人教版高中化学教案：必修二第四单元+化学与自然资源的开发利用

长丰县实验高中2016 ~2017学年第一学期高二年级化学学科
集体备课教案
备课教师：武士乐同组备课人：汤本武
一.金属矿物的开发和利用
过程
1 .金属元素在自然界存在的形态：
（1）游离态：极少数的不活泼金属（金、钳等）以游离态存在（单质的形式）
（2）化合态：绝大多数金属在自然界中是以化合态（化合物白^形式）存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。

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还原出来的生产过程。

（1）金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。

①热分解法：对于不活泼金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）可以直接用加热分解的方法将金属从其
化合物中还原出来，例如：
△人
2HgO^=2Hg+OT △
2A&O 4Ag+Q T
②热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属
（Zn——Cu）, 通常是在高温下用还原剂（C、CO H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：
高温
FezQ+3CO --------- 2Fe + CO 2T
高温
WO + 3H2 -------------------- W +3H 2O
高温
ZnO + C Zn + CO T
一一高温—一，…，一
FeQ+2Al 2Fe + Al 2c3（铝热反应）
高温，一,，一、
Cr 2G3+2AI 2Cr+ Al 2G3（铝热反应）
③电解法：非常活泼的金属（活动顺序中：K----- Al）用一般的还原剂
很难将它们还原出来，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：
，、一电解.
2NaCl（熔融）2Na + Cl 2 T
一电解
MgC2（熔融）Mg + Cl 2 T
电解
4Al + 3O 2T
2Al 2O （熔融）
冰晶石
有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜高温
Cu2s + O2 2Cu + SO 2
3 .铝热反应
（1）操作：
①把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起（内层滤纸底部剪一小孔，用水
湿润）架在铁架台上，下面放置一盛沙子的蒸发皿。

②将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条。

③用燃着的小木条点燃镁条，观察现象。

（2）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（Al 203）,可以发现落下的是铁珠。

一、高温，一,，一、
（3）反应：Fe2Q+2Al 2Fe+Al 203（铝热反应）
（4）铝热剂及应用：
①铝热剂：铝粉与某些金属（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；
4 .常见金属的冶炼原理
金属冶炼原理
高温
Fe z O3+3CO^^2Fe + CO 2 T
Fe
高温，一,，一、
FezQ+2Al^^2Fe + Al 2。

（铝热反应）
灼烧溶解过滤残渣稀H2SO4、H2O2 萃取
-- ►-------- ► --------------- A ——►
海带海带灰含I -的溶液含I 2的溶液含I 2的有机溶液
3.海水中提取澳的实验
(1)用蒸储法将海水浓缩。

用硫酸将浓缩的海水酸化。

(2)向酸化的海水中通入适量的氯气，使滨离子转化为澳单质。

(3)向含澳单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将澳单质吹入盛有二氧化
硫溶液的吸收塔内。

转化为氢澳酸
(4)向吸收埼甲溶液内通入适量的氯气。

最后经蒸储可得液澳(用CC14萃
通入Cl 2
取)
通入空气，SO2吸收通入C12
------------------- ►------------ ►浓缩海水澳单质(粗) 氢澳酸单质澳
写出其中的化学方程式或离子方程式： ,
4.海水提镁水、重结晶.
海水莫
粗盐精盐
量发盐酸、浓缩, 脱N 电咋母液一Mg(OH> MgCl 2?H2O MgCl 2 Mg
一.煤、石油、天然气的综合利用：从煤、石油、天然气获得基本化工原料。

1 .煤的综合利用：
(1)煤的成分：煤是又有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。

其组成以碳元素为主，
还含有H。

N、S等元素。

(2)煤的综合利用途径：通过煤的干储、煤的气化和液化获得洁净的燃料和
石灰乳CaO贝壳
多种化工原料。

，
①煤的干储：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做没得干储，也叫煤的焦化。

r气体：焦炉气：H2、CH、QT、CO （燃料、化工原料）
J 「粗氨水：氨、钱盐（化肥）
液体1粗苯：苯、甲苯、二甲苯（炸药、染料、合成材料）
、
煤干储的主要产品P酚类、奈（染料、
农药、合成材料）
煤焦油
沥青（筑路材料、制碳素电极）
固体：焦炭（冶金、合成氨造
气、电石、燃料）
②煤的气化：将煤转化为可燃性气体过程。

（主要反应是碳和水蒸气反
应生成水煤气等）
昌温
主要反应：C（s） + H2O（g）CO（g）+ H2（g）
k ___ _____ /
> -----
水煤气
L直接液化：煤+ H 2 勒体燃料
♦
③煤的液化L 催化剂
间接液化：煤H> 2 + CO 甲醇（CHOH
2 .天然气的综合利用
（1）气体燃料的优点：气体燃料与空气混合充分，容易完全燃烧，与固体
燃料相比有较高的利用率。

气体燃料便于管道运输，
使用方便（易点燃，易熄灭），且清洁卫生。

（2）天然气是一种高效、清洁的燃料：随着我国“西气东输”管线的全面贯通，越来越多的地区将使用天然气。

2007年7月4日前，北京将完
成全部煤气置换天然气，成为全国第一个全部使用清洁能源的大型城市。

广州市也将在2010年全部完成天然气的置换。

一个“天更蓝、水更清、树更绿、花更
艳”，生活更美好的天然气时代即将到来。

（3）天然气是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或多个碳原子的其他有机化合物。

3.石油的综合利用：石油炼制后的产品绝大多数用作燃料使用，不到10%勺石
油转化为化工原料。

1 .石油的成分：石油是由多种碳氢化合物（烷烧、环烷烧及少量的芳香烧）组成的混
合物。

（没有固定的沸点）
原油：未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体，不能直接使
用。

n.石油的炼制
（1）石油的分储（物理加工过程）：
A.石油分储的原理：利用各种烧的沸点不同，将石油不断的加热----
汽化—冷凝---液化，把石油分离成不同沸点
范围的蒸储产物（叫做储分，仍然是混合物）的过程叫做
石油的分解。

B.实验室蒸储石油的装置（如下图）：
八①仪器名称：①温度计；
A
④接收器
图中：⑤是冷水进口;
⑥是热水出口。

装置②中要加碎瓷片,以防止暴沸。

C石油气液化石油气。

C.石油分储主要产品I
汽油、煤油、柴油、重油等。

第2页（共13页）
（2）石油的裂化（化学加工过程）：在一定条件下，将相对分子质量较上、
沸点较高的
煌断裂为相对分子质量较小的烧的过程。

主要目的：提高轻质油（汽油、煤油、柴油）的产量，同时得到石油
裂化气。

原料：石油分储产品（重油）
反应：以十六烷的催化裂化反应为例：
催化剂 .
C i6H34 加热、加压GH8 + C 8H6
十六烷辛烷辛烯
一催化剂一
加热、加压
(2n —1) H2O
聚酯纤维（涤纶）
三、塑料制品的回收和利用
①由乙烯制聚乙烯：n CH 2错误！未找到引用源。

_CH2
_ 乙烯
聚乙烯 单体： CH 2错误！未找到引用源。

CH 2
链节：
-CH2-CH2- 高聚物：
n 聚合度：n
第5页（共13页）
②由丙烯制聚丙烯：n CH 2错误！未找到弓用曲一£HUGH
— n
③由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃） ： CH 3
CH 3 I
I n CH 2错误！未找到引用源:一"CHFtOOCH 1 —
COOCH 3
、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂
（2）缩聚反应：制涤纶、尼龙（锦纶） n HO -C- O
11
G- OH + n HO
（对苯二甲酸） -CH2-CH2-OH (乙二醇)
③电解法：非常活泼的金属（活动顺序中：K
Al）用一般的还原剂很难将它们还原出来，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：
，、一电解.
2NaCl（熔融）2Na + Cl 2T
一电解
MgC2（熔融）=Mg + Cl 2T
电解
2A1203 （熔融）4Al + 3O 2T
冰晶石
有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜
高温
Cu2S + O2 --------------- 2Cu + SO 2
二海水资源的开发利用
1 .海水淡化——从海水中提取淡水
海水淡化的方法主要有蒸播法、电渗析法、离子交换法等。

原理：
加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得
到淡水。

NaOH溶液、BaC12溶液、Na2CO3溶液盐酸
--------------------------------------- ►——►...... 过量.. .... ..
海水浓缩过滤烝发结晶
2 .验证海带中有碘离子
第二节资源综合利用环境保护
一煤、石油和天然气的综合利用
1 .煤的综合利用
2 .天然气的综合利用
3 .石油的综合利用：
二环境保护与绿色化学。