化学：4.1《开发利用金属矿物和海水资源》教案1(新人教版必修2)高一

1、-1 -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1课时）【导入】人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的 结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律， 认识物质在变化过程中表现出的 性质。所有这些都是人类利用自然资源、 丰富物质世界的重要科学依据。 本节课 我们主要以金属矿物和海水资源的充分利用为例， 认识和体会化学在自然资源开 发和利用中的意义和作用。超分子：通常是指由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起 的具有一定结构和功能的聚集体。【资料卡片】自然资源与可持续发展1.自然资源：指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类

2、当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。2.可持续发展：包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。一.金属矿物的开发和利用1.金属元素在自然界存在的形态：（1） 游离态：极少数的不活泼金属（金、铂等）以游离态存在（单质的形式）（2） 化合态：绝大多数金属在自然 界中是以化合态（化合物的形式）存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。2.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。（1）金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。1热分解法：对于不活泼金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）可以直接用加热

3、分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：2HgO 2Hg+OT.-一木2AgO 4Ag+OT2热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属（ZnCu）,通常是在高温下用还原剂（C、CO“、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：-2 -高温爪Fe2Q+3CO：2Fe + CO 2?高温WO+ 3H2 -W +3H2O咼温爪ZnO + C = Zn + CO?FQQ+2AI 聾鼻2Fe + Al 2Q（铝热反应）漏斗中，混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条。(3)用燃着的小木条点燃镁条，观察现象。n.现象：(1)镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的白光。(2)引起混合物剧

4、 烈燃烧，发光发热。(3)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣(AI2Q)，可以发现落下的是铁珠。川.反应：Fe 2Q+2AI2Fe+Al 2Q(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，其混合物称为铝热剂；反应称为-3 -铝热反应铝热反应的特点：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：焊接钢轨冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等。3电解法：非常活泼的金属（活动顺序中：K- Al）

5、用一般的还原剂很难将它们还原出来， 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：电解2NaCI（熔融）2Na + Cl 2T电解MgC2（熔融）=Mg + CI 2?电解2AI 203（熔融）4AI + 3O 2?冰晶石有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜CuS + 02 =高 2Cu + SO2【总结】金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al；In Fe Sn Pb Cu HgAg- _电解法热还原法热分解法【表41】常见金属的冶炼原理金属冶炼原理Fe高温2Fe + CO 2?2Q+3COFeFe2Q+2AI高温 2Fe + AI 2Q

6、(铝热反应)CU2S + 02 -高温:2Cu + SO2（火法炼铜）CuFe+CuSO =FeSO4+Cu（湿法炼铜）MgO+C高温UK zzMg(g)十CO(g)-4 -Mg电解MgCI 2（熔融）Mg + CI 2匸AI电解2AI2O（熔融）=4AI + 3O 2?冰晶石Na电解2NaCI（熔融） -2Na + CI 2?（2）金属提炼一般步骤：矿石的富集、除杂；冶炼； 精炼3.金属的利用、回收和资源的保护（1） 矿产资源是有限的：矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取 之不尽用之不竭，是不可再生的。随着人们的开发利用，将会日渐减少。我 国幅员辽阔，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品

7、种比较齐全的国家。我国 矿产资源总值居世界第3位，但人均拥有量约为世界人均水平的 丄。因此，3我们要合理开发和利用这些矿物资源。（2）合理开发、有效利用、金属的回收和资源保护：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：1提高金属矿物的利用率。2减少金属的使用量。3加强金属资源的回收和再利用，使用代用材料节约矿产资源、保护矿产 资源。【随堂练习】1冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法，水煤气（或H或CO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（I）火烧 孔雀石法炼铜，（U）湿法炼铜，现代有（川）铝热法炼铬，（W）从光卤 石（KCI?MgC2?6fO）

8、中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是A.（I）用（U）用C.（rn）用D.(W)用-5 -2工业上用铝土矿（主要成分是Al 203）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）请写出反应的方程式。Al 2Q + 2NaOH =2NaAIO2 + H 2O2NaAIO2 + CO2 + 3W0= 2AI(OH) 3 J+ NazCONazCO + Ca(OH)2=:=CaCOJ+2NaOH42AKOH) 3AI?Q + 3H? _3.关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是（CDA、 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+MgC=2NaCI+Mg B、MgC2（熔化）MgO+CI C 2MgO丄2Mg+OD MgO+C且MgO+C5.下列金属铁、