【人教创新设计】高考化学一轮复习 第一节 开发利用金属矿物和海水资源课件 新人教

化学与可持续发展是化学与生产、生活最为密切相关的部分，其STS意义最大，是高考中体现化学与自然，化学与生活，化学与生产的最佳结合点。高考命题中往往以选择题形式进行考查，另外还可以作为综合题的切入点来考查，如2009广东化学28、2009山东理综9、2009江苏化学1、2009上海化学1、2009浙江理综7和2009天津理综9等。随着社会经济的发展，我们可以展望预测，化学与可持续发展的问题越来越突出、重要，高考考题把化学知识和实际生产、生活、环境污染等问题结合起来，突出化学与可持续发展的密切联系，考查学生分析问题和解决问题的能力。相信随着高中教学改革的不断深入，本部分内容在2011年和以后的高考中出现的几率非常大，命题形式与内容也会更加灵活。第十章化学与可持续发展1.了解金属的冶炼。2．了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。3．了解海水的综合利用。

第一节开发利用金属矿物和海水资源1．金属在自然界的存在

金、铂等化学性质不活泼的金属在自然界中以

存在，化学性质较活泼的金属在自然界中以

存在。2．金属冶炼的一般步骤(1)

：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼：利用氧化还原反应，用

把金属矿石中的金属离子

成金属单质。(3)精炼：提纯金属。游离态化合态富集还原剂还原3．金属冶炼的方法方法名称主要反应反应物质(举例)热分解法2HgO

.热还原法CO作还原剂Fe2O3＋3CO

.

H2作还原剂WO3＋3H2

.活泼金属作还原剂4Al＋3MnO2

.电解法2Al2O3(熔融)

.Fe＋3CO22Hg＋O2↑W＋3H2O2Al2O3＋3Mn4Al＋3O2↑4.铝热反应Al是

剂，另一种氧化物是

剂，是铝将氧化物中的金属置换出来的反应。如：Fe2O3＋2Al

。还原氧化2Fe＋Al2O31．水资源的利用(1)直接利用海水进行

；(2)海水淡化：主要方法有

、

、

。2．化学资源的利用(1)海水中的化学资源海水中H、O两种元素，加上

等11种元素的总量超过

，其他为微量元素。循环冷却蒸馏法电渗析法离子交换法Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr99%(2)海水提碘某些海产品如海带、海藻等可以将海水中的碘富集，因而含有较多的碘元素。(3)海水提溴向浓缩的海水中通入Cl2，反应的离子方程式为：

。3．新型能源的开发(1)

和

是核能开发的重要原料。(2)潮汐能、波浪能是待开发的新型能源。铀重水2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－1．金属冶炼的反应物质：金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属离子得到电子被还原为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。2．金属的冶炼方法：金属冶炼方法与金属活动性顺序有关。一般情况下，在金属活动性顺序表中，越靠前的金属其金属离子越难被还原，最活泼的金属只能用最强的手段来还原。越靠后的金属，活泼性越差，其金属离子越易被还原，一般的还原方法就可以。金属活动顺序与金属冶炼方法的关系金属的活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属原子失弱→弱金属离子得强→强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法【例1】下列金属冶炼的反应反应物质，错误的是()A．2NaCl2Na＋Cl2↑B．MgO＋H2Mg＋H2OC．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2D．2HgO2Hg＋O2↑解析：该题考查金属冶炼的最基本的反应反应物质，A为电解法，正确。B用H2还原MgO炼镁违背反应反应物质，不正确。C用还原法炼铁正确。D用热分解法炼汞，正确。答案：B当一种金属可用多种方法冶炼时，工业一般采用经济效益高、污染小的方法。①热分解法优于焦炭还原法；②焦炭还原法优于铝热还原法；③铝热还原法优于电解还原法；④从环保角度，H2还原法优于CO还原法。1．下列列可被工工业上采采用的冶冶金方法法是()A．电解解熔融的的氯化铝铝制铝B．电电解熔融融的氯化化镁制镁镁C．电解解氯化钠钠溶液制制钠D．高温温下用H2还原氧化化镁制镁镁解析：氯化铝是是共价化化合物，，熔融状状态下以以分子形形式存在在，其中中缺少自自由移动动的离子子，基本本不导电电，故不不能用电电解熔融融氯化铝铝的方法法制铝。。A不可可选。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液液中电解解时，电电子被H＋得到，因因而电解解比氢活活泼的金金属阳离离子的水水溶液是是得不到到金属单单质的。。C不可可选。比比Al活活泼的金金属很难难用一般般的还原原剂(如如H2、CO、、C等)把它们们从化合合物中还还原出来来。况且且，MgO熔点点很高。。工业上上制取镁镁是采用用电解熔熔融MgCl2的方法。。D不可可选。答案：B1．以海海水中NaCl为原料料的相关关化工产产品相关化学学反应：：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O2.海水中提提取溴的的基本思思路3．海水提镁，，最基本本的方法法就是往往海水里里加碱，，得到Mg(OH)2沉淀，将将沉淀分分离出来后后再加入入盐酸把把它变成成MgCl2之后，经经过滤、、干燥、、电解，，就可得得到金属镁。。【例2】】从海水中中可提取取多种意图。试回答下列问题：(1)写写出用海海滩上的的贝壳制制Ca(OH)2的化学方方程式：：________________。(2)以以上海水水的综合合利用过过程中，，哪一种种操作肯肯定会引引起氧化化还原反反应的发生________。。(3)电解解无水水MgCl2可制取取镁和和氯气气，其其中副副产品品氯气气和粉粉末状状熟石石灰可可制得得漂白白粉，，制漂漂白粉粉的化化学方方程式式为________________________。。(4)用海海滩上上的贝贝壳制制Ca(OH)2，而不不从异异地山山中开开凿石石灰石石制取取，主主要考考虑到到________问题题。(5)从经经济效效益角角度看看，该该化工工厂厂厂址应应选在在________。解析：：(1)贝壳壳的主主要成答案：(1)CaCO3CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2(2)电解(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(4)经济效益(5)海边2．某某同学学为了了验证证海带带中含含有碘碘，拟拟进行行如下下实验验，请请回答答相关关问题题。(1)第1步：：灼烧烧。操操作是是将足足量海海带灼灼烧成成灰烬烬。该该过程程中将将使用用到的的硅酸酸盐质质实验验仪器器有________(填代代号，，限填填3项项)。。A．试试管B．瓷瓷坩埚埚C．．坩埚埚钳D．铁铁三脚脚架E．泥泥三角角F．．酒精精灯G．烧烧杯H．量量筒(2)第2步：：I－溶液的的获取取。操操作是是__________________________________。(3)第3步：：氧化化。操操作是是依次次加入入合适适的试试剂。。下列列氧化化剂最最好选选用________(填代代号)，理理由是是__________________________。A．浓硫酸酸B．．新制氯水水C．．高锰酸钾钾溶液D．双氧氧水(4)第4步：碘单单质的检验验。操作是是取少量第第3步的溶溶液，滴加加淀粉溶液液，如果溶溶液显蓝色色，则证明明海带中含含有碘。解析：(1)本题题考查了灼灼烧过程中中的仪器，，审题时注注意“硅酸盐质”(2)要先先转移至烧烧杯中，再再溶解，溶溶解过程中中要搅拌，，待煮沸后后过滤除去去不溶性杂杂质。(3)H2O2本身无色，，过量后分分解生成H2O和O2。答案：(1)BEF(2)将灰烬转移至至烧杯中，，加适量蒸蒸馏水，用用玻璃棒搅搅拌，煮沸沸，过滤。。(3)D过过氧化氢氢是绿色氧氧化剂，氧氧化过程中中不引进杂杂质，不产产生污染。。【例1】(2010·试题题调研，广广东广州5月)下列有关说法法正确的是是()A．高温加加热氧化镁镁和碳的混混合物可以以制单质镁镁B．铁的冶冶炼过程是是通过置换换反应得到到单质铁C．海水提提溴的过程程中不发生生氧化还原原反应D．利用电电解的方法法可以从海海水中获取取淡水解析：高温加热氧氧化镁和碳碳的混合物物时，生成成的CO2(或CO)能不断脱脱离反应体体系，促使使反应不断断进行，因因此碳可置置换出镁；；工业上冶冶炼铁用的的还原剂是是CO，有有关反应不不是置换反反应；海水水提溴是使使Br－变成Br2，主要发生生氧化还原原反应；从从海水中获获取淡水可可用蒸馏等等方法，这这是物理变变化，电解解是使水分分解的化学学变化。答案：A高分策略本题较为全全面的考查查了金属的的冶炼与淡淡水的制取取。熟练掌掌握金属冶冶炼的基本本方法及涉涉及到的化化学反应方方程式是解解决本题的的关键。【例2】(9分)环保部门检测测到某厂的的酸性工业业废水中含含有一定量量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有有人设计了了图中的工工艺流程，，利用常用用的酸、碱碱和工业生生产中的废废铁屑，从从废水中回回收金，并并生产一定定量的铁红红和氧化铜铜，达到变变废为宝的的目的，其其生产流程程是：填写下面空空白：(1)图中中标号处需需加入的相相应物质分分别是①________、、②________、、③________、、④________、、⑤________。。(2)写出出①处发生反应应的离子方方程式_______________________________________；写出③处发生反应应的化学方方程式__________________________________________。(3)铁红红的化学式式为________；分别别写出铁红红和氧化铜铜在工业上上的一种主主要用途：：铁红________________；氧氧化铜________________。本题是一道道与工业生生产相结合合的综合推推断题，主主要考查元元素及其化化合物性质质和物质的的除杂与分分离等知识识。显然，，要除去酸酸性工业废废水中的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子，首首先可以加加入一种较较活泼的金金属将其中中某些金属属置换出来来。环境污染不不仅是治理理，更重要要的是变废废为宝，创创造更多的的价值，本本题主要根根据Cu2＋、Fe3＋、Au3＋的性质进行行物质制备备。由E最终得得到铁红可可知E应为为置换后的的剩余滤液液，主要成成分为含Fe2＋的溶液，经经反应⑤加加NaOH溶液即可可沉淀出来来最终得到到铁红(Fe2O3)。由于置置换出来的的金属A中中含有Au、Cu和和少量Fe，所以在在②处需要要再加稀硫硫酸将金属属混合物中中的Fe溶溶解，滤出出Au和Cu的混合合物，该金金属混合物物用稀硝酸酸即可将Cu溶解而而分离，得得到C为硝硝酸铜溶液液，加NaOH使Cu2＋沉淀，最终终得到氧化化铜。(1)①铁屑②稀硫酸③稀硝酸④氢氧化钠溶溶液⑤氢氧化钠溶溶液(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3用作红色涂涂料用作制制造铜盐的的原料本题以工业业废水处理理为素材，，切中当今今社会热【例3】(2009·天津津理综，9)海水是巨大的的资源宝库库，在海水水淡化及综综合利用方方面，天津市位居居全国前列列。从海水水中提取食食盐和溴的的过程如下下：(1)请列列举海水淡淡化的两种种方法：____________、、______________。(2)将NaCl溶溶液进行电电解，在电电解槽中可可直接得到到的产品有有H2、________、________或H2、________。(3)步骤骤Ⅰ中已获获得Br2，步骤Ⅱ中中又将Br2还原为Br－，其目的为为__________________________________________________________________。(4)步骤骤Ⅱ用SO2水溶液吸收收Br2，吸收率可可达95%，有关反反应的离子子方程式为为____________________________________________________________，由此反反应可知，，除环境保保护外，在在工业生产产中应解决决的主要问问题是________________。(5)某化化学研究性性学习小组组为了解从从工业溴中中提纯溴的的方法，查查阅了有关关资料：Br2的沸点为59℃，微微溶于水，，有毒性和和强腐蚀性性。他们参参观生产过过程后，绘绘制了如下下装置简图图：请你参与分分析讨论：：①图中仪仪器B的名名称：________________。②整套实验验装置中仪仪器连接均均不能用橡橡胶塞和橡橡胶管，其其原因为______________________________________________________________