金属矿物和海水资源的开发利用(导学案)(人教版必修第二册)

8.1.1金属矿物和海水资源的开发利用【导学案】一、金属矿物和的开发利用1.金属元素在自然界中的存在形态2.金属冶炼的一般原理(1)基本原理：将金属元素从其化合物中出来。(2)表示方法：Mn＋＋ne－===M。3.金属冶炼的一般方法(1)依据：金属活泼性不同，将其由化合态还原为游离态的难易程度不同。(2)写出用下列方法冶炼金属的化学方程式①热分解法：加热分解HgO：。加热分解Ag2O：。②热还原法：H2还原CuO：。高炉炼铁：。铝热反应：。③电解法：冶炼钠：___________________________。冶炼镁：_____________________________。冶炼铝：_____________________________。4.合理开发和利用金属矿物资源(1)提高金属矿物的___________________。(2)开发环保高效的___________________方法。(3)防止金属的腐蚀。(4)加强废旧金属的___________________和再利用。(5)使用其他材料代替金属材料。【核心素养提升1】为什么越活泼的金属被人类利用的越晚？【实验探究】利用铝热反应可以在野外焊接大截面的钢轨，其原理为2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up8(高温))Al2O3＋2Fe，某小组用如图所示仪器及试剂探究铝热反应。其实验现象记录如下：①剧烈反应，火星四射。②放出大量的热，纸漏斗下端被烧穿，有红热熔融物落入细沙上，冷却后变为黑色固体。根据以上描述，回答以下问题：(1)铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？(2)实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？(3)蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？据反应原理，Fe2O3和Al的质量比为多少最好？【思考与讨论】地球上的金属资源是有限的，合理开发利用金属资源尤为重要。下图是从铝土矿和废旧铝质饮料罐获取铝的工艺流程：a.资料卡片：(1)以铝土矿为原料生产1kg铝的资源及能耗铝土矿：4kg煤：0.5kg燃料油：0.25kg纯碱：0.5kg石灰：0.5kg氟化钙：0.04kg焙烧碳素：0.6kg冰晶石：0.03kg电能能耗≥6.7×107J(2)以废旧饮料罐生产1kg铝消耗资源及能耗废旧饮料罐1.01kg，电能能耗≤3.35×106J试从能源消耗和环境污染两个角度分析加强废旧金属回收利用的重要性。二、海水资源的开发利用1.海水水资源的开发利用(1)海洋约占地球表面积的，海水中水的储量约占地球总水量的，约1.3×1018t。(2)海水水资源的利用②海水的蒸馏a.主要仪器：A：，B：，C：。b.冷凝水的流向：口进，口出。c.B中加入碎瓷片的目的是。2.海水化学资源的开发利用(1)海水中的化学元素主要元素：____________。常量元素：______、______、______、______、S、Ca、Br、C、Sr、B、F等11种元素微量元素：铀元素、碘元素等(2)海水中提取物质及综合利用①氯碱工业：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑制钠和氯气：___________________________。制盐酸：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl制漂白剂(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O②用KBr制单质溴：_______________________。③用MgCl2制Mg：__________________________。【核心素养提升2】溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：（1）写出①、③、④过程中反应的离子方程式。（2）过程②和④通入空气、水蒸气利用单质溴的什么性质？过程①获取了游离态的溴，过程③又将其转变为化合态的溴，其目的是什么？（3）过程⑤蒸馏过程中温度控制在80～90℃，温度过高或过低都不利于生产，原因是什么？【当堂检测】例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．金属的导电性强弱B．金属在地壳中的含量多少C．金属的化合价高低D．金属的活动性大小例2．下列关于金属的冶炼方法的叙述不正确的是()A．热分解法适用于制备不活泼金属B．热还原法常用的还原剂是C、H2、CO、Al等C．电解法适用于制备不活泼金属D．水溶液中置换法适用于用活泼金属制备不活泼金属例3．若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是()A．加明矾使海水中的盐沉淀而淡化B．利用太阳能使海水蒸馏淡化C．将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子例4．从海水中提取的溴约占世界溴年产量的eq\f(1,3)，从海水中提取溴的主要步骤可表示为()A．氧化→吸收→吹出B．氧化→吹出→吸收C．吹出→氧化→吸收D．吹出→