第四章化学与自然资源的开发利用学案.doc
《第四章化学与自然资源的开发利用学案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第四章化学与自然资源的开发利用学案.doc(13页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流第四章 化学与自然资源的开发利用学案【精品文档】第 13 页第四章 化学与自然资源的开发利用学案第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第1课时)【重点】1、金属的冶炼方法。2、铝热反应原理及实验。一、金属矿物的开发利用1、金属在自然界中的存在形式(1) 态:金、铂等极少数的不活泼金属以 存在(单质的形式)。(2) 态:绝大多数金属在自然界中是以 (化合物的形式)存在,如铝以铝土矿形式存在,铁以铁矿石形式存在。注:金属化合物中,金属元素都显 化合价。2、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 出来的生产过程。金属的 不同,可以采用不同的冶炼
2、方法。总的说来,金属的性质越 ,越容易将其从化合物中 出来。(1)金属冶炼的一般方法: 热分解法 对于 金属(活动顺序中,Hg及Hg以后)可以直接用 的方法将金属从其化合物中还原出来,例如:HgO Ag2O 热还原法:在金属活动性顺序表中处于 位置的金属(Zn-Cu), 通常是在高温下用还原剂( 、 、 、 等)将金属从其化合物中还原出来,例如:Fe2O3+3 CO WO3 + 3H2 ZnO + C Cr2O3+2Al (铝热反应) 【演示实验4-1】铝热反应 I.操作:课本P89.实验现象: .化学反应方程式:Fe2O3+2Al (铝热反应).铝热剂及应用: (1)铝热剂:铝粉与某些金属(
3、比铝不活泼的金属)氧化物的混合物。 在高温下发生反应,放出大量的热,其混合物称为铝热剂;反应称为铝热反应。(2)铝热反应的特点:在高温下引燃后剧烈反应,放出大量的热,产生高温,使被还原出来的金属熔化,与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝高熔点的性质。(3)铝热反应的应用:焊接钢轨;冶炼高熔点金属:V、Cr、Mn等。电解法:活泼金属(活动顺序中:K- Al)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) MgCl2(熔融) 2Al2O3 (熔融) 其他方法:火法炼铜Cu2S+O2 2Cu + SO2 湿法炼铜Fe CuSO4 = FeSO4 Cu 【总结
4、】金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择电解法 热还原法 热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag(2)金属提炼一般步骤: ; ; 。3、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,节约矿产资源、保护矿产资源。【课堂练习】( )1、冶炼金属一般有下列四种方法:焦炭法,水煤气(或H2或CO)法,活泼金属置换法,电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有()火烧孔雀石法炼铜,()湿法炼铜,现代有()铝热法炼铬,()从光卤石(KClMgCl26H2O)中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是 A()用 B()用 C()
5、用 D()用2、工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3)生产铝的过程,可用简单示意图表示如下(图中字母代表有关物质的分子式)请写出反应的方程式。【新知巩固】( )1.关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中,正确的是A、金属元素仅存在于矿物中 B、金属元素存在于矿物和动物体內,但植物体內不含C、少数金属元素以游离态存在,大多数金属元素以化合态存在 D、金属元素不仅存在矿物中,动物和植物体內也存在少量金属元素 ( )2.下列化学方程式,能用于工业上冶炼金属镁的是 A、2Na+MgCl2=2NaCl+Mg B、MgCl2(熔化)MgO+Cl2C、2MgO2Mg+O2 D、MgO+CMgO+C( )3下
6、列金属铁、镁、锰、矾、铬。可用铝热法制备的有 A. B. C. D. ( )4在冶金工业上,通常均不能用化学还原剂制得的金属组是 ANa、Ba、Mg、A1 BZn、Fe、Cu、AgCNa、K、Zn、Fe DMg、Al、Zn、Fe( )5铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等),这是因为铝具有一下性质中的 A.两性 B.导电性好 C熔点低 D还原性及冶炼反应中放出大量的热 ( )6下列化工生产原理错误的是 可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠 可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 用电冶铝时,原料是氯化铝炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故无需加热 A. B. C. D. ( )7二战期间,丹
7、麦科学家玻尔被迫离开被德军占领的祖国时,为了表明一定要返回祖国的决心,就把自己获得的金质诺贝尔奖章放在盛有王水的玻璃瓶中留了下来;反应的化学方程式为:AuHNO33HClAuCl3NO2H2O;战后,玻尔从溶液中提取金,又重新铸成了奖章。下列方法中,你认为不能从溶有黄金的王水中提取出金的是( )A.用铁置换 B.电解其水溶液 C.先蒸发水分后灼烧固体 D.过滤 ( )8H2作还原剂和金属作还原剂相比,所得金属的纯度的说法正确的是A用H2的高 B用金属的高 C 二者相同 D 无法比较 ( )9从金属利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是200来年的事。下列跟这个先后顺序有关的
8、是 地壳中的金属元素的含量,金属活动性顺序,金属的导电性,金属冶炼的难易程度,金属的延展性 A B C D ( )10单质A能从盐溶液中置换出单质B,则下列说法中,不正确的是 A.当A、B都是金属时,A一定比B活动性强 B.当A、B都是非金属时,A一定比B活动性强 C.当A是金属时,B可能是金属,也可能是非金属 D.当A是非金属时,B可能是金属,也可能是非金属11汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO
9、2的转化。 (1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式: 。 (2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是 (3)控制城市空气污染源的方法可以有 (多选算错) A.开发氢能源 B.使用电动车 C.植树造林 D.戴上呼吸面具12古代的“药金”外观与金子相似,常误认为是金子(现在屡屡发生的“假元宝”骗人事件)。冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜矿(Cu2O)和木炭混合加热至800得金光闪闪的“药金”。试回答下列问题:“药金”的主要成分是_。有关的化学反应方程式是:_ 。利用你所学的化学知识,设计鉴别真假元宝的方法:_。13实验室的废酸液不能直接倒入下水道,是因为_,工厂师傅在切割
10、钢板时,常用硫酸铜溶液画线,是因为(用化学方程式表示) 。14粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验:取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成; 另取20 gA全部溶于0.15 L 6.0 mol L-1盐酸中,得溶液C; 将中得到的单质B和溶液C反应, 放出112 L(标况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B; 用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。请填空:(1)中引发铝热反应的实验操作是 ,产物中的单质B是 。(2)中所发生的各反应的化学方程式是 。(3)中所发生的各反应的离子方程式是 。(4)若溶液D的体积仍视为015 L,则该溶液中c (Mg2+)
11、为 ,c(Fe2+)为 。第一课时参考答案:1、(1)游离态 游离态 (2)化合态 化合态 正2、还原 活动性 稳定 还原 (1) 不活泼 加热分解 2HgO2Hg+O2 2Ag2O4Ag+O2中间 C、CO、H2、活泼金属 Fe2O3+3 CO 2Fe + CO2 WO3 + 3H2 W +3H2OZnO + C Zn + CO Cr2O3+2Al 2Cr+ Al2O3 .现象:(1)镁条剧烈燃烧,并发出耀眼的白光。(2)引起混合物剧烈燃烧,发光发热。(3)纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后,除去外层熔渣(Al2O3),可以发现落下的是铁珠。. Fe2O3+2Al 2Fe
12、+ Al2O3 2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 MgCl2(熔融) Mg + Cl2 2Al2O3 (熔融)4Al + 3O2 (2)矿石的富集、除杂; 冶炼; 精炼。3、利用率 使用量 回收和再利用厂 其他材料【课堂练习】1、解析:火烧孔雀石炼铜,就是用焦炭(木炭)还原产生铜;湿法炼铜是用铁置换硫酸铜溶液中的铜;铬是难熔而又不很活泼的金属,用铝热法冶炼;电解熔融的氯化镁可以获得镁。答案:B2、Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2 + H2O 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O =2Al(OH)3+ Na2CO3 Na2CO3 + Ca(OH)2 =CaCO3+ 2NaO
13、H 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 【新知巩固】1CD 2BD 3C。解析:可用铝热法制备的金属必定不如铝活泼,故镁一定不可以,利用排除法可以选择C。4A。解析:不能用还原剂制得的金属是一些非常活泼,本身具有强还原性的金属。5D。解析:Al还原性较强,可以将金属活动性顺序中排在其后的金属从其氧化物中置换出来,同时放出大量的热。6D。解析:钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应,不能将镁置换出来。电解冶炼铝所用的原料为氧化铝。炼铁高炉中所发生的反应CO2+C2CO属于吸热反应。7 D 解析:题给反应是一很重要的信息,它告诉我们黄金溶于过量的王水中,得到了HNO3、HCl和AuCl3的混合溶
14、液。A.用铁置换是可以的:3Fe2AuCl33FeCl22Au。B.电解其水溶液也是可以的:阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:Au3+3e-Au。C.先蒸发水分再灼烧固体也是可以的。水分蒸发后得AuCl3固体(酸性条件下蒸发,可不考虑AuCl3的水解),由2AgCl2AgCl2,而Au不如银活泼推知,2AuCl32Au3Cl2。AuCl3(aq)蒸发水解加剧,可得Au(OH)3、Au2O3固体、灼烧Au(OH)3变为Au2O3,Au2O3变为Au和O2,前面我们可由AlCl3溶液蒸干而推知,后者我们可由HgO受热分解而推知。D.过滤无法将其分开。 8A 9D 10D 。解析:Fe+CuSO4Cu
15、+FeSO4,C12+2NaBr2NaCl+Br2,Mg+2NaHSO4MgSO4+Na2SO4+H2,故A、B、C均正确。11(1)2CO+2NO=2CO2+N2 (2)SO2能转化为SO3,产生硫酸酸雾 (3)AB解析:由CO与NO反应生成可参加大气生态循环的无毒气体,可知该反应是以NO为氧化剂,将CO氧化为CO2,而本身被还原为N2。仔细阅读试题,根据催化剂可促进SO2的氧化,可推知SO2转化为SO3产生H2SO4酸雾,增加空气酸度。12铜和锌,ZnCO3 =ZnO+CO2,2ZnO+C =2Zn+CO2,2Cu2O+C =4Cu+CO2,测其密度、实验看其是否与盐酸或硝酸反应。13会腐
16、蚀金属管道,Fe + CuSO4 = Cu + FeSO414答案:(1)在混合物中加少量KClO3,插入镁条并将其点燃 Fe (2)Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O 、 MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O(3)Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ (4)0.67 mol L-1 2.3 mol L-1 第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第2课时)一、海水水资源的利用 1、海水淡化海水的方法:主要有 、电渗析 法 、 法等。海水的蒸馏:主要仪器有 ,烧瓶中还要加入 ,目的是为了防止 。2、直接利用:海水进行 。二
17、、海水中的化学资源的开发利用: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。1、从海水中提取物质的方法I.海水制盐 .从海水中提取镁的主要工艺流程:镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。主要步骤如下:试剂试剂海水(主要含NaCl和MgSO4)溶液Mg(OH) 2沉淀MgMgCl2溶液无水MgCl2熔融电解(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂可以选用 ,要使MgSO4完全转化为沉淀,加入试剂的量应 ;验证MgSO4已完全转化为Mg(OH)2的方法是 。(2)加入试剂后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第四章 化学与自然资源的开发利用学案 第四 化学 自然资源 开发利用
限制150内