2022年《導(dǎo)學(xué)案開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源》(含詳解)

1、精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -第六章化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源考綱要求 1. 明白金屬礦物和海水的綜合利用；2.明白化學(xué)科學(xué)進(jìn)展對(duì)自然資源利用的作用；學(xué)問(wèn)點(diǎn)一金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用1 金屬在自然界中存在的形狀除了 、 等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以 的形式存在于自然界中；在這些金屬化合物中，金屬元素都顯 化合價(jià)；2 金屬冶煉的實(shí)質(zhì)使金屬化合物中的金屬離子 電子被 為金屬單質(zhì)的過(guò)程：M n ne =M ；3 金屬冶煉的一般步驟4 金屬冶煉方法1熱分解法精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁(yè)，共 17

2、頁(yè) - - - - - - - - - -例如： 2HgO=2Hg O2， 2Ag 2O=4Ag O2；用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點(diǎn)是金屬元素的金屬性 ，金屬元素的原子 失去電子，其金屬離子 得到電子，該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)固性 ；2熱仍原法冶煉金屬焦炭仍原法；例如：C 仍原 ZnO、CuO，其化學(xué)方程式依次為 ；一氧化碳仍原法；例如：CO 仍原 Fe2O3、CuO，其化學(xué)方程式依次為 ；氫氣仍原法；例如：H2 仍原 WO 3、 Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為 ；活潑金屬仍原法；例如：Al 仍原 Cr 2O3、V 2O5，其化學(xué)方程式依次為 ；做鋁熱反應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，鋁熱劑是指 ；鎂條和 KCl

3、O 3的作用是 ；反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象是 ；常用鋁熱反應(yīng)冶煉 的金屬；可用熱仍原法冶煉的金屬，其金屬性 ，金屬在常見(jiàn)金屬活動(dòng)性次序表中居于 區(qū)域；3電解法冶煉金屬例如： Al 2O3、MgCl 2、NaCl 的電解反應(yīng)，其化學(xué)方程式依次為 ； ； ；問(wèn)題思考精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -1能否用電解AlCl 3 和 MgO 的方法冶煉Al 、 Mg.2 鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對(duì)鋁的使用比鐵、銅晚的多？學(xué)問(wèn)點(diǎn)二海水資源的開(kāi)發(fā)利用海水資源的利用主要包括海水水資源的利用和海水化學(xué)資源的利用；1 海水水資源的利用海水淡化的方法主要有 、 、 等；淡

4、化方法原理蒸餾法將海水加熱至105蒸發(fā)汽化，然后蒸汽冷凝而得到蒸餾水利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)水中陰、陽(yáng)離子的挑選透過(guò)性，在外加直流電場(chǎng)作電滲析法離子交換法用下，使水中的一部分別子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到除鹽目的用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂除去海水中的陰、陽(yáng)離子得到去離子水的方法問(wèn)題思考精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 3 頁(yè)，共 17 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -3為什么開(kāi)發(fā)利用海水資源前景寬闊？2 海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用1氯堿工業(yè)電解海水 NaCl 、 、 ；電解飽和 NaC

5、l 溶液的方程式為 ；2海水提鎂海水 CaOMgOH鹽酸 濃縮結(jié)晶 電解過(guò)濾3海水提溴2 溶液 MgCl 2·6H 2O Mg 、Cl 2海水 酸化 Cl2 空氣、水蒸氣SO2 Cl2 液；吹出吸取問(wèn)題思考精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4 頁(yè)，共 17 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -4寫出海水中提取鎂的離子方程式；一、金屬冶煉方法與金屬活動(dòng)性的關(guān)系1金屬活動(dòng)性次序與金屬冶煉方法的關(guān)系見(jiàn)下表 金屬的活動(dòng)性次序金屬原子失電KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHgA g

6、PtAu子才能強(qiáng)弱金屬離子得電子才能弱強(qiáng)物理熱分主要冶煉方法電解法熱仍原法解法方法精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁(yè)，共 17 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -2.工業(yè)上常用的仍原劑有焦炭、 CO 、H 2 和活潑金屬 一般為 Al ，其中純度要求不高的金屬一般用較廉價(jià)的焦炭或 CO 仍原，純度要求高的一般用 H2 仍原，而對(duì)于一些難熔的稀有金屬一般需要用鋁仍原，該反應(yīng)叫做鋁熱反應(yīng)；鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)：高溫條件；猛烈燃燒， 放出大量的熱； 新生成的液態(tài)金屬單質(zhì)易與 Al 2O3固態(tài)

7、 分別；典例導(dǎo)悟1 2021 ·鄭州質(zhì)檢 氧化仍原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉，以下說(shuō)法不正確選項(xiàng)A 電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中，鈉離子被仍原，氯離子被氧化 B濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中，銅元素都發(fā)生仍原反應(yīng)C用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中，1molFe 3O4 被 CO 仍原成 Fe，轉(zhuǎn)移 9moleD鋁熱法仍原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化聽(tīng)課記錄：二、海洋資源的開(kāi)發(fā)利用1 海 水 淡 化1海水淡化途徑：通過(guò)從海水中提取淡水或從海水中把鹽分別出去；2海水淡化的方法及其特點(diǎn)海水淡化的方法主要有蒸餾法如下列圖 、電滲析法、離子交換法等；其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，但成本較高

8、；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 14 頁(yè)，共 17 頁(yè) - - - - - - - - - -3 原理：水的沸點(diǎn)低，蒸餾時(shí)水汽化，而其他物質(zhì)沸點(diǎn)高，不能汽化，水蒸氣冷卻得到淡水；4留意事項(xiàng)燒瓶?jī)?nèi)加少量碎瓷片以防暴沸；冷凝水流向是低進(jìn)高出；典例導(dǎo)悟2 假如實(shí)行海水淡化來(lái)供應(yīng)居民飲用水，下列方法中在原理上完全不行行的是A 加明礬使海水中的鹽沉淀出來(lái)而淡化B利用太陽(yáng)能使海水升溫，通過(guò)蒸餾而使其淡化C將海水緩慢降溫凝固以獵取淡水D將海水通過(guò)離子交換樹(shù)脂以除去各種離子聽(tīng)課記錄：2 海水中鎂的提取1流程2有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式MgCl 2 CaOH 2=MgOH 2 CaCl

9、 2MgOH 22HCl=MgCl 2 2H 2OHClMgCl 2·6H 2O=MgCl 2 6H2O電解MgCl 2熔融 =Mg Cl 2 典例導(dǎo)悟3 海水是鎂的主要來(lái)源之一，從海水中提取金屬鎂的主要生產(chǎn)步驟有：濃縮結(jié)晶加熟石灰加鹽酸過(guò)濾熔融電解1正確的生產(chǎn)次序是 ；2以上提取鎂的全過(guò)程中，沒(méi)有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是A 分解反應(yīng)B 化合反應(yīng)C置換反應(yīng)D復(fù)分解反應(yīng) 填序號(hào) ；3以下關(guān)于提取鎂的說(shuō)法中，不正確選項(xiàng) A 此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)自大海B進(jìn)行步驟的目的是富集MgCl 2 C常用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D電解冶煉鎂要消耗大量電能3 海水中溴的提取 填序號(hào) ；除去懸浮濃縮氧化劑

10、提取氧化1工藝流程：海水雜質(zhì) Br 2l2原理用 將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化； 向 酸 化 的 海 水 中 通 入 適 量 的 氯 氣 ， 使 溴 離 子 轉(zhuǎn) 化 為 溴 單 質(zhì) ， 離 子 方 程 式 是 ；向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸取塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：Br 2 SO2 2H 2O= ；向吸取塔內(nèi)溶液中通入適量的氯氣：2HBr Cl 2= ；用四氯化碳或苯 萃取吸取塔內(nèi)溶液中的溴單質(zhì)；如要得到純潔的液溴，采納的分別方法是 ；4 海帶中碘的提取1流程2主要化學(xué)原理：Cl 2 2KI=2KCl I 2；典例導(dǎo)悟4 2021 ·山東

11、榮成模擬 海帶中含有豐富的碘；為了從海帶中提取碘，某爭(zhēng)論性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下試驗(yàn)：請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴瞻祝?步驟灼燒海帶時(shí)，除需要三腳架外，仍需要用到的試驗(yàn)儀器是以下儀器中選出所需的儀器，用標(biāo)號(hào)字母填寫在空白處；A 燒杯 B坩堝 C表面皿D泥三角E酒精燈F干燥器 從2 步驟的試驗(yàn)操作名稱是 ；步驟的目的是從含碘苯溶液中分別出單質(zhì)碘和回收苯，該步驟的試驗(yàn)操作名稱是 ；3步驟反應(yīng)的離子方程式是 ；4步驟中，某同學(xué)挑選用苯來(lái)提取碘的理由是 ；5請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否仍含有單質(zhì)碘的簡(jiǎn)潔方法： ；1 2021 ·廣東， 2廣東正在建設(shè)海洋強(qiáng)省；以下說(shuō)法不正確選項(xiàng) A 從海帶中提取碘

12、單質(zhì)的過(guò)程涉及氧化仍原反應(yīng)B往淡水中加入NaCl 等配成人造海水，可用于海產(chǎn)品的長(zhǎng)途運(yùn)輸C赤潮主要是由工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活廢水引起沿海水域的富養(yǎng)分化而造成的D海洋經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的資源開(kāi)發(fā)可獲得Fe、Co、K 、Au 、Mg 、B 等金屬22021 ·天津理綜， 9海水是龐大的資源寶庫(kù)，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國(guó)前列；從海水中提取食鹽和溴的過(guò)程如下：1請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法： 、 ；2將 NaCl 溶液進(jìn)行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、 、 或 H 2、 ；3步驟中已獲得Br 2，步驟中又將Br 2 仍原為 Br，其目的為 ；4 步驟用SO2 水溶液吸取Br2 ，吸取

13、率可達(dá)95% ，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 ，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境愛(ài)護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是 ；5某化學(xué)爭(zhēng)論性學(xué)習(xí)小組為明白從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關(guān)資料：Br 2 的沸點(diǎn)為 59，微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性；他們參觀生產(chǎn)過(guò)程后，繪制了如下裝置簡(jiǎn)圖：請(qǐng)你參加分析爭(zhēng)論：圖中儀器B 的名稱： ；整套試驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其緣由是 ；試驗(yàn)裝置氣密性良好，要達(dá)到提純溴的目的，操作中如何掌握關(guān)鍵條件： ； C 中液體產(chǎn)物顏色為 ；為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl 2，可向其中加入 NaBr 溶液，充分反應(yīng)后，再進(jìn)行的分別操作是 ；題組一金屬的冶煉1在理論上我們可以用電解

14、熔融KCl 的方法來(lái)制備金屬鉀，而實(shí)際上我們不用此法制備鉀，而用熔融狀態(tài)下的KCl 與 Na 反應(yīng)并準(zhǔn)時(shí)抽走鉀蒸氣的方法制備鉀，可能的緣由是雙選A 鉀難溶于熔融的鉀鹽中B鉀蒸氣易逸出但不會(huì)污染環(huán)境 C鉀被氧化后的產(chǎn)物與K 作用具有爆炸性D抽走鉀的蒸氣有利于鈉與熔融的KCl 反應(yīng)2以下化工生產(chǎn)原理錯(cuò)誤選項(xiàng) A 可以電解熔融的氯化鈉來(lái)制取金屬鈉B不能將鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂C用電解法冶煉鋁時(shí)，原料是氯化鋁D煉鐵時(shí)高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無(wú)需加熱； 3冶煉金屬一般有以下四種方法：焦炭法；水煤氣氫氣或一氧化碳法；活潑金屬置換法；電解法；四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用；古代有 火燒孔雀石煉銅；

15、濕法煉銅；現(xiàn)代有 鋁熱法煉鉻； 從光鹵石中煉鎂；對(duì)它們的冶煉方法的分析不正確選項(xiàng)A 用 B 用 C 用 D 用 題組二海水資源的開(kāi)發(fā)利用4從海藻灰中提取碘的方法是：往海藻灰浸取液中通入Cl 2 后用升華的方法將置換出的碘提純；但浸取液中通入Cl 2 時(shí)會(huì)生成少量性質(zhì)類似于Cl 2 的 ICl 和 IBr ，為了排除這兩種雜質(zhì)，使其中的碘完全游離出來(lái)，可加入適量的A CaOB KIC H 2OD 酒精Cl 22，以下說(shuō)52021 ·長(zhǎng)春質(zhì)檢 從海水中可以提取溴，主要反應(yīng)為2Br=Br 2Cl法正確選項(xiàng) A 溴離子具有氧化性B氯氣是仍原劑 C該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)D氯氣的氧化性比溴單質(zhì)強(qiáng)6

16、以下關(guān)于海水淡化的表達(dá)中不正確選項(xiàng)A 蒸餾法淡化海水圖甲 原理簡(jiǎn)潔，但消耗大量能源，產(chǎn)生大量鍋垢，很難大量生產(chǎn)淡水精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -B利用太陽(yáng)能蒸發(fā)海水圖乙 是一種環(huán)境友好、節(jié)約能源的好方法，也是一種古老的方法C利用海水淡化產(chǎn)生的高濃度的鹵水來(lái)提取有用物質(zhì)，是海水利用的基本思路D研制高性能的滲透膜來(lái)提高海水淡化效率，最終實(shí)現(xiàn)海水自動(dòng)轉(zhuǎn)化為淡水題組三化工工藝流程7假如你是一位企業(yè)家，在眾多開(kāi)發(fā)海水資源的項(xiàng)目中，挑選了海水提鎂，在前期考察過(guò)程中你將遇到很多問(wèn)題，請(qǐng)依據(jù)背景材料的提示，按要求完成相關(guān)問(wèn)題： 1；背景材料 1：下表所示為海水中各元

17、素含量情形mg·L元素 1濃度 /mg·L元素濃度 /mg ·L鈉10770氯19350鎂1290硫885鉀380溴67鈣400碘0.061背景材料 2：部分化學(xué)試劑的市場(chǎng)價(jià)格試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價(jià)格 元/噸5238.002300.001200.00700.00請(qǐng)完成以下問(wèn)題：1在海水提鎂的過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的富集、分別，有以下三個(gè)方案： 方案一：直接往海水中加入沉淀劑；方案二：加熱蒸發(fā)海水再加入沉淀劑； 方案三：在曬鹽后的鹵水中加入沉淀劑；你認(rèn)為方案 最合理；不選方案 的理由是 ；不選方案 的理由是 ；2 應(yīng)當(dāng)挑選 試劑作為鎂離子的沉淀劑；不考慮

18、其他費(fèi)用，沉淀相同量的鎂離子所用氫氧化鈉和氧化鈣的價(jià)格比為 ；3為了節(jié)約成本，擬考慮以海邊上的貝殼為原料，試簡(jiǎn)述其理由 ；精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 15 頁(yè)，共 17 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -答案【課前預(yù)備區(qū)】知 識(shí) 點(diǎn) 一 1金鉑化合物正2得仍原4 1 弱不易簡(jiǎn)潔較差2 C 2ZnO=2Zn CO2， C 2CuO=2Cu CO 2 3COFe2O3=2Fe 3CO2， CO CuO=Cu CO2 3H2 WO 3=W 3H2O,4H 2 Fe3O4=3Fe4H 2

19、O高溫高溫 2Al Cr2O3=Al 2O3 2Cr,10Al 3V 2O5=6V 5Al 2O3鋁粉和金屬氧化物如 Fe2O3 等組成的混合物作引燃劑，為反應(yīng)物供應(yīng)熱量猛烈燃燒，放出大量熱高熔點(diǎn)中等中間電解電解電解32Al 2O3 熔融 =冰=晶=石=4Al 3O2 MgCl 2熔融 =Mg Cl 2 2NaCl 熔融 =2NaCl2 學(xué)問(wèn)點(diǎn)二1蒸餾法電滲析法離子交換法電解2 1Cl 2H 2NaOH2NaCl 2H 2O=2NaOH Cl 2 H2(2) MgCl 2MgCl 2(3) Br 2HBrBr 2問(wèn)題摸索1不能；由于AlCl 3 是共價(jià)化合物，熔融時(shí)無(wú)法電離出自由移動(dòng)的離子，不

20、導(dǎo)電；而MgO 雖是離子化合物，但其熔點(diǎn)太高，熔融會(huì)消耗大量電能，成本較高；2鋁的金屬活動(dòng)性比鐵、銅強(qiáng)，難于冶煉，古代人們的技術(shù)條件達(dá)不到，不能冶煉鋁， 故鋁的發(fā)覺(jué)和大量使用比鐵、銅晚的多；3海水資源龐大，各種元素的含量多，水仍可以循環(huán)使用；2 2OH4 Mg=MgOH 2 MgOH2 2H22H=Mg2O精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 17 頁(yè)，共 17 頁(yè) - - - - - - - - - - MgClHCl2·6H 2O=MgCl 2 6H 2O電解 MgCl 2熔融 =Mg Cl 2【課堂活動(dòng)區(qū)】二、 3.2蒸餾法 Cl 22Br=2ClBr

21、2 2HBr H2 SO4 2HCl Br 2 蒸餾典例導(dǎo)悟電解1C 由 2NaCl 熔融 =2Na Cl 2可知鈉離子得電子被仍原，Cl失電子被氧化，A項(xiàng)正確；無(wú)論是濕法煉銅仍是火法熱仍原法 煉銅，都是正二價(jià)的銅離子得到電子生成銅原子被仍原， B 項(xiàng)正確； 1molFe3O4 被仍原為Fe 時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)移8mole， C 項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，使鐵成為液態(tài)從而與Al 2O3 分別， D 項(xiàng)正確；應(yīng)選C；2 A 海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法；選項(xiàng)A ，加明礬，明礬的主要成分是KAlSO 42·12H 2O，不能使海水中的鹽沉淀出來(lái)，所以不能使海水淡化；3 1 2C3C高溫解析 2從海水中提取鎂的全過(guò)程中，涉及的反應(yīng)有： 把貝殼制成石灰乳：CaCO3=CaO CO2，分解反應(yīng)；CaOH 2O=CaOH 2，化合反應(yīng)；沉淀Mg 2： Mg 2 2OH=MgOH 2，復(fù)分解反應(yīng)；沉淀物與鹽酸反應(yīng)：MgOH 22HCl=MgCl2 2H2O，復(fù)分解反應(yīng)；電解電解： MgCl 2熔融 =Mg Cl 2，分解反應(yīng)；未涉及置換反應(yīng)；3由于 MgO 的熔點(diǎn)高，工業(yè)生產(chǎn)中不使用電解熔融MgO 的