人教高中化学 必修二 第四章 化学与自然资源的开发利用学案（无答案）（3课时）
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| 名称 | 人教高中化学 必修二 第四章 化学与自然资源的开发利用学案（无答案）（3课时） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 417.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-02-21 16:23:15 | ||
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文档简介
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)
【学习目标】
基础知识：
1、使学生了解金属冶炼的一般原理，使学生理解金属单质的活泼性与选择冶炼方法之间的联系。
2、知道铝热反应。
基本技能：
1．自主学习，自主归纳冶炼金属的方法，金属的回收和资源保护的有关知识。加强环境意识。
2．通过典型例题的分析、学习，掌握分析问题、解决问题的方法。
3．通过探究与活动，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽象思维的能力。
情感、态度与价值观：
1．通过复习，进一步培养学生爱国主义情感。通过介绍金属回收的重要意义，树立资源保护意识和环保理念。
2．树立正确的人生观、价值观：热爱科学、热爱社会、关注生活。通过搜集资料。培养学生搜集信息能力和自学能力。
【教学重点】 金属冶炼的基本方法
【教学难点】铝热反应及由此培养举一反三的能力，培养发散思维的能力。
【教学过程】
课前预习思考：
1、什么叫超分子？
2、什么叫自然资源？什么叫可持续发展？
3、金属在自然界中主要存在形式有哪些？
4、什么叫金属的冶炼？金属的冶炼主要有哪些方法？各适用于哪些范围？依据是什么？
5、常用的还原剂主要有哪些？
6、什么叫铝热反应？铝热反应实验的基本步骤有哪些？为了能成功做成铝热反应实验，要注意哪些问题？
7、铝热反应有哪些应用？
知识点归纳
※超分子：通常是指由 或 的分子依靠 结合在一起的具有 和 的聚集体。
【资料卡片】自然资源与可持续发展
1.自然资源：指在 的条件下能够产生 的，以提高人类 和 福利的自然环境因素和条件的总称。
2.可持续发展：包括 的可持续发展、 的可持续发展、 可持续发展、 可持续发展和 可持续发展。
一．金属矿物的开发利用
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 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
（1）热分解法：适用于冶炼金属活动性 的金属（金属活动顺序表中 及其以后的金属），如： __________________________ 、
_____ ___________________
（２）电解法：适合冶炼活动性 的金属（一般在金属活动性顺序表中排在 及其以前的金属）。如： ；
； ；
思考：工业制取金属钠、镁、铝都是用电解法，但前两者都是点解氯化物，而后者电解氧化物，为什么？
（３）热还原法：用还原剂（ 、 、 、Al、Na等）还原金属氧化物，适用于金属活动性顺序表中的 与 之间的大多数金属的冶炼。如： ； ； ； ； ；
【实验4—1】铝热反应
I.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， ）架在铁架台上，下面放置一盛 的蒸发皿。
(2)将 g干燥的 粉末和 g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，混合物上面加少量 固体，中间插一根用砂纸打磨过的 。
(3)用燃着的小木条点燃 ，观察现象。
Ⅱ.现象：
(1) 剧烈燃烧，并发出 。
(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 落入沙中。待 冷却后，除去外层熔渣（Al2O3)，可以发现落下的是铁珠。
Ⅲ.反应： Fe2O3+ Al （铝热反应）
Ⅳ.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 ；反应称为 。
(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：
①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。
②Al与Fe2O3能发生铝热反应，与其它较不活泼金属氧化物也能发生铝热反应。冶金工业上也常用这一原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼 、 、 等，如：
Cr2O3+ Al （铝热反应）
V2O5+ Al （铝热反应）
MnO2+ Al （铝热反应）
4．金属的回收和资源的合理开发和利用
地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，有效地使用金属产品、材料。主要途径有： ， ，
； 。
【自主探究】你能总结出金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系？
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【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．定向爆破建筑物时，应同时切断钢筋和炸碎水泥，除适宜的炸药外，还需用
A．氧炔焰 B．铝热剂 C．液氯 D．电弧 ( )
3．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
4．下列不符合工业冶炼金属实际情况的是 ( )
5．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是 ( )
A．Mn02 B．W03 C．Cr203 D．Co304
6．(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
7．铝的活泼性较强，直到18世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用Al制作的，现在还保存在英国博物馆中。电解熔融的氧化铝(冰晶石作助熔剂)时，当电路中通过10mol电子时，理论上析出铝的质量是 （ )
A．90 g B．180 g C．270 g D．540 g
8．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
9．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
疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
_____________________________________________________________________
第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第二课时)
【学习目标】
基础知识：
1、开发利用金属矿物和海水资源，常识性介绍金属的回收和利用，了解化学与资源综合利用。
2、掌握蒸馏实验的基本原理及应用
基本技能：
1．开发利用金属矿物和海水资源，了解化学与资源综合利用。了解从海带中提取碘的基本方法和技能。
2．通过典型例题的分析、学习，掌握分析问题、解决问题的方法。
3．通过探究与活动，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽象思维的能力。
情感、态度与价值观：
1．通过介绍海水的综合利用的重要意义，树立资源保护意识和环保理念。
2．树立正确的人生观、价值观：热爱科学、热爱社会、关注生活。通过搜集资料。培养学生搜集信息能力和自学能力。
【教学重点】蒸馏实验的基本原理，碘单质的检验方法
【教学难点】碘元素的检验原理
【教学过程】
课前预习思考：
1、海水水资源的开发利用主要包括哪些方面？
2、海水淡化的方法主要有哪些？
3、蒸馏的原理是什么？其主要仪器哪些？
4、蒸馏的主要步骤有哪些？沸石（或碎瓷片）的作用是什么？是先加热再通冷水，还是反过来？冷水从哪里进、哪里出？
5、工业主要如何得到氯气？请用化学方程式表示
6、实验室如何检验碘离子（I—）和碘单质（I2）？
7、如何从海带中提取碘单质？其主要步骤有哪些？
8、在实验4—2中，H2O2的作用是什么？请写出有关的离子方程式
9、请设计一个实验方案提取海水中的溴元素（由Br—变成Br2）
【基础知识】
二、海水资源的开发利用
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 吨，约占地球总淡淡量的 。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 Ｃａ Ｓ Ｃ Ｆ Ｂ Ｂｒ Ｓｒ等 种元素超过总量的 ；微量元素计 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
A.海水水资源的利用主要包括： 和 等。
B.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．
C.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，海水淡化同 结合、同 结合，成为海水综合利用的重要方向。
D.海水的蒸馏实验
①蒸馏的原理：利用互相溶解的物质之间的沸点不同，控制温度从而把物质分离的一种分离方法。
②蒸馏实验的主要仪器有：铁架台(带铁圈、铁夹)、_________、_________、__________、__________、_________、__________、__________
③主要步骤:
④注意事项：
（２）海水化学资源的利用
【实验4—2】从海带中提取碘
（1）反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂（H2O2)将其氧化成I2，再用有机溶剂将I2萃取出来。
用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+ H2O2 + 2H+ == I2 + 2H2O 。
（2）操作步骤：
①取约3g干海带，把表面的浮着物用刷子刷净（不要用水冲洗，以免 洗去表面的碘化物），用剪刀剪碎后，用酒精湿润，放入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完全变为灰烬（注意通风）停止加热，冷却。
②将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌、煮沸2～3min ,过滤。
③在滤液中滴入几滴稀硫酸（3mol/l）,再加入1mL H2O2（3%），现象：溶液 变棕黄色 。
再加入几滴淀粉溶液，现象是：溶液 变蓝色 。
（3）提取I2流程：
【科学探究】１、海水提溴
实验方案：⑴用 法将海水浓缩，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 溶液的吸收塔内。
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＝ ；
【科学探究】２、海带中碘元素的检验
实验现象及原因
现象
原因
Ⅱ.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①
试剂②
（1）为了使MgSO4转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用?NaOH ，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应?过量 ；验证MgSO4已完全转化为Mg（OH）2的方法是 取上层清液，加入NaOH溶液，不生成沉淀 。
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是?过滤 。
（3）试剂②可以选用??HCl? 。
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式： MgCl2（熔融） Mg + Cl2↑ Ⅲ. 从海水中提取溴的主要工艺流程[来源:学,科,网Z,X,X,K]
（1）用蒸馏法将海水浓缩。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，使溴离子转化为溴单质。反应的化学方程式为：
2NaBr + Cl2 == Br2 + 2NaCl ；
（3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，反应的化学方程式为：Br2 + SO2 + 2H2O == 2HBr + H2SO4
（4）向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气，反应的化学方程式为：2HBr+ Cl2 == 2HCl+ Br2
（5）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，得到产品溴。
【总结】海水资源的开发利用：
① 从海水中提取淡水——海水淡化
②海水制盐[来源:学。科。网]
海水资源的开发利用 ③从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品
④从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料【自主探究】常用物质分离的方法有哪些(多多益善)?
________________________________________________________________________
【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，不正确的有 ( )
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．从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。从化学知识的角度和经济效益的角度考虑，可在海水中加入的物质是 ( )
A．NaOH B．KOH C．CaO D．Na2O
4．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__________
___________________________________________________________________。
5．目前，从海水中提取的溴占世界溴年生产总量的1／3左右。海水中溴主要以NaBr的形式存在，工业上从海水中提取溴用下列方法：
(1)海水中加入氯水使NaBr氧化，反应的离子方程式为_______________________
(2)向溶液中鼓入空气，将Br2吹出，用纯碱吸收，反应的方程式为________________。
(3)将(2)所得溶液用稀H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3转化为单质溴，反应的离子方程式为______________________________________________
(4)这样制得的溴中含有少量的C12，除去Cl2的方法是_____________________
(5)若海水里溴含量为0．07％(质量分数)。则海水中溴化钠的质量分数为_______。
疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
第二节 资源综合利用 环境保护
【学习目标】⑴了解煤、石油的组成，掌握煤、石油的综合利用⑵掌握环境污染的几种类型及防治，了解其危害⑶了解绿色化学的含义
【基础知识】
一、煤的综合利用
1．煤的组成：_________________________________________________．主要含有 ___________元素，还含有少量的 等元素．
2．煤的综合利用主要是通过____________、___________和__________，获得洁净的燃料和多种化工原料．
(1)煤的干馏
①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，如右图：
②煤干馏的主要产物和用途（阅读课本）
(2)煤的气化
煤的气化是 。
煤气化的主要反应是__________________________________________ 。
(3)煤的液化
煤的液化是 。直接液化是______________________，间接液化是___________________________。
二、石油的综合利用
1．石油的成分：_____________________________________________________。
2．石油的分馏
(1)石油的分馏原理：_____________________________________________________ 。
实验如图所示，将100 mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石油暴沸．然后加热，分别收集60℃～150℃和150℃～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油．
(2)石油的分馏产物：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等．
3．石油的裂化和裂解
(1)裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量．
(2)裂化的原理：石油的裂化是_________________________ 。
(3)裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料．
三、天然气的综合利用
天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料．主要用于 和 ___________等
四、合成材料
1．三大合成材料________________ ________________ _________________
2．写出下列反应方程式:
乙烯合成聚乙烯________________________________________
丙烯合成聚丙烯________________________________________
聚苯乙烯的加聚________________________________________
聚氯乙烯的加聚________________________________________
五. 绿色化学
1．绿色化学核心是_______________________________________________________
2．原子经济是指_________________________________________________________,此时原子利用率为________,请求出书后“思考与交流”中两种生产工艺的原子利用率分别为_____________、 ______________
【自主探究】你能列举出多少种环境污染？
________________________________________________________________________
【自我测试】
1．有关化石燃料的说法正确的是 ( )
A．因为地球上的蕴藏量是无限的。所以化石燃料是可再生的
B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于是无限的
C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间也较长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的
D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过几亿万年才能形成的非再生资源
2．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气，这两类燃料的主要成分是 ( )
A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类
3．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是 ( )
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程．防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速率，增加化石燃料的供应量
4．绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率，从根本上解决环境污染问题。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是 ( )
疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
1
第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第一课时)
【学习目标】
基础知识：
1、使学生了解金属冶炼的一般原理，使学生理解金属单质的活泼性与选择冶炼方法之间的联系。
2、知道铝热反应。
基本技能：
1．自主学习，自主归纳冶炼金属的方法，金属的回收和资源保护的有关知识。加强环境意识。
2．通过典型例题的分析、学习，掌握分析问题、解决问题的方法。
3．通过探究与活动，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽象思维的能力。
情感、态度与价值观：
1．通过复习，进一步培养学生爱国主义情感。通过介绍金属回收的重要意义，树立资源保护意识和环保理念。
2．树立正确的人生观、价值观：热爱科学、热爱社会、关注生活。通过搜集资料。培养学生搜集信息能力和自学能力。
【教学重点】 金属冶炼的基本方法
【教学难点】铝热反应及由此培养举一反三的能力，培养发散思维的能力。
【教学过程】
课前预习思考：
1、什么叫超分子？
2、什么叫自然资源？什么叫可持续发展？
3、金属在自然界中主要存在形式有哪些？
4、什么叫金属的冶炼？金属的冶炼主要有哪些方法？各适用于哪些范围？依据是什么？
5、常用的还原剂主要有哪些？
6、什么叫铝热反应？铝热反应实验的基本步骤有哪些？为了能成功做成铝热反应实验，要注意哪些问题？
7、铝热反应有哪些应用？
知识点归纳
※超分子：通常是指由 或 的分子依靠 结合在一起的具有 和 的聚集体。
【资料卡片】自然资源与可持续发展
1.自然资源：指在 的条件下能够产生 的，以提高人类 和 福利的自然环境因素和条件的总称。
2.可持续发展：包括 的可持续发展、 的可持续发展、 可持续发展、 可持续发展和 可持续发展。
一．金属矿物的开发利用
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 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
（1）热分解法：适用于冶炼金属活动性 的金属（金属活动顺序表中 及其以后的金属），如： __________________________ 、
_____ ___________________
（２）电解法：适合冶炼活动性 的金属（一般在金属活动性顺序表中排在 及其以前的金属）。如： ；
； ；
思考：工业制取金属钠、镁、铝都是用电解法，但前两者都是点解氯化物，而后者电解氧化物，为什么？
（３）热还原法：用还原剂（ 、 、 、Al、Na等）还原金属氧化物，适用于金属活动性顺序表中的 与 之间的大多数金属的冶炼。如： ； ； ； ； ；
【实验4—1】铝热反应
I.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， ）架在铁架台上，下面放置一盛 的蒸发皿。
(2)将 g干燥的 粉末和 g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，混合物上面加少量 固体，中间插一根用砂纸打磨过的 。
(3)用燃着的小木条点燃 ，观察现象。
Ⅱ.现象：
(1) 剧烈燃烧，并发出 。
(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 落入沙中。待 冷却后，除去外层熔渣（Al2O3)，可以发现落下的是铁珠。
Ⅲ.反应： Fe2O3+ Al （铝热反应）
Ⅳ.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 ；反应称为 。
(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：
①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。
②Al与Fe2O3能发生铝热反应，与其它较不活泼金属氧化物也能发生铝热反应。冶金工业上也常用这一原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼 、 、 等，如：
Cr2O3+ Al （铝热反应）
V2O5+ Al （铝热反应）
MnO2+ Al （铝热反应）
4．金属的回收和资源的合理开发和利用
地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，有效地使用金属产品、材料。主要途径有： ， ，
； 。
【自主探究】你能总结出金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系？
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【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．定向爆破建筑物时，应同时切断钢筋和炸碎水泥，除适宜的炸药外，还需用
A．氧炔焰 B．铝热剂 C．液氯 D．电弧 ( )
3．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
4．下列不符合工业冶炼金属实际情况的是 ( )
5．用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1 mol，消耗铝最少的是 ( )
A．Mn02 B．W03 C．Cr203 D．Co304
6．(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
7．铝的活泼性较强，直到18世纪人类才开始将Al从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格十分昂贵，拿破仑的头盔就是用Al制作的，现在还保存在英国博物馆中。电解熔融的氧化铝(冰晶石作助熔剂)时，当电路中通过10mol电子时，理论上析出铝的质量是 （ )
A．90 g B．180 g C．270 g D．540 g
8．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
9．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
疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
_____________________________________________________________________
第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第二课时)
【学习目标】
基础知识：
1、开发利用金属矿物和海水资源，常识性介绍金属的回收和利用，了解化学与资源综合利用。
2、掌握蒸馏实验的基本原理及应用
基本技能：
1．开发利用金属矿物和海水资源，了解化学与资源综合利用。了解从海带中提取碘的基本方法和技能。
2．通过典型例题的分析、学习，掌握分析问题、解决问题的方法。
3．通过探究与活动，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽象思维的能力。
情感、态度与价值观：
1．通过介绍海水的综合利用的重要意义，树立资源保护意识和环保理念。
2．树立正确的人生观、价值观：热爱科学、热爱社会、关注生活。通过搜集资料。培养学生搜集信息能力和自学能力。
【教学重点】蒸馏实验的基本原理，碘单质的检验方法
【教学难点】碘元素的检验原理
【教学过程】
课前预习思考：
1、海水水资源的开发利用主要包括哪些方面？
2、海水淡化的方法主要有哪些？
3、蒸馏的原理是什么？其主要仪器哪些？
4、蒸馏的主要步骤有哪些？沸石（或碎瓷片）的作用是什么？是先加热再通冷水，还是反过来？冷水从哪里进、哪里出？
5、工业主要如何得到氯气？请用化学方程式表示
6、实验室如何检验碘离子（I—）和碘单质（I2）？
7、如何从海带中提取碘单质？其主要步骤有哪些？
8、在实验4—2中，H2O2的作用是什么？请写出有关的离子方程式
9、请设计一个实验方案提取海水中的溴元素（由Br—变成Br2）
【基础知识】
二、海水资源的开发利用
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 吨，约占地球总淡淡量的 。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 Ｃａ Ｓ Ｃ Ｆ Ｂ Ｂｒ Ｓｒ等 种元素超过总量的 ；微量元素计 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
A.海水水资源的利用主要包括： 和 等。
B.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．
C.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，海水淡化同 结合、同 结合，成为海水综合利用的重要方向。
D.海水的蒸馏实验
①蒸馏的原理：利用互相溶解的物质之间的沸点不同，控制温度从而把物质分离的一种分离方法。
②蒸馏实验的主要仪器有：铁架台(带铁圈、铁夹)、_________、_________、__________、__________、_________、__________、__________
③主要步骤:
④注意事项：
（２）海水化学资源的利用
【实验4—2】从海带中提取碘
（1）反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂（H2O2)将其氧化成I2，再用有机溶剂将I2萃取出来。
用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+ H2O2 + 2H+ == I2 + 2H2O 。
（2）操作步骤：
①取约3g干海带，把表面的浮着物用刷子刷净（不要用水冲洗，以免 洗去表面的碘化物），用剪刀剪碎后，用酒精湿润，放入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完全变为灰烬（注意通风）停止加热，冷却。
②将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌、煮沸2～3min ,过滤。
③在滤液中滴入几滴稀硫酸（3mol/l）,再加入1mL H2O2（3%），现象：溶液 变棕黄色 。
再加入几滴淀粉溶液，现象是：溶液 变蓝色 。
（3）提取I2流程：
【科学探究】１、海水提溴
实验方案：⑴用 法将海水浓缩，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 溶液的吸收塔内。
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＝ ；
【科学探究】２、海带中碘元素的检验
实验现象及原因
现象
原因
Ⅱ.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①
试剂②
（1）为了使MgSO4转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用?NaOH ，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应?过量 ；验证MgSO4已完全转化为Mg（OH）2的方法是 取上层清液，加入NaOH溶液，不生成沉淀 。
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是?过滤 。
（3）试剂②可以选用??HCl? 。
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式： MgCl2（熔融） Mg + Cl2↑ Ⅲ. 从海水中提取溴的主要工艺流程[来源:学,科,网Z,X,X,K]
（1）用蒸馏法将海水浓缩。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，使溴离子转化为溴单质。反应的化学方程式为：
2NaBr + Cl2 == Br2 + 2NaCl ；
（3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，反应的化学方程式为：Br2 + SO2 + 2H2O == 2HBr + H2SO4
（4）向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气，反应的化学方程式为：2HBr+ Cl2 == 2HCl+ Br2
（5）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，得到产品溴。
【总结】海水资源的开发利用：
① 从海水中提取淡水——海水淡化
②海水制盐[来源:学。科。网]
海水资源的开发利用 ③从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品
④从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料【自主探究】常用物质分离的方法有哪些(多多益善)?
________________________________________________________________________
【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，不正确的有 ( )
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．从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。从化学知识的角度和经济效益的角度考虑，可在海水中加入的物质是 ( )
A．NaOH B．KOH C．CaO D．Na2O
4．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__________
___________________________________________________________________。
5．目前，从海水中提取的溴占世界溴年生产总量的1／3左右。海水中溴主要以NaBr的形式存在，工业上从海水中提取溴用下列方法：
(1)海水中加入氯水使NaBr氧化，反应的离子方程式为_______________________
(2)向溶液中鼓入空气，将Br2吹出，用纯碱吸收，反应的方程式为________________。
(3)将(2)所得溶液用稀H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3转化为单质溴，反应的离子方程式为______________________________________________
(4)这样制得的溴中含有少量的C12，除去Cl2的方法是_____________________
(5)若海水里溴含量为0．07％(质量分数)。则海水中溴化钠的质量分数为_______。
疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
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第二节 资源综合利用 环境保护
【学习目标】⑴了解煤、石油的组成，掌握煤、石油的综合利用⑵掌握环境污染的几种类型及防治，了解其危害⑶了解绿色化学的含义
【基础知识】
一、煤的综合利用
1．煤的组成：_________________________________________________．主要含有 ___________元素，还含有少量的 等元素．
2．煤的综合利用主要是通过____________、___________和__________，获得洁净的燃料和多种化工原料．
(1)煤的干馏
①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，如右图：
②煤干馏的主要产物和用途（阅读课本）
(2)煤的气化
煤的气化是 。
煤气化的主要反应是__________________________________________ 。
(3)煤的液化
煤的液化是 。直接液化是______________________，间接液化是___________________________。
二、石油的综合利用
1．石油的成分：_____________________________________________________。
2．石油的分馏
(1)石油的分馏原理：_____________________________________________________ 。
实验如图所示，将100 mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石油暴沸．然后加热，分别收集60℃～150℃和150℃～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油．
(2)石油的分馏产物：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等．
3．石油的裂化和裂解
(1)裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量．
(2)裂化的原理：石油的裂化是_________________________ 。
(3)裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料．
三、天然气的综合利用
天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料．主要用于 和 ___________等
四、合成材料
1．三大合成材料________________ ________________ _________________
2．写出下列反应方程式:
乙烯合成聚乙烯________________________________________
丙烯合成聚丙烯________________________________________
聚苯乙烯的加聚________________________________________
聚氯乙烯的加聚________________________________________
五. 绿色化学
1．绿色化学核心是_______________________________________________________
2．原子经济是指_________________________________________________________,此时原子利用率为________,请求出书后“思考与交流”中两种生产工艺的原子利用率分别为_____________、 ______________
【自主探究】你能列举出多少种环境污染？
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【自我测试】
1．有关化石燃料的说法正确的是 ( )
A．因为地球上的蕴藏量是无限的。所以化石燃料是可再生的
B．化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于是无限的
C．化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间也较长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的
D．化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过几亿万年才能形成的非再生资源
2．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气，另一类是液化石油气，这两类燃料的主要成分是 ( )
A．碳水化合物 B．碳氢化合物 C．氢气 D．醇类
3．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是 ( )
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程．防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速率，增加化石燃料的供应量
4．绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率，从根本上解决环境污染问题。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是 ( )
疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
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