一、金屬礦物的開發(fā)利用
1．金屬元素在自然界中存在的形態(tài)
(1)極少數(shù)的不活潑金屬(金、鉑等)以游離態(tài)的形式存在。
(2)絕大多數(shù)金屬元素以化合物的形式存在于自然界。
(3)在地殼中，含量最高的金屬元素是鋁，其次是鐵。
2．金屬冶煉原理與實質(zhì)
(1)原理：金屬從化合物中還原出來。
(2)實質(zhì)：化合物中金屬得到電子被還原生成金屬單質(zhì)。
3．金屬冶煉方法
(1)加熱分解法(寫出化學方程式)
①制Hg：2HgOeq \(=====,\s\up9(△))2Hg＋O2↑。
②制Ag：2Ag2Oeq \(=====,\s\up9(△))4Ag＋O2↑。
(2)電解法(寫出化學方程式)
①制Mg：MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up9(電解))Mg＋Cl2↑。
②制Al：2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up9(電解),\s\d9(冰晶石))4Al＋3O2↑。
③制Na：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up9(電解))2Na＋Cl2↑。
(3)熱還原法：高溫加熱條件下用還原劑把金屬還原出來
①常用還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣、鋁等。
②高爐煉鐵：CO還原Fe2O3的化學方程式為3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up9(高溫))2Fe＋3CO2。
③鋁熱反應：Al還原Fe2O3的化學方程式為2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up9(高溫))2Fe＋Al2O3。
微點撥：工業(yè)上冶煉鎂是電解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔點比MgCl2的高，冶煉鋁是電解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)不導電。
4．合理開發(fā)和利用金屬資源的主要途徑
(1)提高金屬礦物的利用率；
(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法；
(3)防止金屬的腐蝕；
(4)加強廢舊金屬的回收和再利用；
(5)使用其他材料代替金屬材料。
二、海水資源的開發(fā)利用
1．海水水資源的利用
(1)海水水資源利用，主要包括海水淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻等。
(2)海水淡化：通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術和工藝也比較成熟，但成本較高。
2．海水的化學資源利用
(1)海水中的化學元素
海水中含量最多的為O、H兩種元素，還有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11種元素。其他為微量元素，如Au。
(2)海水中化學資源的利用
(3)從海水中獲取能源
①從海水中提取鈾和重水，用于核能開發(fā)。
②開發(fā)潮汐能、波浪能等新型能源。
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)金屬礦物中的金屬均是化合態(tài)存在。( )
(2)金屬冶煉的原理是化合態(tài)的金屬發(fā)生氧化反應被氧化。( )
(3)海水中含有鉀元素，僅通過物理變化就可以得到金屬鉀。( )
(4)海水淡化可以加明礬凈化。( )
(5)海水提溴可以加氧化劑得到Br2。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．下列說法錯誤的是( )
A．有些活潑金屬(如鋁)可用作熱還原法的還原劑
B．加強熱，使氧化銅在高溫條件下分解可制備單質(zhì)銅
C．金屬冶煉的實質(zhì)是金屬陽離子得到電子被還原成金屬單質(zhì)
D．回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物
B [A項，鋁可以作還原劑冶煉一些高熔點的金屬，如2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up9(高溫))2Fe＋Al2O3，正確；B項，制備單質(zhì)Cu用熱還原法，錯誤；C項，金屬冶煉的實質(zhì)就是把金屬陽離子還原為金屬單質(zhì)，正確；D項，將舊金屬回收，重新利用，變廢為寶，正確。]
3．海水淡化的方法有________、________、________等。
[答案] 蒸餾法 電滲析法 離子交換法
金屬的冶煉原理與常用方法
1．人類使用金屬的年代先后順序與金屬活動性有什么關系？青銅器和鐵器時代哪個時間早？
提示：金屬越活潑，冶煉時所需條件要求越高，在人類歷史上出現(xiàn)的相對晚一些。金屬越不活潑，冶煉的方法越簡單，人們使用的時間越早，所以青銅器時代比鐵器時代早。
2．K、Ca的冶煉方法是什么？為什么？
提示：電解法，K、Ca的金屬活動性很強，一般還原劑難還原。
3．當鐵軌有縫隙時，維修工人常將鋁粉與氧化鐵的混合物點燃，讓熔融的鐵水流入鐵軌的裂縫，冷卻后就將鐵軌牢牢的黏結在一起。其中的原理是什么？寫出化學方程式。
提示：高溫條件下，鋁粉與Fe2O3發(fā)生置換反應，化學反應方程式為Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up9(高溫))Al2O3＋2Fe。
1．金屬的冶煉原理
金屬冶煉的實質(zhì)是使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子被還原為金屬單質(zhì)的過程，即：Mn＋＋ne－===M。
2．金屬冶煉方法與金屬活動性的關系
[拓展鏈接]
鋁熱反應簡介
(1)概念：鋁與某些難熔金屬氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高溫條件下發(fā)生的置換反應稱為鋁熱反應。
(2)反應原理(以鋁和氧化鐵反應為例)：Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up9(高溫))2Fe＋Al2O3。
(3)鋁熱劑：鋁粉和某些難熔金屬氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、V2O5、MnO2等)的混合物。
(4)反應特點：在高溫下進行，反應迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3(固態(tài))分離。
(5)應用：在冶金工業(yè)上常用這一原理制取熔點較高的金屬，如V、Cr、Mn等；也可用于焊接鋼軌等。
1．下列冶煉方法中，不能將化合物中的金屬元素還原為金屬單質(zhì)的是( )
A．加熱Al2O3 B．加熱HgO
C．電解熔融NaCl D．鋁粉和Fe2O3共熱
A [C項中金屬鈉是活潑金屬，用電解法制??；B項中汞用加熱HgO制??；A項中加熱Al2O3難以分解；D項中鋁粉和Fe2O3組成鋁熱劑，可將Fe2O3中的鐵還原成單質(zhì)。]
2．下列化工生產(chǎn)原理錯誤的是( )
①可以通過電解熔融的氯化鈉來制取金屬鈉
②可以將鈉加入飽和氯化鎂溶液中制取鎂
③用電解法冶煉鋁時，原料是氯化鋁
④高爐煉鐵時所發(fā)生的反應都是放熱反應，故無須加熱
A．②③ B．①③
C．①② D．②③④
D [常用電解熔融NaCl的方法冶煉金屬Na，①正確；Na非?；顫姡瑢a加入飽和MgCl2溶液中，Na先與H2O反應生成NaOH和H2，Mg2＋再與OH－反應生成Mg(OH)2沉淀，②錯誤；AlCl3為共價化合物，熔融狀態(tài)下不導電，故冶煉鋁使用的是Al2O3，③錯誤；高爐煉鐵時所發(fā)生的反應有些是放熱反應，如Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up9(高溫))2Fe＋3CO2，但仍需要高溫，④錯誤。故選項D符合題意。]
3．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法 ②水煤氣(或氫氣，或一氧化碳)法 ③活潑金屬置換法 ④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂，對它們的冶煉方法的分析不正確的是( )
A．(Ⅰ)用① B．(Ⅱ)用②
C．(Ⅲ)用③ D．(Ⅳ)用④
B [(Ⅱ)濕法煉銅是利用Fe與CuSO4反應，B錯誤。]
海水資源的開發(fā)利用
1．海水提溴
海水提溴的常用方法是空氣吹出法。
(1)主要流程
(2)主要反應
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(氧化)
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集)
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(提取)
2．海帶中含有碘元素的檢驗及碘的提取
(1)海帶中含有碘元素的檢驗
①關鍵反應的反應原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
②實驗步驟及證明方法：
(2)海帶中提碘
①工藝流程：海帶→浸泡→氧化→過濾→提純→碘單質(zhì)。
②主要的化學反應原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
3．海水提鎂
(1)工藝流程
(2)主要的化學反應原理
CaCO3eq \(=====,\s\up9(煅燒))CaO＋CO2↑
CaO＋H2O===Ca(OH)2
Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up9(電解))Mg＋Cl2↑
4．從海水中提取溴的流程如圖所示，下列有關說法錯誤的是( )
A．X為SO2氣體，也可將SO2換成Na2SO3
B．設備Y為蒸餾塔
C．在提取溴的過程中一定有Br－被氧化
D．工業(yè)上，每獲得1 ml Br2，需要消耗Cl2的體積最多為44.8 L(標準狀況)
D [A項，溴與X反應生成溴化物，故X為具有還原性的物質(zhì)，X可為SO2，也可為Na2SO3，正確。B項，溴單質(zhì)加熱蒸發(fā)得到溴蒸氣，故設備Y為蒸餾塔，正確。C項，氯氣氧化海水中的溴離子得到溴單質(zhì)，溴化物與氯氣反應生成溴單質(zhì)，這兩步都是Br－被氧化，正確。D項，Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，根據(jù)離子方程式可知，每生成1 ml Br2，需消耗1 ml氯氣，故兩次氧化共需氯氣2 ml，即44.8 L(標準狀況)，但這是理論值，在工業(yè)上，兩次氧化時，氯氣都應過量，且被氧化生成的溴最終不能完全得到，故工業(yè)上每獲得1 ml Br2，需要消耗Cl2的體積大于44.8 L(標準狀況)，錯誤。]
5．海水提鎂的主要流程如下：
下列說法正確的是( )
①試劑M是鹽酸 ②流程中的反應全部都是非氧化還原反應 ③操作b只是過濾 ④用海水曬鹽后的飽和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤電解熔融MgCl2比電解熔融的MgO制金屬鎂更節(jié)約能量
A．①②③④⑤ B．②③
C．④⑤ D．①④⑤
D [電解熔融氯化鎂的反應屬于氧化還原反應，因此②是錯誤的。③操作b應是蒸發(fā)、結晶、過濾，因此③是錯誤的。]
1．下列說法中，正確的是( )
A．金屬的冶煉是把金屬單質(zhì)從其礦物中分離出來
B．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬只能被氧化
C．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬只能被還原
D．金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬既可被氧化，也可被還原
C [金屬冶煉的原理是利用氧化還原反應，把金屬礦物中的金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)。在金屬的冶煉過程中，被冶煉的金屬只能得到電子被還原。]
2．(素養(yǎng)題)我國古代“藥金”的冶煉方法是將爐甘石(ZnCO3)和赤銅礦(Cu2O)與木炭按一定的比例混合后加熱至800 ℃，這種方法可煉出有金子般光澤的“藥金”。下列敘述正確的是( )
A．“藥金”實質(zhì)上是銅鋅合金
B．冶煉爐中爐甘石直接被木炭還原為鋅
C．用王水可區(qū)別黃金和“藥金”
D．用灼燒法不能區(qū)別黃金和“藥金”
A [冶煉“藥金”的相關反應方程式為ZnCO3eq \(=====,\s\up9(高溫))ZnO＋CO2↑、2ZnO＋Ceq \(=====,\s\up9(高溫))2Zn＋CO2↑、2Cu2O＋Ceq \(=====,\s\up9(高溫))4Cu＋CO2↑，故A項正確，B項錯誤；王水可以溶解黃金和“藥金”，故C項錯誤；用灼燒法可以區(qū)別黃金和“藥金”，因為高溫下黃金與氧氣不反應，而“藥金”可以與氧氣反應，故灼燒后的“藥金”顏色有變化，D項錯誤。]
3．某同學設計了從海水中提取鎂單質(zhì)的四種方法，從化學原理和經(jīng)濟效益角度分析，最可行的是( )
A．海水eq \(――→,\s\up9(NaOH))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up9(電解))Mg
B．海水eq \(――→,\s\up9(蒸發(fā)))MgCl2eq \(――→,\s\up9(電解))Mg
C．海水eq \(――→,\s\up9(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up9(△))MgOeq \(――→,\s\up9(電解))Mg
D．海水eq \(――→,\s\up9(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up9(鹽酸))MgCl2eq \(――→,\s\up9(電解))Mg
D [海水中Mg2＋的含量很低，直接蒸發(fā)得到的主要是食鹽，B不符合題意；海水中加入堿可生成氫氧化鎂沉淀，一般使用比較廉價的石灰乳，而不用價格較貴的NaOH，A不符合題意；MgO熔點很高，工業(yè)上從經(jīng)濟效益方面考慮，不采用電解MgO的方法，而采用電解MgCl2的方法，C不符合題意，D符合題意。]
4．從海帶中提取碘單質(zhì)，工藝流程如下。下列關于海帶制碘的說法錯誤的是( )
A．實驗室灼燒干海帶在坩堝中進行
B．沸水浸泡的目的是使I－充分浸出
C．由濾液獲得碘水，發(fā)生的離子反應為2I－＋H2O2===I2＋2OH－
D．濾液獲得碘水，也可用氯水代替雙氧水
C [酸性條件下，H2O2與I－的反應式為2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，C錯誤。]
5．冶煉金屬常用以下幾種方法：①以C、CO或H2作還原劑還原 ②以較活潑金屬Na、Mg等還原 ③利用鋁熱反應原理還原 ④電解法 ⑤熱分解法
下列金屬各采用哪種方法還原最佳。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬________。
(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬________。
(3)Hg、Ag等不活潑金屬________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔點金屬________。
(5)K、Rb、Cs、Ti等金屬通常還原方法是________。
[解析] 選擇的方法應以節(jié)約原料和降低成本為標準，同時有較高的產(chǎn)率，并易分離。根據(jù)每種金屬的特點選擇最佳方案。其中(5)K、Rb、Cs、Ti等金屬利用的原理比較特別，不是用活潑金屬置換不活潑金屬，而是平衡的原理，如Na＋KCleq \(=====,\s\up9(高溫))NaCl＋K，抽離鉀蒸氣此反應得以繼續(xù)進行。而Ti是用Na來置換：4Na＋TiCl4eq \(=====,\s\up9(高溫))4NaCl＋Ti或用Mg來置換：2Mg＋TiCl4eq \(=====,\s\up9(熔融))2MgCl2＋Ti。
[答案] (1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
發(fā)展目標
體系構建
1.了解金屬在自然界中的存在形式，掌握金屬冶煉的一般方法和原理。以金屬礦物的開發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會化學對促進人與自然和諧相處的意義。培養(yǎng)“宏觀辨識與社會責任”的核心素養(yǎng)。
2.以海水資源的開發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會化學對促進人與自然和諧相處的意義。培養(yǎng)“科學探究與社會責任”的核心素養(yǎng)。
金屬活動性順序
K、Ca、Na、Mg、Al
Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu
Hg、Ag
Pt、Au
金屬原子失電子能力
強―→弱
金屬離子得電子能力
弱―→強
主要冶煉方法
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法

相關學案

高中化學人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用第1課時導學案及答案：

這是一份高中化學人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用第1課時導學案及答案，共14頁。

高中化學人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用優(yōu)質(zhì)學案：

這是一份高中化學人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用優(yōu)質(zhì)學案，文件包含人教版1019高中化學必修2同步講義第21講金屬礦物的開發(fā)利用教師版docx、人教版1019高中化學必修2同步講義第21講金屬礦物的開發(fā)利用學生版docx等2份學案配套教學資源，其中學案共13頁， 歡迎下載使用。

高中化學人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用第1課時學案及答案：

這是一份高中化學人教版 (2019)必修 第二冊第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用第1課時學案及答案，共13頁。學案主要包含了金屬礦物的開發(fā)利用，海水資源的開發(fā)利用等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關學案 更多

人教版 (2019)必修 第二冊第八章 化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用學案

人教版 (2019)必修 第二冊第八章 化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用學案
高中化學人教版 (新課標)必修2第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源導學案及答案

高中化學人教版 (新課標)必修2第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源導學案及答案
人教版 (新課標)必修2第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源學案

人教版 (新課標)必修2第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源學案
高中化學人教版 (新課標)必修2第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源導學案

高中化學人教版 (新課標)必修2第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源導學案
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高中化學人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部