学校-临清三中- 学科-化学- 编写人-吴彩红- 审稿人-张磊-
第四章第1节开发利用金属矿物和海水资源
课前预习学案
一、预习目标
预习金属的冶炼原理与“铝热反应”实验，了解海水资源的开发利用
二、预习内容
1、金属在自然界中存在的形态？
2、金属冶炼的实质
利用_______________原理，使金属化合物中的金属元素还原为金属单质。
3、金属冶炼的方法
（1）冶炼铝的方法： ，相关化学方程式：
（2）冶炼铁的方法： ，相关化学方程式：
冶炼铁的方法： ，相关化学方程式：
（3）冶炼铜的方法： ，相关化学方程式：
冶炼铜的方法： ，相关化学方程式：
（4）冶炼镁的方法： ，相关化学方程式：
（5）你所知的冶炼其它金属的方法：
相关化学方程式：
4为什么人类使用铁器比使用铜器晚？
5地球上的金属矿物资源是有限的，如何合理开发和有效使用金属资源？
课内探究学案
学习目标
了解金属冶炼的一般原理及冶炼的一般方法
了解海水资源综合利用对人类社会发展的重要意义
复习重点：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。
复习难点：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。
二、学习过程
一、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。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来。金属冶炼的方法主要有：
1、热分解法：对于＿＿＿金属，可以直接用＿＿＿＿＿方法将金属从其化合物中还原出来，例如：
＿HgO＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿Ag2O＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、热还原法：在金属活动性顺序表中处于＿＿＿位置的金属，通常是用还原剂（＿＿、＿＿、＿＿、＿＿＿等）将金属从其化合物中还原出来，例如：
Fe2O3+ CO ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；WO3+ H2 ＿＿＿＿＿＿＿＿；
ZnO+ C＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；MgO+ C ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
Fe2O3+ Al ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；Fe+CuSO4=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、电解法
活泼金属较难用还原剂还原，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：
2NaCl（熔融） 2Na+Cl2↑；MgCl2（熔融） ＿＿＿＿＿＿；
2Al2O3 ＿＿＿＿＿＿。
一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如：
2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4、有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：
Cu2S+O2 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
二、海水资源的开发利用
1、海水资源的开发的方案
(1)从海水中提取淡水——海水淡化，海水淡化的方法主要有＿＿＿法、＿＿＿＿法、＿＿法等。(2)海水制盐(3)从海水中提取＿、＿、＿、＿等化工产品(4)从海水中获取＿＿＿＿作为核能开发的重要原料(5)从海水中获取其他物质和能量。
2．从海水中提取物质的方法
海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如：
(1)从海水中提取溴的主要工艺流程
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＿＿＿转化为＿＿＿：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＿＿的目的：＿Br2+＿SO2+＿H2O=＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
(2)进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题
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： 。
（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 。
再加入几滴淀粉溶液，现象是：溶液 。
（3）提取I2流程：
【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
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
⑤从海水中获取其他物质和能量
【随堂练习】
冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H2或CO）法，③活泼金属置换法，④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石法炼铜，（Ⅱ）湿法炼铜，现代有（Ⅲ）铝热法炼铬，（Ⅳ）从光卤石（KCl MgCl2 6H2O）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是------------------------------------------------------------------------（ B ）
A．（Ⅰ）用① B．（Ⅱ）用②
C．（Ⅲ）用③ D．（Ⅳ）用④
2工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（图中字母代表有关物质的分子式）
请写出①～④反应的方程式。
① Al2O3 + 2NaOH ==== 2NaAlO2 + H2O ；
② 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O ==== 2Al(OH)3↓+ Na2CO3 ；
③ Na2CO3 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓+ 2NaOH ；
④ 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 。
3.关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是--------------------------------------（CD）
A、金属元素仅存在于矿物中。
B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。
C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。
D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。
4.下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是------------------------------------------------( BD)
A、2Na+MgCl2====2NaCl+Mg B、MgCl2(熔化)MgO+Cl2
C、2MgO2Mg+O2 D、MgO+CMgO+C
5.从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶，②加熟石灰，③加盐酸，④过滤，⑤熔融电解，正确的生产步骤顺序是_ 。
6.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式
。
（2）用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是：
（3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
步骤：加入 溶液，充分搅拌， ，沉淀用水
（4）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；
①溶解时：
②过滤时：
③蒸发时：
含碘单质的有机溶液
含碘单质的溶液
试剂
残渣
含碘元素的溶液
灼烧
海带
溶解，过滤
海带灰
△学校：临清三中 学科：化学 编写人：李军 审稿人：张磊
第二节 化学与资源综合利用、环境保护（第一课时）
课前预习学案
一、预习目标
通过阅读课文，初步了解煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。
二、预习内容
1、煤的综合利用
（1）煤成分：复杂的混合物；含有：_________________________-等元素。
(2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化。
煤的干馏：_____________________________________的过程。产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。
2、天然气
（1）化石燃料
（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。
3、石油
（1）石油的成分：_________________________________________________等。
（2）石油的炼制：
分馏---______________________________________________________________的过程。
裂化--___________________________________________________________的过程。
规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提高汽油的产量。
裂解：_________________________________________________________气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。
重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。
课内探究学案
一、学习目标
1．了解煤、石油、天然气作为能源及化工原料的综合利用。
2．掌握煤的干馏、液化、气化的原理及利用。
3．掌握石油的裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用。
二、学习过程
(一)煤
探究一：煤的组成元素及如何综合利用
现实生活中煤的用途
煤的组成元素
为了节约能源，保护环境，应如何对煤进行综合利用？
（二）天然气
探究二天然气的组成及如何综合利用
天然气的存在
天然气的主要成分
如何综合利用天然气
（三）石油
探究三 石油的组成及如何综合利用？
1、石油性质和成分：
从组成元素和组成物质两方面探究
２、炼制：
蒸馏：通过加热、冷凝，把液态混和物中＿＿＿＿的成分先分离出来的操作。
⑴分馏：根据液态混和物中各成分＿＿＿的不同，通过多次加热、冷凝，把它们分成＿＿＿＿不同的蒸馏产物。故分馏又叫多次蒸馏。分馏产物叫馏分。 (它属__________物)。
实验室分馏装置：
温度计水银球放在_____________ 处；加几粒_____________，以防_____________。冷凝水流向是__________由_____________。
[思考]：1、实验室中制取乙烯、硝基苯的温度计水银球在什么位置？
2、石油的减压分馏的目的是什么？
3、干馏、分馏和蒸馏的区别：
⑵裂化：在一定条件下，把＿＿＿＿＿的烃断裂为 ____________的烃的过程。
反应式:____________________ ___________________________
____________________ ___________________________
3．其它的石油加工
（四）反思总结
思考 煤、石油、天然气如何才能更好综合利用？
(五)当堂检测
1、煤在干馏时得到气态产物是（ ）
A．天然气 B．水煤气 C．焦炉气 D．高炉煤气
2、 下列变化属于物理变化的是（ ）
A. 煤的干馏 B. 裂解
C.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等
D.古代植物变质成煤
3、确定汽油为混合物的一种方法是（ ）
A、闻其气味 B、将它燃烧 C、测量密度 D、测量沸点
4、C8 H18 在一定条件下受热裂化可生成CH4 、C2 H6 、C2 H4 、C3 H6 、 C4 H8 五者的混和气体,此混合气体的平均分子量为( )
A. 14 B. 57 C. 38 D. 无定值
课后练习与提高
1、 地球大气中因二氧化碳含量增加而引起“温室效应”，下面关于大气中二氧化碳增加的主要来源的说法中，最不合理的一种是（ ）
A．人和动物呼出的二氧化碳 B．石油产品大量燃烧
C．森林大面积缩小，吸收二氧化碳的能力减少 D．煤的燃烧
2、下列物质属于纯净物的是（ ）
①酒精②天然气③煤焦油④甲醇⑤煤⑥石油⑦冰醋酸⑧工业酒精⑨焦炉气⑩汽车废气
A．①③④⑨ B．②⑤⑦⑧ C．①②④⑦⑨ D．①④⑦
3、丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯烃的质量相等，那么裂解后所得到的混合气体中，分子量最小的气体占有的体积为分数为（ ）
A．19% B．25% C．36% D．40%
**4、中学化学实验中常见的温度计使用有如下三种情形：①温度计的液泡浸没在液体反应物液面以下并接近容器的底部；②温度计的液泡置于水浴中；③温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管处。下列实验使用温度计正确的是( )。
(A)苯的硝化反应① (B)酒精和浓硫酸混合加热制乙烯①
(C)测定硝酸钾在水中的溶解度③ (D)分离苯和硝基苯的混合物②
5、关于石油的组成的叙述中，正确的是（ ）
A、石油一些不饱和烃的混合物 B、石油是各种烷烃和烯烃的混合物
C、石油是各种饱和烃的混合物 D、石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物
6、可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是（ ）
A、乙醇 B、溴的四氯化碳溶液 C、NaOH溶液 D、盐酸
7、在人们的印象中，塑料是常见的绝缘材料，但2000年3名诺贝尔化学奖得主的研究成果表明，塑料经改造后能像金属一样具有导电性。要使塑料聚合物导电，其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合(再经掺杂处理)。目前导电聚合物已成为物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析，下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是 （ ）
8、汽油燃烧产生的汽车尾气中，所含的大气污染物主要是
A、碳的氧化物 B、硫的氧化物 C、氮的氧化物 D、磷的氧化物
9、聚四氟乙烯塑料在耐热性和化学稳定性上都超过了其他塑料，号称“塑料王”。聚四氟乙烯塑料在工业上有广泛的用途，其合成路线如下图所示：
氯仿 二氟一氯甲烷 四氟乙烯 聚四氟乙烯
→ → →
A B C D
（1）在上图方框中填入合适的有机物的结构简式。
（2）写出下列反应的化学方程式：
BC：
CD：
10、由于我国煤的储藏比石油和天然气相对较为丰富，所以迄今能源消费仍
以煤为主。将原煤作为燃料燃烧，既严重污染环境，又效率不高，国家大力提倡煤
的综合利用。例如在内蒙鄂尔多斯等地建设煤液化项目便是实施“煤变油”战略的
重要内容，其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气（CO和H2），再催化合成甲醇
或烃类等液态能源。
（1）用CO和H2合成甲醇的化学方程式是： 。
（2）用CO和H2合成烃（CnHm）的化学方程式是： 。
（3）气化和液化的优点是 。
第二节 化学与资源综合利用、环境保护（第二课时）
课前预习学案
一、预习目标
通过阅读课文，初步了解环境污染及其治理、绿色化学的含义。
二、预习内容
（一）环境污染的分类
1．按环境要素分：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿；
2．按人类活动分：＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿；
3．按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染
（二）介绍几类环境污染及其防治
（三）绿色化学的含义：
课内探究学案
一、学习目标
1．了解环境污染及其治理、绿色化学的含义。
2．认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。
二、学习过程
（一）环境保护
探究一 当今环境问题
1、大气污染物、工业生产中的废水、废渣等固体废弃物
2、酸雨控制：生石灰脱硫
（二）绿色化学
探究二 绿色化学对化学、化工提出了那些挑战？
1．对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。
2．治理三废：对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源的回收利用。
3．寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产——绿色化学
（三）反思总结
资源的开发利用和保护环境关系到人类的可持续发展，需要全社会努力。我们只有一个地球，环境问题已成为全球性问题，需要各国政府和人民共同努力，创造一个清洁、美丽的生活环境，也为我们子孙后代留下一个良好的生存空间和更加美好的未来。
(四)当堂检测
1、绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）：（ ）
A ＋C2H 5Cl→＋HCl
B ＋C2H 5OH→＋H2O
C ＋CH2＝CH2→
D →＋HBr； ＋H2→
2、为了降低硫氧化物造成的污染，一种方法是在含硫燃料（如煤）中加入生石灰，这种方法称作“钙基固硫”．采用这种方法“固硫”的反应为（ ）
A.2CaO+2S==2CaS+O2
B.S+O2===SO2
C.CaO+SO2===CaSO3
D.2CaSO3+O2===2CaSO4
3、“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。在用CH3CH＝CH2合成CH2＝C(CH 3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有
A、CO和CH3OH B、CO2和H2O C、H2和CO2
课后练习与提高
1、工、农业及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)，对于处理污水时要不要除去磷，下列说法中正确的是( )
A.磷是生物的营养元素，不必除去
B.含磷的污水是很好的肥料，不必除去
C.含磷污水引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D.磷对人无毒，除去与否都无关紧要
2、“绿色商品”是对环境无污染的商品，下列商品不能称为“绿色商品”的是：（ ）
A．无铅汽油 B．无磷洗涤剂
C．无氟冰箱 D．无碘食盐
3、发展绿色食品，提高人类生存质量，绿色食品是指： （ ）
A．绿颜色的营养食品 B．有叶绿素的营养食品
C．经济附加值高的营养食品 D．安全、无公害的营养食品
4、“绿色化学”是人们最近提出的一个新概念，主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用，下列化学反应符合绿色化学概念的是：（ ）
A．制CuSO4: Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O
B．制CuSO4: 2Cu+O2=====2CuO CuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2O
C．制Cu(NO3)2: 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
D．制Cu(NO3)2: Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
5、大气或饮用水被污染时，可能引起人的牙齿骨骼变酥，引起这一污染的元素是( )。
A．碘 B．氟 C．氯 D．硫
6、导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是( )。
A．酸雨 B．光化学烟雾 C．臭氧空洞 D．温室效应
7、近年来，建筑装潢装饰材料进入家庭，调进发现，经过装修的居室以中由装潢装饰材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高，影响健康。这些污染物中最常见的是( )。
A．CO B．SO2 C．甲醛、甲苯等有机物 D．臭氧
8、人们把仪器分为绿色食品、蓝色食品、白色食品等。绿色植物通过光合作用转化的食品叫绿色食品，海洋提供的食品叫蓝色食品，通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下面属于白色食品的是( )。
A．食醋 B．面粉 C．海带 D．菜油
9、特大洪水过后，受灾地区的水源常被严重污染。下列物质中，能对被污染的饮用水起消毒消菌作用的是( )。
A．生石灰 B．漂白粉 C．明矾 D．绿矾
10、由于人类向大气中排放有毒气体，形成南极臭氧层空洞，下列气体中，形成南极臭氧层空洞的罪魁是( )。
A．Cl2 B．HCl C．NO2 D．CCl2F2
11、我国城市环境中的大气污染物主要是( )。
A．CO2、Cl2、N2、酸雨 B．SO2、NO2、CO、可吸入颗粒物
C．NH3、CO2、NO2、雾 D．HCl、SO2、N2、可吸入颗粒物
12、甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万的高分子单体，旧法合成的反应是：（ ）
(CH3)2CO+HCN→(CH3)2C(OH)CN
(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4
20世纪90年代新法的反应是：
CH3C≡CH+CO+CH3OH→CH2=C(CH3)COOCH3与旧法比较，新法的优点是
A．原料无爆炸危险 B．原料都是无毒物质
C．没有副产物，原料利用率高 D．对设备腐蚀性较小
13、根据以下叙述，回答下列问题：
某化工厂按如下步骤进行生产：①以煤为燃料煅烧石灰石；②用饱和碳酸钠溶液充分吸收步骤①中产生的二氧化碳；③使步骤①中产生的氧化钙跟水反应；④消石灰跟碳酸钠反应。
（1）该厂生产过程中涉及的物质有：①石灰石；②纯碱；③小苏打；④烧碱；⑤二氧化碳； ⑥消石灰。下列叙述正确的是：
A．起始原料是①② B．起始原料是②⑤
C．最终产品是④⑤ D．最终产品是③④
（2）该厂生产过程的优点可能有：①排放的气体对大气无污染；②生产过程中的部分产品可作为起始原料使用；③无高温作业。其中正确的是：
A．只有① B．只有② C．①和③ D．②和③
（3）生产过程中没有涉及的化学反应类型是：
A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应
14、某河道两旁有甲、乙两家工厂，它们排放的工业废水中，共含K+、Ag+、Fe3+、Cl－、OH－、 NO3－六种离子。
（1）甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含有的三种离子是_________________。
（2）乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量___________(选填：活性炭、硫酸亚铁、铁粉)可以回收其中的金属______________(填写元素符号)。
（3）另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的________（填写离子符号）转化为沉淀，经过滤后的废水主要含有________，可用来浇灌农田。
15、 20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列各项属于“绿色化学”的是（ ）A．处理废弃物 B．治理污染点 C．减少有毒物 D．杜绝污染源
16、绿色化学的最大特点在于从开始生产时就采取了污染防治的科学手段，实现生产过程的零污染和生产终端的零污染排放，要实现这种生产方式，就必须充分利用资源中的每一个原子，这种理想的生产方式又被称为“原子经济性”。
现有甲、乙、丙3个化肥厂生产尿素，所用的原料不同，但生产的流程相同：
甲厂：以焦炭、空气和水为原料
乙厂：以天然气、空气和水为原料
丙厂：以石脑油（主要成分C5H12）、空气和水为原料，试回答下列问题：
（1）用化学方程式表示乙厂合成尿素的生产过程。
（2）3个化肥厂的原料利用率各不相同，试判断化肥厂对原料的利用率最高的是________，简述原因_______________________________________
CO2
CO
原料
CO(NH2)2
NH3
H2
