第8章 第1节 自然资源的开发利用（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中化学必修第二册（人教版）

第八章　化学与可持续发展 第一节　自然资源的开发利用 [学习目标] 1.理解金属冶炼的一般原理，掌握活泼性不同的金属冶炼的一般方法，形成金属冶炼方法知识模型。(证据推理与模型认知)　2.了解海水资源及开发利用的主要方式，掌握从海水中提取溴、提取镁的化学反应原理及实验方法。(科学探究与创新意识)　3.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。(宏观辨识与微观探析)　4.了解节约能源的重要性，认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所能发挥的重要作用。(科学态度与社会责任) 金属矿物的开发利用 1．金属元素在自然界中的存在形态 2．金属的冶炼 概念：将金属矿物中的金属从其化合物中 还原 出来，用于生产各种金属材料的过程称为金属的冶炼。 3．金属冶炼的一般方法 4．合理开发和利用金属资源 合理开发和利用金属资源的途径：提高金属矿物的 利用率 ； 开发环保高效 的金属冶炼方法；防止金属的 腐蚀 ；加强废旧金属的 回收和再利用 ；使用 其他材料 代替金属材料等。 海水资源的开发利用 1．海水资源的开发利用 (1)海洋约占地球表面积的 71% ，海水中水的储量约占地球总水量的 97% ，约1.3×1018 t。 (2)海水资源的利用 2．海水中化学资源的开发利用 从海水中制取镁、钾、溴及其他化工产品，是在传统海水制盐工业的基础上发展起来的。海水淡化与化工生产、能源开发等相结合已经成为海水综合利用的重要方向(如图)。 (1)氯碱工业：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 制钠和氯气：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 制盐酸： H2＋Cl2 2HCl (2)用KBr制单质溴：2KBr＋Cl2=== 2KCl＋Br2 (3)用MgCl2制Mg：MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的综合利用 (1)煤的组成 (2)煤的综合利用 2．天然气的综合利用 (1)主要成分： CH4 。 3．石油的综合利用 (1)石油的组成：由多种 碳氢化合物 组成的混合物，成分复杂。 (2)石油的综合利用 4．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料，如 塑料 、 合成橡胶 、 合成纤维 等。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)所有金属单质必须通过化学反应才能获得。(　×　) (2)利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应。(　√　) (3)用热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg从化合物中还原出来。(　×　) (4)海洋约占地球表面积的71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约。(　×　) (5)海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素。(　×　) (6)可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气。(　×　) (7)从溴化钾中获取单质溴发生了氧化还原反应。(　√　) (8)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料。(　√　) (9)石油的分馏产品为纯净物。(　×　) (10)石油的裂解是为了获得更多的汽油等液体燃料。(　×　) (11)许多性能优异的合成高分子材料的原始原料为煤、石油或天然气。(　√　) (1)活泼性非常弱的金属，如金、铂等，在自然界中以单质形式存在，可以通过物理方法获得。 (2)Mg是活泼金属，其活泼性大于H2的活泼性，不能用热还原法制备。 (3)海水中含量最多的两种元素为O和H元素。 (4)电解饱和食盐水可以获取氢氧化钠、氢气和氯气，不能生成金属钠。 (5)石油的分馏产品为沸点相差不大的烃的混合物。 (6)石油裂化目的是获取更多汽油等燃料，石油裂解目的是获取乙烯等气态化工原料。 金属冶炼的方法 1．电解法冶炼金属钠时，电解的是熔融的氯化钠，而不是氯化钠的水溶液，为什么？ 答案　金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，氯化钠水溶液中存在Na＋和H＋两种阳离子，H＋得电子能力强于Na＋，若电解NaCl的水溶液将得不到金属钠。 2．根据铝热反应的反应原理，Fe2O3和Al的质量比为多少最好？ 答案　保证Fe2O3和Al都反应完全，根据化学方程式Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe知，两者质量比控制在3∶1为最好。[m(Fe2O3)∶m(Al)＝160∶(2×27)≈3∶1] 1．金属冶炼方法与金属活动性关系 金属冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法 活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 方法 选择 原因 单质 还原性 强弱 阳离子 氧化性 弱强 还原剂或 特殊措施 直流电 强制提 供电子 H2、CO、C、 Al等(加