第四章化学与可持续发展 导学案

1、第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源(一第一课时导学案【学习目标】1、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。常识性介绍金属回收和资源保护的意义2、揭示化学与可持续发展的重要关系。3、树立资源保护意识及合理开发意识。4、初步培养自主查阅资料的能力5、使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。【学习难点、重点】教学重点: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。教学难点: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。【学习过程】一、课前预习导学1、金属在自然界中存在的形态?2、你知道从金属矿物中提炼金属,一般要经过哪

2、些步骤?关键的一步是什么?3、要将化合态的金属矿物转化为金属单质,有哪些方法?其实质是什么?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?二、课堂学习研讨指导阅读:看课本第80-81页内容板书小结:一、金属矿物的冶炼(一金属矿物的冶炼步骤:矿石富集金属冶炼金属精炼(二冶炼的化学方法实质:利用还原的方法,使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。(三金属冶炼的一般方法:1.热分解法2.热还原法3.电解法【小结】利用的不同,可以采用不同的冶炼方法。有如下规律:(1非常活泼的金属,如K、Ca、Na、Mg、Al,一般采用法冶炼。(2大部分金属

3、,如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,一般采用法冶炼,常用的还原剂有。(3不活泼金属,如Hg、Ag,一般采用法冶炼。冶炼汞:冶炼银:金属冶炼方法的一般规律:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H Cu Hg Ag Pt Au 电解法热还原法热分解法物理提炼法(四合理开发矿物资源地球上的金属矿物资源是有限的,必须合理开发和利用这些矿物资源,主要途径有_,减少金属的使用量,_,使用其他材料代替金属材料等。三、课内训练巩固【例】关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中,正确的是(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

4、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。练习: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:四、课外拓展延伸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

5、弱2.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属A、FeB、CuC、AgD、Hg3.在冶金工业上,均不能用化学还原剂制得的一组金属是(A、Na Mg AlB、Na K Zn FeC、Zn Fe Cu AgD、Mg Al Zn Fe4.下列冶炼方法中,可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是(A、加热Al2O3B、加热CaCO3C、电解熔融NaClD、氯化钠与铝粉高温共热5.铝能用于冶炼难熔的金属(如:钒、铬、锰等,这是因为铝具有什么性质(A、金属性和非金属性B、导电性C、熔点低D、还原性,在冶炼反应中放出大量热6.用铝热法还原下列氧化物,制得金属各1 mol,消

6、耗铝最少的是 ( A.Mn02B.W03C.Cr203D.Co3047.下列金属冶炼的反应原理,错误的是(A、2NaCl(熔融电解2 Na+Cl2 B、MgO+H2高温Mg+H2OC、Fe3O4+4CO 高温3Fe+4CO2 D、2HgO高温2Hg+O28.人类很早就发现在木柴堆中灼烧孔雀石主要成分为Cu2(OH2CO3后,余烬里会含有一种红色光亮的金属。(1试用化学方程式表示孔雀石在上述变化中的两个化学方程式:;(2冶炼此金属的方法是:9.(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 .ZnB .FeC .

7、WD .Ag10.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11.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(二第二课时 导学案【学习目标】1、帮助学生认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用。2、揭示化学与可持续发展的重要关系。3、树立资源保护意识及合理开发意识。【学习难点、重点】教学重点:了解化学方法在海水资源开发中的作用。教学难点:海水资源合理开发综合应用【学习过程】一、课前预习导学

8、1、你知道海水中有哪些资源可以利用吗?2、海水淡化的方法有哪些?3、海带中-I 检验中,很多氧化剂都可以氧化-I ,用22O H 有什么好处?二、课堂学习研讨1、海水资源的利用含: 、海水淡化的方法主要有: 、 、 。2、如何在海水中提取Br 2、I 2 ?用我们已有的知识进行实验设计?海水中提取溴单质:海水中提取碘单质:3、在蒸馏操作中:(1在蒸馏烧瓶中放少量,以防止_,(2冷凝管中冷却水从_口进,_口出。(3蒸馏是提纯或分离_混合物的方法,此过程是变化。4、实验4-2海水中碘元素的检验。(1用称量3.0g 的干海带,刷去表面的附着物,用剪刀剪碎,用润湿,放入中。点燃酒精灯,灼烧至完成成灰,

9、停止加热,冷却。(2将海带灰转移到小烧杯中,向其中加入少量蒸馏水,、煮沸约2-3 min,过滤。(3在滤液中滴加几滴,再加入1mL 的,观察现象为:。加入几滴淀粉溶液,现象为,说明。用离子方程式写出第三步的反应:,氧化剂还可以选用。三、课内训练巩固【例】一位遇上海难的水手,随着木排在海上漂流。他用完了淡水,感到异常口渴,但他不喝海水,因为他知道喝海水会致命。理由是( 。A. 海水有苦涩味,根本喝不下去B. 海水中含有多种盐,能使肠胃腐烂致人死亡C. 海水中有许多微生物,有些微生物能致人死亡D. 海水会造成水分从血液和组织内脱离出来,进入肠胃中,使人脱水死亡四、课外拓展延伸1.海洋是非常巨大的资

10、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

11、中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH2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.NaOHB.KOHC.CaOD.Na2O4.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%(

12、质量分数。则海水中溴化钠的质量分数为_。5.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以离子的形式存在。实验中从海藻提取碘的流程如图所示 (1指出提取碘的过程中有关的实验操作名称_;写出过程中有关反应的化学方程式_。(2提取碘的过程中可供选择的有机试剂为(A.酒精、四氯化碳B.四氯化碳、苯C.汽油、醋酸D.汽油、甘油(3为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器是_。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_第二节资源综合利用环境保护第一课时导学案【学习目标】1.

13、知道化石燃料是重要的自然资源,了解化石燃料燃烧对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料,认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。2.通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验,使学生学会解决物质(气体检验的一般方法。【学习难点、重点】教学重点:化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。教学难点:化石燃料的综合利用【学习过程】一、课前预习导学1、三大化石燃料是指_、_和_。2、三大合成材料是指_、_和_。3、什么是加聚反应?请写出生成聚乙烯的反应:_。二、课堂学习研讨一、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

14、料和多种化工原料. (1煤的干馏煤的干馏原理:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程,如右图: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60150和150300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_ 。

15、(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_三、课内训练巩固【例1】某混合气体通【】过溴水(使其褪色,再通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色, 再通过无水白色粉末(使其变蓝色,再通过澄清石灰水(石灰水由清变浑再变清,最后剩余气体在空气中点燃,火焰呈淡蓝色,这混合气体是(。(A水煤气(B焦炉煤气(C石油液化气(D高炉煤气【例2】某1mol链烃A,在一定条件下完全裂解成1mol烷

16、烃B和1mol烯烃C,生成的混合气对氢气的相对密度为14.5。通过计算回答下列问题:(1写出链烃A可能的结构简式和名称。(2烷烃B和烯烃C可能各是什么?(3如果要求1mol B完全燃烧时需要氧气的物质的量是整数,那么C只能是什么烯烃?【例3】下列说法错误的是(A.石油是只含有的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油B.含以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C.石油的分馏是一个化学过程D.石油裂解得到的裂解气中含不饱和的烯烃四、课外拓展延伸1、通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是(A.石油的产量B.乙烯的产量C.合成纤维的产量D.硫酸的产量2.为了减少大气污染,许多城市推广清洁燃料,目

17、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、下列变化不属于化学变化的是(A.煤的干馏B.石油分馏C.用乙烯制聚乙烯D.重油裂化5、下列各组物质,不能用溴水区分开来的是(A.苯和甲苯B.蒸馏汽油和裂化汽油C.甲苯

18、和苯乙烯D.煤油和四氯化碳6、把下列各物质的制取方法或反应类型填写在各题后的括号中:(1煤焦炭(2煤焦油苯(3石蜡汽油(4乙烯聚乙烯(5甲烷四氯化碳(7、在煤高温干馏的产物中,可用作燃料的是(A.焦炭B.煤焦油C.焦炉气D.粗氨水8、C4H10裂解,所得裂解气的成分中应含有(CH4C2H6CH2=CH2CH2=CHCH3A.只有B.只有C.只有或D.都有9、将下图所列仪器组装成一套实验室蒸馏石油的装置,并进行蒸馏,得到汽油和煤油。 (1图中A、B、C三种仪器的名称是_。(2将以上仪器按(一(六顺序,用字母a、b、c表示连接顺序;e接(接(接(接(。(3A仪器中c口是_,d口是_(填“进水口”或

19、“出水口”。(4蒸馏时,温度计水银球应在_位置。(5在B中注入原油后,加几片碎瓷片的目的是_。(6给B加热,收集到沸点60 150 间的馏分是_,收集到150 300 间的馏分是_。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_第二节资源综合利用环境保护第二课时导学案【学习目标】1、掌握环境污染的几种类型及防治,了解其危害2、了解绿色化学的含义【学习难点、重点】教学重点:了解一些燃料燃烧对环境有不良影响,应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料.充分认识保护环境的重要意义。教学难点:开发使用不污染环境或对环境污染小的燃料【学习过程】一、课前预习导学1、通常所说的三废是指

20、、和。2、绿色食品是指的食品,白色污染是指。3、什么是“赤潮”和“水华”现象?二、课堂学习研讨1、环境问题通常所说的环境问题,主要是指由于人类不合理地开发和利用_而造成的_的破坏,以及_和_所造成的环境污染。根治污染的最有效途径是控制_。2、“三废”污染及其防治大气污染物主要来自_和工业生产过程中产生的_及其携带的_。工业生产中的废水往往含有复杂的成分,任意排放会导致土壤、水源的污染,需要经过多步处理才能达到排放标准。废渣等固体废弃物的处理兼有_和_两个重要目的。3、绿色化学绿色化学的核心是利用化学原理从_上减少和消除工业生产对环境的污染。化学反应就是_重新组合的过程。因此按照绿色化学的原则,

21、最理想的“原子经济”就是反应物的原子_为期望的最终产物,这时原子的利用率为_。【自主探究】你能列举出多少种环境污染?_三、课内训练巩固【例1】煤、石油、天然气等能源在地球上已探明的蕴藏量是有限的,以目前人类消耗这些能源的速度估算,石油和天然气不过几十年,煤不过几百年就会消耗殆尽。因此进一步开发利用新能源已显得十分迫切。氢气是一种高效而无污染的理想能源。下列(1(6是制取氢气的方法,其中包括正在研发的方案。(1 电解法:2H2O=2H2+O2(2 甲烷转化法: CH 4+H 2O =CO+3H 2 (3 水煤气法: C+H 2O =CO+H 2 (4 碳氢化合物热裂法: CH 4=C+2H 2(

22、5 设法将太阳能聚焦产生高温使水分解: 2H 2O =2H 2+O 2(6 寻找高效催化剂使水分解产生氢气上述6种方法中你认为可行的、且很有发展前途的方法是哪几种? 说明理由。【例2】酸雨对环境的影响很大,为减少酸雨产生,应( 少用煤作燃料 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 多种植美人蕉、银杏 开发新能源 多种法国梧桐、柠檬【例3】“绿色食品”是指( A .添加了绿色色素的食品B .含有叶绿素的食品C .原料生产过程中没有污染的食品D .原料生产及加工过程中都没有污染的食品四、课外拓展延伸1、为了减少大气污染,许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气(CNG

23、 ,另一类是液化石油气(LPG 。这两类燃料的主要成份都是 A 、碳水化合物 B 、碳氢化合物 C 、氢气 D 、醇类2、下列有关日常生活中的化学知识,说法错误的是( A .用完的干电池应回收处理,不可以随意丢弃B .增加摩托车排气管的长度可以降低尾气中CO 和NO 的含量C .化妆品中含有很多对人体及环境有害的物质,所以应该慎重使用化妆品D .应尽量减少含磷洗涤剂的生产,以免导致水中的藻类疯长3、“绿色化学”追求减少化工生产对环境造成的污染,下列物质可以称为“绿色氧化剂”的是 A .浓硫酸 B .浓硝酸 C .双氧水 D .漂白粉4、绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。在下列制备环氧乙烷的

24、反应中,原子利用率最高的是( A .催化剂100高温 高温B.C.D.5、根据已有的环境知识填空:形成酸雨的主要气体为_。破坏臭氧层的主要物质是_。导致全球变暖、产生“温室效应”的气体是_。“白色污染”是指_。引起赤潮的原因_。第四章化学与可持续发展复习课学案第一课时导学案【学习目标】1.进一步了解煤、石油炼制的基本原理及化石燃料综合利用的意义。2.巩固高分子材料的相关知识,能从化学视角分析高分子材料可能带来的环境问题。3.进一步认识化学与环境保护的关系,增加绿色化学的有关知识。【学习过程】一、金属矿物的开发与利用例1关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中,正确的是A、金属元素仅存在于矿物中。

25、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。例2下列化学方程式,能用于工业上冶炼金属镁的是A、2Na+MgCl2=2NaCl+MgB、MgCl2(熔化MgO+Cl2C、2MgO2Mg+O2D、MgO+C MgO+C归纳与整理1、金属矿物的开发与利用金属冶炼的原理与过程:_ _ _。总结除少数金属外,大多数金属以化合态的形式存在于自然界。由金属矿物转变为金属,一般要经过探矿、开采、选矿、冶炼等阶段。金属冶炼主要是利用矿物中的金属离子获得电子变成金属单质发生的氧化还原反应。

26、结论:金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(HCu Hg Ag_ _ _1.下列金属铁、镁、锰、矾、铬。可用铝热法制备的有( A.B.C. D.2.在冶金工业上,通常均不能用化学还原剂制得的金属组是( A.Na、Ba、Mg、A1B.Zn、Fe、Cu、AgC.Na、K、Zn、FeD.Mg、Al、Zn、Fe3.下列化工生产原理错误的是( 可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁用电冶铝时,原料是氯化铝炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故无需加热A.B.C.D.4、冶炼金属一般有下列四种方法:焦炭法;水煤气(或氢气

27、,或一氧化碳法;活泼金属置换法;电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(火烧孔雀石炼铜;(湿法炼铜;现代有(铝热法炼铬;(从光卤石中炼镁,对它们的冶炼方法的分析不正确的是A、(用B、(用C、(用D、(用二、海水资源的开发与利用例31991年我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光,则电源负极材料为:_,正极材料为:_。正、负极反应分别为:_、_。答案:负极材料为:Al;正极材料为:石墨等能导电的惰性材料或活泼性比铝弱的金属材料。负极反应:3Al-12e-=3Al3+、正极反应:3O

28、2+6H2O+12e-=12OH-例4从海水中提取金属镁的生产步骤有:浓缩结晶,加熟石灰,加盐酸,过滤,熔融电解,正确的生产步骤顺序是_。答案:,。归纳与整理海水资源的开发与利用_ _。总结主要指海水资源和海水化学资源的利用。从海水中获得有用的物质和能量具有广阔的前景,但仍然是一个亟待研究的课题。练习按下述实验过程填空: 写出上述反应的化学方程式:三、化石燃料的综合利用例5下列说法正确的是A.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,是取之不尽的B.煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳和氢两种元素C.石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素D.煤和石

29、油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。例6从地下开采出的最主要的三种矿物燃料中,呈气态的燃料是_,主要成分的化学式为_;呈液态的燃料是_,主要含_和_元素;呈固态的燃料是_,主要含有_元素。;石油,碳,氢;煤,碳。答案:天然气(此处不能写“甲烷”,CH4归纳与整理化石燃料的综合利用_ _。总结煤石油天然气是重要的燃料,也是重要的化工原料。石油的炼制主要有分馏、裂化和裂解。煤的综合利用煤的干馏、汽化和液化。以石油煤天然气为原料通过聚合反应可以获得用途广泛的合成材料。课堂练习1、下列变化是化学变化的是A.石油蒸馏B.煤干馏C.干冰升华D.煤燃烧2.下列说法错误的

30、是A、石油中含有C5一C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油B、用C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C、煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物D、煤中含有苯和甲苯,可以先用干馏后用分馏的方法把它们分离出来3.下列说法中正确的是A、将煤加强热使它分解的过程叫干馏B、煤经过干馏, 可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等C、石油经过减压分馏, 可以得到更多的汽油D石油通过裂化, 可以获得汽油、煤油、润滑油、凡士林和石蜡等4石油催化裂化的目的是 A、把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 B、把直链烃转化为芳香烃 C、除去含碳杂质 D、提高汽油的质量和产量 5有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。 (1可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。 例如， 加入 CH30C(CH33 来生产“无 铅汽油” CH30C(CH3。分子中必存在的原子间连接形式有 。 (填写编号 (2天然气的燃烧产物无毒、热值高，而且管道输送方便，将成为我国西