2020年高中化学第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源精练含解析人教版必修2
2020年高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1 开发利用金属资源和海水资源教案 新人教版必修2
第四章第一节开发利用金属资源和海水资源第一课时金属矿物的开发利用教学目标：1、了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）。
2、掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法3、掌握铝热反应的原理4、树立资源保护意识及合理开发意识。
教学重点：了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）。
教学难点：学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。
教学方法：利用图片、录像、多媒体课件，讨论、归纳。
教学过程：[引课] 视频引入[板书]一、金属矿物的开发利用（问题引入，图片结合）了解除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属都以化合物形式存在于自然界。
（由复习工业炼铁原理，从氧化还原的角度，学生总结金属冶炼的实质）[板书] 1 金属冶炼的实质方法：由图片与信息结合，学生总结金属冶炼的步骤，由金属冶炼历史与小故事结合分析金属活动性与冶炼的难易过度：学生阅读课本，完成问题，总结冶炼的方法2 金属冶炼的化学方法（1）．热分解法[讲述]有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。
在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解。
[板书]（2）．电解法[讲述]在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。
[板书]（3）．热还原法[讲述]多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于热还原法。
常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。
[实验4-1]铝热反应（演示）：[讲述]操作要点：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。
把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上（如上图），下面放置盛沙的蒸发皿。
把5 g炒干的氧化铁粉未和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。
高中化学第四章化学与自然资源的开发与利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第2课时海水资源的开发利用课
①分解贝壳制取氢氧化钙： CaCO3=高==温==CaO＋C，O2↑
②沉淀镁离子：
CaO＋H2O===；Ca(OH)2
Mg2＋＋2OH－===Mg(O；H)2↓ ③制备氯化镁：
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋；2H2O ④制取金属镁：
MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋。Cl2↑
特别提示
海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程，其方法较多，
如电渗析法、离子交换法等。下列方法中也可以用来进行海水淡化的是
A.过滤法 C.分液法
B.蒸馏法√
D.萃取法
解析 通过过滤不能把海水中的氯化钠等物质除去，不能使海水淡化；利 用分液法不能把海水中的氯化钠等物质除去，不能使海水淡化；通过萃取 也不能使海水淡化。
2HBr＋Cl2===2HCl＋。Br2
归纳总结
空气吹出法进行海水提取溴时，常用纯碱溶液代替二氧化硫溶液来吸收单 质溴： 3Br2＋3Na2CO3===NaBrO3＋5NaBr＋3CO2↑； 然后用硫酸酸化，即可得到产品溴： NaBrO3＋5NaBr＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O。
√B.四氯化碳、苯
C.汽油、醋酸 D.汽油、甘油 (3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、 集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品， 尚缺少的玻璃仪器是__漏__斗__、___分__液__漏__斗_。
答案
5.从海水中提取镁 (1)工艺流程：
(2)相关反应方程式
锥。 形瓶
归纳总结
(1)蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但耗能大、成本较高， 是目前海水淡化的主要方法。 (2)海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重 要方向。如：将发电厂等企业的工业余热用于海水淡化是一种经济合理 的途径。
人教版高中化学必修2第四章 化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源教案(3)
[知识与技能]
1.帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
2、了解金属矿物开发利用的化学方法
3.揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。
[过程与方法]
1.通过人类认识和使用金属制品的历史进程，以金属活动顺序表为主线，结合演示实验的方法，使学生理解、掌握金属冶炼的各种常用方法。
学生思考,引出金属矿物
[展示] 图片常见到金属矿物的图片
复习游离态化合态。
通过展示使学生看到金属在自然的矿物中的大多是化合态.思考怎样将金属从其化合物中还原出来才能得到金属单质，用于生产和制造各种金属材料。
[板书] 一、金属的冶炼（Mn++ne-→M）
[推进]我们具体都有哪些方法可以实现这个过程的转化呢?我们可以从大家非常熟悉的“金属活动顺表”入手。
[讲述] 较活泼金属以铁为代表，学生回忆初中学过高炉炼铁的原理
学生书写方程式并投影
[衔接并演示铝热反应实验] 实际生产当中除了用CO还原Fe2O3之外，还有一种还原剂铝，也能实现将Fe2O3还原成Fe。
[讲述]由于该反应是铝作还原剂将铁置换出来，并放出大量的热，所以叫做“铝热反应”其重要应用是焊接铁轨
[板书]电解法制铝的方程式
书写电解法制铝的方程式
[回顾]通过回顾“金属活动顺序表”证实金属制备方法难易金属的活泼性决定的
整合知识并加以巩固。
培养学生梳理知识点，了解金属矿物开发利用的化学方法。
金属矿物资源有限，金属冶炼耗能高，污染大，也会给我们生产生活带来负面影响。
[展示] 图片可开采金属矿的年限,废气、废水、废渣的排放
培养学生养成分类讨论的习惯。
[讲述]首先,我们来看最不活泼的一组金属的代表黄金.
高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 第2课时教案1 新人
【学生阅读】海水的其他应用
【板书】5、海水的其他应用：提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能等。
【学生自学】科学视野-自然资源的开源与节流。
【小结]】我国海水综合利用技术日臻成熟，海水制盐是我国从海水中提取化学资源最早的产业，此外，气态膜法提溴、海水提钾、海水镁盐晶提取等都取得了阶段性进展，突破了关键技术，尤其是海水提取磷酸二氢钾、碳酸钾、硝酸钾三元复合肥以及人工合成钾高效吸附剂的研究工作进展顺利，为我国开辟新的优质无氯钾肥来源，打下了坚实的基础。
二、实验药品干海带、过氧化氢溶液（H2O2的质量分数为3%）、稀硫酸溶液（3mol/L）、、酒精、淀粉溶液（质量分数为1%）、CCl4
三、实验步骤
1、取10g食用干海带，用刷子把干海带表面附着物刷净，不要用水洗。将海带剪碎，用酒精润湿放入瓷坩埚中，把坩埚置于泥三角上。
2、用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全烧成炭黑色灰用：
【讲解】海水的综合利用，主要有：1.海水中水资源的利用海水的淡化（咸水淡水）
2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）
【讲解】海洋占地球表面的71%，总面积约3.6亿平方千米。海水资源的利用。主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
【板书】5、海水的淡化
【讲解】海水淡化：是指从海水中获取淡水的技术和过程。海水淡化方法在20世纪30年代主要是采用多效蒸发法；20世纪50年代至20世纪80年代中期主要是多级闪蒸法（MSF），至今利用该方法淡化水量仍占相当大的比重；20世纪50年代中期的电渗析法（ED）、20世纪70年代的反渗透法（RO）和低温多效蒸发法（LT-MED）逐步发展起来，特别是反渗透法(RO)海水淡化已成为目前发展速度最快的技术。
高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第1课时)金属矿物的
第四章 化学与自然资源的开发利用[课程标准]1．以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。
认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。
2．以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，体会化学对环境保护的意义。
3．能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
第一节 开发利用金属矿物和海水资源第1课时 金属矿物的开发利用[学习目标]1．了解金属在自然界中的存在形式。
2.掌握金属的冶炼方法。
3.掌握铝热反应原理及实验。
4.了解金属回收和资源保护的意义。
5.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
知识点一 金属的冶炼►自主探究自主学习 探究归纳阅读教材P 88～P 90，思考并填空一、金属在自然界中的存在形态二、金属的冶炼1．热分解法适用于不活泼金属的冶炼。
请写出下列反应的化学方程式。
(1)加热分解HgO ：2HgO=====△2Hg ＋O 2↑。
(2)加热分解Ag 2O ：2Ag 2O=====△4Ag ＋O 2↑。
2．电解法适用于非常活泼金属的冶炼。
请写出下列反应的化学方程式。
(1)冶炼金属钠，电解熔融NaCl ：2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。
(2)冶炼金属镁，电解熔融MgCl 2：MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑。
(3)冶炼金属铝，电解熔融Al 2O 3：2Al 2O 3(熔融)=====电解冰晶石4Al ＋3O 2↑。
3．热还原法适用于大多数中等活泼金属的冶炼，常用的还原剂有C 、H 2、CO 等。
请写出下列冶炼金属反应的化学方程式。
(1)高炉炼铁：3CO ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋3CO 2。
(2)铝热反应炼铁：2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3。
(3)用氢气还原氧化铜：H 2＋CuO=====△Cu ＋H 2O 。
4．其他方法(1)火法炼铜：Cu 2S ＋O 2=====高温2Cu ＋SO 2。
人教版高中化学必修2第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源教案
冶炼方法——讨论交流思考反思 。
突出体现在：
第一、联系日常生活实际，充分调动学生求知欲
展示金属矿物实物和学生熟悉的一元、五角、 一角等硬币，提出问题： 硬币成分是什么？怎
样从矿石中提取金属哪？从生活入手，引出本节课学习的任务。
第二、以问题驱动为主线，设问一环扣一环，培养学生思维能力
【问题 1】我们学过哪些金属的冶炼方法？请填写在学案上。
应需要用到金属铝， 铝又可以通过哪些方法得到呢？目的引出工业冶炼铝。
最后总结冶炼技
术与金属活动顺序的关系，得出规律。
第三、改进演示实验，有利于培养学生的观察能力
铝热剂引燃方法的改进： 将镁条点燃改为向 KClO3 和蔗糖的混合物中滴加浓硫酸的方法
引发反应。由于 Mg条燃烧发出耀眼的白光，对人的视觉有强烈的刺激，会使下面铝热反应
Al 2O 3
电解
2Al 2O3(熔融 )
4Al ＋3O 2↑
介绍冰晶石 (Na3AlF 6)的作用。 加入冰晶石 (Na3AlF 6)可使 Al 2O3熔融的温度降低至 1000℃左右
【分析】哪些金属应用电解法制取？请说明理由。 【小结】 请根据学案上填写的冶炼方法， 归纳金属冶炼的规律并分 析原因
有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源的作用， 学会辨证地看待人类和自然协调发展
中可能会遇到的问题。
据此确定本节课教学目标为：
知识与技能 : 1 、知道金属元素在自然界的存在形态。
2、了解金属冶炼的原理和方法。
3、了解铝热反应及其应用。
过程与方法 : 1 、通过实验培养学生运用观察、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，
目的是温故知新； 【问题 2】 根
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精品文档
高中化学必修2 第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
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金属矿物的开发利用
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
（2）热还原法
适用于金属活动性顺序表中的中 间的多数金属。它是金属冶炼的常用 方法。
常用的还原剂有： 活泼金属、CO、H2、C(焦炭)
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金属矿物的开发利用
湿法炼铜: Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
的，陨石中含铁量高达90%以上。 古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠
里变成了黑色的铁”。
新
疆
陨
铁
南
极
洲
济南陨铁
陨
铁
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金属矿物的开发利用
一、 金属的冶炼 1. 金属冶炼的实质
利用氧化还原反应，使金属化合
物中的金属阳离子得到电子变成金属原
子。即： Mn+ + ne-
M
想一想人:们要日使常金应属用的矿金物属转材化料，为多金为属合 单发金炼质 生或出,什来纯金，金么属属这反就，元应是这素?人就的们需化常要合说把金的价属金如从属何矿的变石冶中炼化提。,
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金属矿物的开发利用
快速阅读课本金88属页活内动容性，顺找序出金属冶炼 K有C多a 少Na种Mg方A法l Z，n F分e S别n是Pb什(H么) C？u 适Hg用Ag于P金t Au 属活动顺序表中的哪些金属?
金属活动性由强逐渐减弱
二、金属冶炼的方法的选择
(1)热分解法
(2)热还原法
铝热剂：铝与氧化铁的混合物
镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂
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金属矿物的开发利用
第四章 化学与自然资源的开发利用
第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源基础巩固1、下列金属中，既可用热分解法又可用电解法制备的是（）A．Fe B．Cu C．Al D．Ag2、在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是（）A．Na、Ba、Mg、Al B．Na、K、Zn、FeC．Zn、Fe、Cu、Ag D．Mg、Al、Zn、Fe3、用铅热法还原下列化合物，制取1ml金属，消耗铅最少的是（）A．MnO2B．W O2C．CO3O4D．Cr2O34、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）A．利用电池外壳的金属材料B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中石墨电极及金属铜5、热还原法冶炼金属的反应一定是（）A．氧化还原反应B．置换反应C．分解反应D．复分解反应6、下列说法正确的是（）A．有些活泼金属如铝可作还原法的还原剂B．用电解NaCl溶液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．回收废旧金属，可以重新制成金属或它们的化合物7、用3.2g氧化铁完全还原,事先应准备的CO在标准状况下的体积为( )A．1344mL B．672 mL C．大于1344 mL D．小于672 mL8、下列化工厂：①炼铁、炼铜；②生产硫酸；③石油化工；④加工煤炭。
如不加防护，可能导致大气污染的是（）A．②B．②③C．③④D．①②③④9．自然界中的多数金属以＿＿＿态存在，少数不活泼金属能以＿＿＿＿态存在．在金属活动性顺序中，钾、钠、铝等金属一般常用＿＿＿＿法提炼；位于氢以后的金属可用＿＿＿法提炼；位于氢中部的金属一般可用＿＿＿＿法提炼．金属冶炼的主要化学反应原理是＿＿＿对于废旧金属的最好处理方法是＿＿＿＿．10．世博园地区改造规划的实施将提升上海的环境质量。
位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。
高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 第1课时教案4 新人
第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时本章规划化学科学的发展，增进了人类对自然的认识，促进了社会的进步。
但某些化学现象可能影响人类的生活和社会的可持续发展，因而帮助学生正确认识化学与社会发展的关系是十分重要的。
本章主要包括与化学密切联系的材料、能源、健康、环境等，使学生知道自然资源并不是“取之不尽，用之不竭”的；认识人类要合理地开发和利用资源，树立保护环境、与自然和谐相处的意识，保证社会的可持续发展。
这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。
可持续发展的思想已被世界各国人民共识，是解决当前环境问题的一个指导思想。
可持续发展包括持续生态、经济、社会三个方面的内容，主张人与自然和谐相处；主张建立在保护地球系统基础上的持续经济增长，做到发展与资源环境的承载力相协调；主张公平分配，满足当代和后代的全体人民的需求，在教学中注意紧密结合教材内容对学生进行可持续发展观的教育。
如在煤和石油、天然气等内容中介绍我国资源的状况及资源的利用情况，教育学生节约资源，合理开发使用资源，为子孙后代留些宝贵的资源，并努力开发新能源，使能源可持续利用。
再如讲大气等污染对人类生存的危害及造成的持久危害。
再如讲重要化工原料硫酸、硝酸、氨气等工业制法中，注意介绍生产过程中为提高原料的利用率，降低能耗而采取的有利措施，同时介绍“三废”的处理，变废为宝，实现资源的综合利用。
使学生树立保护环境和合理使用资源的可持续发展的观点。
1．地位和功能众所周知，化学研究和应用的一个重要目标就是开发和利用自然界中一切可能的物质资源和能量资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础；同时，应该注意到这一过程必须同自然环境相协调，走可持续发展的道路，这也是贯穿本章始终的核心观念。
以金属矿物、海水和化石燃料等为例，了解利用化学变化实现物质间的转化，以及这些过程和产物在我们日常生活和社会发展中的重要作用。
2019-2020学年高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 第一课时 金
第一课时 金属矿物的开发利用[随堂演练]1．金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用，下列关于金属的说法不正确的是 A ．越活泼的金属越难冶炼B ．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C ．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D ．工业上金属Mg 、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的 解析 工业电解熔融Al 2O 3制Al 。
答案 D2．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是冶炼原理 方法 A2HgO=====加热2Hg ＋O 2↑热分解法B2Al 2O 3(熔融)4Al ＋3O 2↑电解法C Cu 2S ＋O 2=====高温2Cu ＋SO 2 热分解法 DFe 2O 3＋2Al=====高温2Fe ＋Al 2O 3热还原法解析 Pb 、Cu 等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg 、Ag 利用热分解法冶炼，故A 、B 、D 正确，C 错误。
答案 C3．下列金属冶炼的反应原理错误的是 A ．2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑ B ．Al 2O 3＋3H 2=====高温2Al ＋3H 2O C ．Fe 3O 4＋4CO=====高温3Fe ＋4CO 2 D ．2HgO=====△2Hg ＋O 2↑解析 活泼的金属用电解法(如K 、Al)；较活泼的金属用热还原法(如Zn 、Cu)，此法要求在较高温时还原剂的还原性大于被冶炼的金属；不活泼的金属用热分解法(Hg 、Ag)。
由于铝的还原性大于H 2，故B 项错误。
答案 B4．为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验。
(1)若取一定量上述样品，向其中加入足量的NaOH 溶液，测得生成气体(标准状况，下同)的体积为6.72 L 。
反应的化学方程式为__________________________； 样品中铝的质量是________ g 。
(2)若取等量的上述样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式为___________________________________________________________________； 氧化铁的质量是________ g 。
人教版高中化学必修2_第四章 化学与自然资源的开发利用_第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源（第2课时）教学设计教学背景：在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中丰富的资源，已是历史发展的必然趋势。
目前，人类开发利用的海洋资源，主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。
教学目标:知识与技能:1. 学生通过观看视频, 认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用；知道海水中有哪些资源。
2．学生通过实验探究，知道海带中存在碘元素（以I-形式存在）；学会从海带中提取碘元素的基本方法和技能；理解从海带中提取碘元素的基本原理。
3．学生通过阅读讨论，知道从海水中提取溴的基本流程和方法；掌握从海水中提取溴的基本原理（会写相关化学方程式）。
4.学生通过练习，知道海水的主要成分。
过程与方法:1．学生通过学习海水资源开发和利用，加深对理论联系实际的基本学习方法的理解。
2．学生通过学习从海带中提取碘元素的实验探究，学会通过实验获得知识的方法。
3．学生通过实验设计和实验讨论，学会提出问题、解决问题的基本方法和途经。
4. 学生通过学习从海水中提取溴的基本流程和方法，学会通过合作讨论获得知识的基本方法。
情感态度与价值观：1.学生通过观看钓鱼岛事件视频，激发民族危机感，从而萌发爱国主义热情。
2.学生通过认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用，激发学生探索海洋科学精神。
3.学生通过实验探究海带中存在碘元素，感受探究与合作的乐趣。
教学重点：1．认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用，激发学生探索海洋科学的激情。
2.实验探究海带中存在碘元素。
教学难点：实验探究海带中碘元素的存在教具准备：1.多媒体设备2.实验用品：仪器：捣药罐、烧杯、漏斗、滤纸、锥形瓶、试管（4只）、胶头滴管（4只）、药勺药品：蒸馏水、硝酸银、淀粉溶液、四氯化碳、稀硫酸、过氧化氢（5%）教学过程小结这节课我们学习了海水资源的开发和利用，通过学习，我们知道：海水是一个巨大的资源宝库，从海水中我们可以提取许多重要的化工产品，同学们要努力学习，掌握先进的科学技术，让海水更好地造福人类。
化学与自然资源的开发利用
△
2Ag2O
4Ag+O2↑
△ 2HgO 2Hg+O2↑
②热还原法——较活泼金属（铁、铜 等） Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2 高炉炼铁 常用的还原剂： C、CO、H2、Al等
③电解法——很活泼金属（镁、钠、铝 等）
2NaCl (熔融) 电解 2Na+Cl2↑
MgCl2(熔融) 电解 Mg+Cl2↑
nCH2＝CH2 催化剂 [ CH2—CH2 ]n
－CH2－CH2－:结构单元（或链节） n:聚合度，表示链节重复次数，
n越大，相对分子质量越大 CH2＝CH2：合成高分子的小分子叫单体。
b.缩合聚合反应（缩聚反应） 有小分子生成 H2O、HCl等
二、环境保护与绿色化学
一、煤、石油和天然气的综合利用 石油和石油化工
2Al2O3 (熔融)
电解 冰晶石
4Al+3O2↑
电解时必须熔化这些盐或氧化物， 只有这样才能导电。
不能用AlCl3代替Al2O3 冰晶石用来降低Al2O3熔点
④常见反应俗称 a.火法炼铜 Cu2S+O2 高温 2Cu+SO2 b.湿法炼铜 CuSO4+Fe=Cu+FeSO4 c.热还原法炼镁 MgO+C 高温 Mg↑+CO↑ 碳被氧化为一氧化碳 生成的镁为气体
②煤的气化（化学变化） 将煤转化为可燃性气体 主要为煤与水反应产生水煤气（CO和H2） ③煤的液化（化学变化）
直接液化：与氢气反应转变为液态燃料（汽油）
间接液化：先转变为H2、CO 通过催化剂再CH3OH
2、石油的综合利用
①石油的分馏（物理变化） 分馏：利用沸点不同进行分离
高中化学第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时金属矿物的开发利用课件
思路点拨：解答本题要注意以下两点： (1)明确冶炼金属的活动性； (2)根据金属的活动性顺序与冶炼方法之间的关系进 行选择。
1．在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的 金属组是( )
A．Na、K、Mg、Al B．Zn、Fe、Cu、Ag C．Na、K、Zn、Fe D．Mg、Al、Zn、Fe 解析：不能用化学还原剂制得的金属是一些非常活泼
解析：(1)金在自然界中以游离态存在，无需进行冶 炼。(2)金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生还原 反应。
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√
2．想一想，连一连。
金属
冶炼方法
(1)Na、Mg A．热分解法
(2)Fe
B．高温还原法
(3)Hg、Ag C．电解法
答案：(1)—C (2)—B (3)—A
问题 2：常用的热还原法有哪些？相比之下有哪些 优、缺点？
提示：(1)常用热还原法。
(2)各种热还原法的优、缺点。
[例 1] 下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的 是( )
解析：活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al 等用电解法 冶炼，中等活泼金属 Zn、Fe、Sn、Pb、Cu 等用热还原 法冶炼，不活泼金属 Hg、Ag 利用热分解法冶炼，故 A、 B、D 正确。C 错误，C 项为火法炼铜。
答案：C
解析：自然界中的金属绝大多数以化合态形式存在， 极少数金属如 Au、Pt 等以游离态存在，A 错误；金属活 动性不同，金属阳离子被还原的难易程度不同，冶炼方法 不同，B 正确；金属资源是有限的，既要提高金属矿物的 利用率，又要回收利用废旧金属，C、D 正确。
答案：A
要点一 金属的活动性与冶炼方法 问题 1：金属活动性顺序与金属冶炼方法有何关系？ 提示：
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第一节开发利用金属矿物和海水资源
[基础快练]
1．如图所示为人类使用不同金属的大致年代。
这个先后顺序与下列因素有关的是( )
①地壳中金属元素的含量②金属活动性顺序③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性
A．①③ B．②⑤
C．③⑤ D．②④
答案 D
解析人类使用金属的时间是由金属的活动性和金属冶炼的难易程度共同决定的，故选D。
2．下列关于金属的叙述正确的是( )
A．常温下所有的金属都是固体
B．金属具有导电性、导热性和延展性
C．所有金属都能与酸反应
D．金属元素在自然界中都是以化合态形式存在的
答案 B
解析常温下汞为液体，A错误；金属具有导电性、导热性和延展性，B正确；不是所有金属都能与酸反应，有些不活泼的金属不与酸反应，如金与盐酸、硫酸等不反应，C错误；性质活泼的金属元素在自然界中以化合态的形式存在，有些化学性质不活泼的金属元素在自然界中是以游离态形式存在的，如金、银等，D错误。
3．工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。
选用不同方法冶炼不同金属的主要依据是 ( )
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
答案 C
解析冶炼活泼金属采用电解法，如Na、Mg、Al等，所以冶炼不同金属的主要依据是金属阳离子得电子的能力。
4．下列说法中，正确的是 ( )
A．简单地说，金属的冶炼就是把金属单质从其矿物中分离出来
B．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化
C．金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原
D．金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原
解析 金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质，因此，金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原。
5．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是( )
A ．2HgO=====△
2Hg ＋O 2↑
B ．3MnO 2＋4Al=====高温
3Mn ＋2Al 2O 3
C ．2MgO=====电解
2Mg ＋O 2↑
D ．Fe 3O 4＋4CO=====高温
3Fe ＋4CO 2
答案 C
解析 金属的冶炼方法与金属的活泼性有关。
镁为活泼金属，MgO 熔点高，电解需要消耗大量的电能，MgCl 2比MgO 熔点低，工业上一般用电解MgCl 2的方法制取金属镁。
金属冶炼的注意事项
(1)根据金属离子得电子能力的强弱，采用不同的冶炼方法。
(2)因MgO 熔点很高，故冶炼金属镁采用电解熔融MgCl 2的方法，而不采用电解熔融MgO 的方法。
因AlCl 3属于共价化合物，熔融态不导电，故冶炼金属铝采用电解熔融Al 2O 3的方法，而不采用电解熔融AlCl 3的方法。
(3)用电解法冶炼活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。
因为在其水溶液中，阴极放电的是H ＋
，而不是金属阳离子，故得不到金属单质。
6．下列说法错误的是( )
A ．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B ．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步
C ．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液
D ．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等
答案 C
解析 活泼金属的冶炼是电解其熔融盐(如MgCl 2、NaCl 等)或熔融氧化物(如Al 2O 3等)制得的，电解其盐溶液得不到金属单质，C 错误。
7．我国古代的湿法冶金术世界闻名。
我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼出来的金属是( )
A ．Fe
B ．Cu
C ．Ag
D ．Hg
答案 B
解析 中国古代的湿法冶金是将铁片放入铜的盐溶液中发生置换反应，得到金属铜。
8．用铝热剂冶炼金属，是利用了铝的( )
①还原性 ②既能与酸反应又能与碱反应 ③导电性 ④被氧化的过程放出大量的热
A ．① B．①③④ C．①④ D．①②③④
9．用铝热法从下列金属氧化物中制取相应的金属各1 mol ，消耗铝的质量最多的是( )
A ．Fe 2O 3
B ．V 2O 5
C ．MnO 2
D ．Cr 2O 3
答案 B
解析 铝热反应中铝失电子，相应金属得电子，根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，制取相应金属各1 mol 时，得到电子越多消耗铝的量越多，故B 正确。
10．中国食盐产量居世界首位。
下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是( )
A ．蒸馏
B ．蒸发
C ．过滤
D ．搅拌
答案 B
解析 海水晒盐应用了蒸发的原理。
11．下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是( )
A ．氯、溴、碘
B ．钠、镁、铝
C ．烧碱、氢气
D ．食盐、淡水 答案 D
解析 海水经过蒸发即可得到食盐和淡水。
A 、B 选项中，海水中存在Cl －、Br －、I －、Na ＋、Mg 2＋、Al 3＋，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。
C 项中，需要电解饱和食盐
水获取。
12．从海水中提取镁，下列正确的途径是( )
A ．海水――→NaOH
Mg(OH)2――→电解Mg B ．海水――→HCl
MgCl 2――→电解Mg C ．海水――→石灰乳
Mg(OH)2――→盐酸MgCl 2――→电解Mg D ．海水――→Cl 2
MgCl 2――→电解Mg
答案 C
解析 用石灰乳先将海水中的Mg 2＋沉淀，然后再用盐酸溶解Mg(OH)2得到MgCl 2，最终电解熔融的MgCl 2制得Mg 。
海水中提取镁
1．工艺流程。