.8 L(标准状况)
2.海水提镁的主要流程如下:
下列说法正确的是( )
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A.①②③④⑤ B.只有②③ C.只有④⑤ D.只有①④⑤
第一节 自然资源的开发利用
第3课时
[教学目标]
1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义
2.了解节约能源及防止污染的重要性，培养关注社会可持续发展的科学态度与社会责任。
[重点难点] 煤、石油、天然气的组成及综合利用
一、煤和天然气的综合利用
1．煤的组成
煤是由_______和少量_______组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
2．煤的综合利用
(1)煤的干馏
①定义：将煤_____________________使之分解的过程，也叫煤的焦化。
②主要产品：出炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)，煤焦油，焦炭。
(2)煤的气化
①定义：将煤转化为_____________________的过程。
②主要反应：C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2。
(3)
3．天然气的综合利用
(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏( × )
提示 必须隔绝空气加强热。
(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质( × )
(3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃( × )
(4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料( √ )
提示 煤与氢气可以生成液体燃料，该过程为煤的直接液化。
(5)煤的气化和液化都是物理变化( × )
二、石油的综合利用 化石能源与合成高分子材料
1．石油的组成
由多种____________________________组成的混合物。
2．石油的综合利用
(1)石油的分馏：利用石油中各组分_______的不同进行分离的过程，分馏后可获得_______、_______、柴油等含碳原子少的轻质油。
(2)石油的裂化
①目的：提高______________的产量和质量。
②原理(以C16H34为例)：C16H34eq \(――――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热、加压))C8H18＋C8H16。
(3)石油的裂解
①目的：生成_______等气态化工原料。
②原理：C8H18eq \(――――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热、加压))C4H10＋C4H8。
C4H10eq \(―――――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热、加压))C2H6＋C2H4。
C4H10eq \(―――――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热、加压))CH4＋C3H6。
(4)石油的催化重整
①目的：使链状烃转化为_______。
②产品：苯或甲苯等化工原料。
3．化石能源与合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料包括：塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如：
①乙烯制聚乙烯：nCH2==CH2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CH2—CH2
②丙烯制聚丙烯：nCH2==CH—CH3eq \(――→,\s\up7(催化剂))
【课堂练习】
下列关于煤和石油的说法不正确的是( )
①石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物
②煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
③煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量
⑤煤的干馏属于化学变化
⑥煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
⑦通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品
A．①③ B．②④⑥
C．①②⑤ D．③④⑦