新人教版高一必修二化学 自然资源的开发利用

【迁移·应用】 从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是（ ） A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br-+Cl2====2Cl-+Br2 C．工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 【解析】选C。Na2SO3+Br2+H2O==Na2SO4+2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯元 素的非金属性比溴元素强，可以利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反 应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温 度和压强，无法计算消耗氯气的体积，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用 有机溶剂（如苯）萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得到纯 净的溴，D正确。
3．从海水中获取能量 （1）从海水中提取铀和重水，用于_核__能__开发。 （2）开发_潮__汐__能__、_波__浪__能__等新型能源。
【巧判断】
（1）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等. ×
（2） 海水中含有钾元素，仅通过物理变化就可以得到金属钾.
×
（3） 海水各种化学资源的开发过程中必须都要发生化学反应 ×
【解析】选C。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。在金属的 冶炼过程中，被冶炼的金属只能得到电子被还原。
知识点二 海水提溴的工艺 【重点释疑】 1．工艺流程
2．主要过程
【思考·讨论】 （1）已知2Br-+Cl2====Br2+2Cl-，SO2+Br2+2H2O=== SO24 +2Br-+4H+，根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性 由强到弱的顺序是怎样的？ 提示：氧化剂氧化性大于氧化产物，则氧化性为Cl2>Br2>SO2。 （2）有人说步骤①通入氯气氧化后直接用有机溶剂萃取出溴 即可，你认为其建议是否合理？
在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热
（1）铝热反应的引燃剂为镁条，助燃剂为氯酸钾。 （2）铝热剂为混合物，是由铝粉和金属氧化物（Fe2O3、 Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等）粉末组成的。 （3）镁条要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉 末与铝粉要选择干燥的；铝粉要用没有被氧化的，否则反应难 以进行。
（3）Au、Pt一般用物理法提取。 （4）利用铝热反应不能冶炼还原性比Al强的金属,如Mg、Na等。
2．铝热反应实验
实验 Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将氧化物 原理 中的金属置换出来
实验 操作
实验 现象
实验 结论
（1）镁条剧烈燃烧（2）氧化铁粉末和铝粉发生剧 烈的反应（3）反应放出大量的热，并发出耀眼的白 光（4）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
A
2HgO 2Hg+O2↑
热分解法
B
2Al2O3（熔融）
4Al+3O2↑
电解法
C
Cu2S+O2 2Cu+SO2
热分解法
D
Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
热还原法
【解题指南】解答本类试题应注意根据金属活动性顺序选择 合适的冶炼方法。
【迁移·应用】
1【．解冶析炼】金选属B一。般选有择下金列属四的种方冶法炼：方①法焦要炭考法虑金②属水在煤自气然（或氢气， 或界一中氧存化在碳的）状法态及③金活属泼的金活属动置性换法。 ④电解法。四种方法在工
提示：不合理，直接萃取单质溴不仅需要大量的萃取剂，还会 造成一部分溴流失，使成本增加。
【案【例解示析范】】（1）海水中的溴离子容易被氯气氧化为溴的单质，氧化 【典性例氯】气海比水溴中强溴，元反素应以的B离r子-形方式程存式在为，2工Br业-+上Cl用2 =空==气=B吹r出2+2法C从l-；海（2） 水中溴提单取质溴有的氧工化艺性流，程二如氧图化所硫示具：有还原性，溴和二氧化硫在水溶液中 （易1）发步生骤氧①化反还应原的反离应子，方反程应式的是化_学_。方程式为 （S2O）2+步B骤r2+③2H反2应O=的==化H学2S方O4程+2式H是Br_；_。 （（3）3）从N理aO论H上溶考液虑和，溴下单列质物反质应也生能成充溴化钠、次溴酸钠和水，可以吸 分收吸，收故BrA2的正是确；___F_e_C__l2_溶（液填具字有母还）原。性，可以被溴单质氧化为氯化铁， A．可N以a吸OH收溴单B质．，F故eCBl2正确；Na2SO3 溶液具有还原性，可以被溴单 C．质N氧a化2S，O3能吸收D．溴H单2质O ，故C正确；H2O和溴单质反应微弱，不能 （4充）分步吸骤收⑤溴蒸单馏质过，程故中D，错温误度，应故控答制案在为8A0～BC9；0 ℃（。4）温在度溴过水高中或，过溴低的都不利 于生沸产点，是若58温.5 度℃过，高水，的大沸量点水是蒸10气0 ℃随，溴温排度出过，高溴，蒸大气量中水水蒸分气增随加之；排若温度过 低,出则，__溴__蒸__气_。中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低。
MgCl2（熔融）
电解
====
Mg+Cl2↑，符合④。
2四．【组层如成解。图把的析所内混】示层合铝，漏物粉用斗两叫和取张铝某出圆热些，形在剂金滤底，属纸部在氧分剪高化别一折温物个叠下（孔成发F，漏e用生2O斗水铝3状、润热套C湿反在r，2一应O再3起，、跟，可另V使2一用O四纸5来等周漏冶都）斗炼有套 在和插难等一一2 g熔。根起铝镁，的利粉条架用相混，在合对镁用铁均条较小圈匀不燃木上，活烧条，放泼放点下在燃面的热纸镁放金从漏条置斗属而。盛中（引沙，如发的上铝V蒸面、热发加C皿反少r。、应量把M氯，5酸n同g等钾炒时）并干促、在的使混氧焊K合化接C物铁钢lO中粉轨3间末分 （ 在 为该1_解答（） __反产案2_写）_应_出生：_中①_该O（反_②反_21，应_）③_应。_使_的④2_A镁_化l是+条学（F氧方快e3化2O程）速剂3式使燃__：熔烧___2融__。F__是e_物_+还_A易_原l_2于_O剂_，落3，下该Fe反2O防应3称止A溅l 落铝物热炸裂蒸 （2）发选皿出该引实燃验剂的实，验引现起象氯：酸__钾__分___解_（填助写燃在剂横，线为上）镁。条继续燃烧提 ①镁供条氧剧烈气燃，烧引；发②铝放热出反大量应的热（，4并）发用出磁耀铁眼吸的引光生芒，成火物星，四磁射铁；上③有纸漏 斗的黑下色部被物烧质穿被；吸④附有，红则热状证态明的生液成珠物落中入有蒸发金皿属内铁的。细沙上，液珠冷却后
【 【 （【解还案 典解法原例例）析冶法示】炼冶】范下，炼选表】中 ，C中。等 不金活活 活属泼的泼 泼金冶金 金属炼属 属K原ZH、n理g、、C与aFA方、eg、利法NS不a用n、完、热M全P分gb正、解、确A法C的lu等冶等是用炼用电，热 故选A、项B、D正确，C项冶，炼不原属理于分解反应，错误方。法
（4）蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂， 又要防止熔融的液体溅出伤人。
【思考·讨论】 （1）能否通过电解熔融的MgO制取金属镁？ 提示：不能。MgO的熔点比MgCl2的熔点高，需要消耗很大的 能量，成本太高。
（2）能否通过电解AlCl3制取金属铝？ 提示：不能。氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子形式存 在，没有自由移动的离子，不发生电离。
【补偿训练】 1．目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的三分之一，从 海水中提取溴的主要步骤可表示为（ ） A．氧化→吸收→吹出 B．氧化→吹出→吸收 C．吹出→氧化→吸收 D．吹出→吸收→氧化
【解析】选B。从海水中提取溴，先用氧化剂将溴离子 氧化为溴单质，再用热空气吹出后用碱液吸收。
Байду номын сангаас
2．（2019·黄冈高一检测）“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下： 下列说法中，不正确的是（ ） A．实验室保存溴通常加少量水 B．海水提溴与海水提镁发生的所有反应均为氧化还原反应 C．经过吸收塔后，溴元素得到了富集 D．蒸馏塔中还发生了化学变化
自然资源的开发利用
第1课时 金属矿物的开发利用 海水资源的开发利用
一、金属矿物的开发利用
1．金属冶炼原理与实质 （1）原理：将金属从其化合物中还原出来用于生产 和制造各种金属材料的过程。
（2）实质：用还原剂使化合态的金属得到电子变成 金属单质，即：Mn++ne-====M。
2．金属冶炼的常用方法
（4） 实验室从海带中提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解
→过滤→萃取
×
知识点一 金属的冶炼 【重点释疑】 1．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系：
金属单质还原性、失电子能力依次减弱，金属阳离子 氧化性、得电子能力依次增强。
【易错提醒】常见几种金属的冶炼误区 （1）工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化 合物，熔化后不导电。但冶炼Al时需加入冰晶石（Na3AlF6）， 以降低熔化温度。 （2）工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点 很高，耗能大。
（3）如图是我国古代和现代冶金的两张图片，那么人类使用 金属的年代先后顺序与金属的活动性有什么关系？
提示：金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态 和金属的活泼性。金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在 人类历史上出现的相对晚一些。金属越不活泼，冶炼的方法越 简单，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展 历程。
_蒸__馏__法__的历史最久，技术和工艺也比较 成熟，但成本较高。 2．海水制盐 （1）从海水中制得的氯化钠，可以食用，同时也是生产烧碱、 纯碱、钠、氯气、盐酸的工业原料。 （2）从海水中可以提取_镁__、__钾__、__溴__及其他化工产品。
（3）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。如图为海水综合利用的示意图。
【情境·思考】
当铁轨有缝隙时，维修工人常将铝粉
与氧化铁的混合物点燃，让熔融的铁
水流入铁轨的裂缝，冷却后就将铁轨
牢牢的黏结在一起。你知道其工作原
理吗？
提示：高温条件下,铝粉与Fe2O3发 生反应,化学反应方程式为
Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe。
3．金属矿物资源的开发和利用措施 （1）提高金属矿物的利用率； （2）开发环保高效的金属冶炼方法； （3）防止金属的腐蚀； （4）使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量； （5）加强废旧金属的回收和再利用。
答案：（1）2Br-+Cl2====Br2+2Cl（2）SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr （3）ABC （4）溴不能完全蒸出，产率低
【母题追问】
（1）在步骤①③④中溴元素均被氧化？ 提示：不是。步骤①和④2Br-+Cl2====Br2+2Cl-，溴被氧化。 步骤③SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr，溴元素被还原。 （2）如何分离溴的四氯化碳溶液？ 提示：蒸馏。溴易溶于四氯化碳，根据沸点不同用蒸馏的方 法分离。
变为黑色固体。
（3）写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔：________； 蒸发皿盛沙：________；镁条： ____________；氯酸钾：____________。 （4）如何用简单的方法证明生成物中有金属铁？
【补偿训练】 下列说法中，正确的是（ ） A．金属的冶炼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
二、海水资源的开发利用 1．海水资源的利用 （1）利用途径：海水的淡化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
_蒸__馏__法__、_电__渗__析__法__、_离__子__交__换__法__和_膜__分__离__法___等。其中
业（上Ⅰ均）有、应（用Ⅱ。）古、代（有Ⅲ（）Ⅰ、）（火Ⅳ烧孔）雀发石生炼的铜反；应（分Ⅱ别）是湿法炼铜；
现（代Ⅰ有）（：ⅢC）u2铝（热OH法）炼2铬CO；3（Ⅳ）2C从u光O卤+C石O中2↑炼+H镁2O，，对它们的冶
炼C+方2C法u的O分析不2C正u确+C的O是2↑，（符合）①；
AC（（（． ．ⅡⅢⅣ（ （）））ⅠⅢ：：：））F2先用用eA+①③从lC+u光CSrO卤2O43=石==高=中=温===提Fe取SADOlM．B24gO．+（C3C+l（Ⅳu22，，CⅡ）r）符再，用用合电符④②③解合；M③gC；l2：