开发利用金属矿物和海水资源

高一年级化学学科 “问题导学案”
【课题】：开发利用金属矿物和海水资源 【课型】： 问题生成解决课
编写人： 审核人: 高一化学教师
【学习导航】：
学习目标：
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，了解冶炼金属的一般原理、实验室中海带提碘、工业海水提溴的化学反应原理。
重点、难点：
了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用；学生在掌握金属冶炼一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。
第一课时 金属矿物的开发利用
【实验体验】：
铝热反应实验现象及化学方程式：
现　象 燃烧，火珠 ，沙里有火红熔融物
铝与氧化铁反应的化学方程式
【资料卡片】：
（1）该反应叫铝热反应。
（2）Al不仅能与Fe2O3发生铝热反应，与其它较不活泼金属氧化物也能发生铝热反应。
（3）铝热反应的最大特点是放出大量的热，在生产上利用这一特点，可用于焊接钢轨。
（4）冶金工业上也常用这一原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。如：
Al＋ MnO2==
【明确】： 本节设置此实验的目的是利用该反应来炼铁。
【阅读教材88页 自主探究】：
1．金属自然界中存在的形态：除了　　　等极少数金属以外，绝大多数金属以　　　的形式存在于自然界．在这些金属化合物中，金属元素都显　　　　化合价．
2．金属冶炼的涵义：将其中的金属从其　　　　　中　　　　出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。也就是在一定条件下，使金属离子　　　　　 电子被还原成　　　　　　，聚集成为金属单质．金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法，大部分金属的冶炼都是在高温下发生的　　　　
3．常见金属的冶炼方法 （下面的空用化学方程式填写）
（1）热分解法：（适用于冶炼金属活动性较差的金属），如： __________________________ ____ ___________________
（２）电解法：（适合于冶炼活动性很强的金属）
如： ；
；
；
（３）热还原法：用还原剂（C、CO、H2、Al等）还原金属氧化物，适用于大多数金属的冶炼。
如： ；
；
；
【阅读教材89页】：
【合作探究】：
金属冶炼还有哪些常见方法？
你能总结出金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系吗？
合理开发和利用矿物资源应注意什么？完成教材90页思考与交流。
【自我测试】
1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于 ( )
A．金属导电性强弱 B．金属在地壳中含量多少
C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱
2．下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是 ( )
A．用电解熔融氯化钠的方法得到活泼金属钠
B．在加热的情况下用氢气还原Al203得到金属铝
C．用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬
D．热分解法直接加热HgO得到金属Hg
3．(多选)所谓合金，就是不同金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物。下表中的金属，难与其他金属形成二元合金的元素是 ( )
A．Zn B．Fe C．W D．Ag
4．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
5．工业上冶炼金属钙可使用的方法是 ( )
A．热分解法 B．热还原法 C．铝热剂法 D．电解法
第二课时 海水资源的开发利用
【阅读教材90页自主探究】：
１．海水资源的广阔性：海洋占地球表面积的　　　，具有十分巨大的开发潜力．仅以海水资源为例，海水　　　　　和海水　　　　具有非常广阔的前景．海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占地球总淡淡量的97%。海水中除了水以外，还含有多种常量元素和微量元素。
２．海水资源的多样性：海水中含有丰富的水资源；另外，海水中溶解和悬浮有大量的____________和　　　　　　，Ｈ　Ｏ　Ｃｌ　Ｎａ　Ｋ Mg　Ｃａ　Ｓ　Ｃ　Ｆ　Ｂ　Ｂｒ　Ｓｒ等　　种元素超过总量的　　　　；其他为微量元素，总计　　　 多种．虽然海水中的元素种类　　　　　，总储量　　　　，但富集程度却　　　　．
３．海水资源的利用
（１）海水水资源的利用
海水水资源的利用主要包括 和 等。
海水淡化的途经：从海水中提取　　　　　　或从海水中把　　　　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　　　　的历史悠久，技术和工艺也比较完善，但　　　　　　 　。因此，海水淡化与　　 　　　　结合、与　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　------------结合，成为海水综合利用的重要方向。
（２）海水化学资源的利用
【科学探究】
1、海带中碘元素的检验
实验现象及原因
现象
原因
化学方程式：—————————————————————；
2、海水提溴
实验方案：⑴用硫酸将浓缩的海水酸化。
⑵向酸化的海水中通入适量的 ，使溴离子转化为溴单质。
⑶向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛 的吸收塔内。
⑷向吸收塔内中溶液内通入适量的氯气。
⑸用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的 单质。
化学方程式： 2NaBr＋Cl2＝ ；
Br2＋SO2＋2H2O＝ ；
2HBr＋Cl2＝ ；
【自我测试】
1．海洋是非常巨大的资源宝库，以下有关海洋资源开发和利用的说法，不正确有 ( )
A．海洋约占地球表面积71％，水储量达1．3×109亿吨，故人类不存在缺水问题
B．海水资源的利用包括水资源的利用和化学资源的利用，两者可以综合进行
C．海水中除H2O外，还含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、F等多种元素的化学资源
D．由于与岩石、大气和生物相互作用，海水中溶解和悬浮有大量无机物和有机物
2．如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是
A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化 ( )
B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化
C．将海水缓慢降温凝固以获得淡水
D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子
3．下列方法中，不能实现海水淡化的是（ ）
A．蒸馏法 B．电渗析法 C．过滤法 D．离子交换法
4．下列与海水有关的技术中，不属于海水化学资源利用的是（ ）
A．海水提铀 B．海水晒盐 C．海水提溴 D．海水发电
【试一试】：
为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如下实验：
(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是________(从下列仪器中选出所需仪器，用标号字母填写在横线上)。
A．烧杯 B．坩埚 C．表面皿 D．泥三角 E．酒精灯 F．干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是__________ ；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是_____________。
(3)步骤④反应的离子方程式是____________________________________________
(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是______________________________
(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法__________
___________________________________________________________________。