专题11 自然资源的开发利用（教材深度精讲）-【核心素养系列】2022-2023学年高一化学知识整合讲练（人教版2019必修第二册）

专题11 自然资源的开发利用（教材深度精讲） 【核心素养分析】 1.宏观辨识与微观探析：对金属矿物的开发利用、海洋资源的开发利用、煤、石油、天然气开发利用的基本原理能够基本熟悉。 2.证据推理与模型认知：通过对自然资源的开发利用原理的学习，依据金属的活动性顺序，掌握不同金属治炼的一般方法和原理。 3.科学探究与创新意识：从现象和结构出发，微观上探究有机物的结构特点，从而加深金 属矿物的开发利用、海洋资源的开发利用、煤、石油、天然气开发利用方面，遵循基本 原理，并且能够，开拓思路，积极寻找更好的方法。 4.科学态度与社会责任：了解金属回收和资源保护的意义，煤、石油和天然气等化石产品的利用，以海水资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用，体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。 【知识导图】 【目标导航】 高考对讲内容的考查以金属的冶炼、提纯以及在日常生活、生产中的应用；海水的综合利用；煤、石油和天然气的综合利用为主。通常以化学与生活、生产实际相结合的形式考查金属冶炼原理和方法；多以流程图的形式考查海水提溴、提镁、提锂等的原理和操作等。要求对化学与资源的关系有清晰的认识，同时要求考生具有合理利用自然资源的观念。 【重难点精讲】 一、金属矿物的开发利用 1、金属的冶炼 (1)金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以化合态形式存在。 (2)金属冶炼的实质：金属元素只有正价，没有负价，所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中还原出来的过程，即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 (3)金属冶炼的一般步骤 (4)金属冶炼的方法——金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。 ①热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag： 　　2HgO2Hg+O2↑ 　　 2Ag2O4Ag+O2↑ ②热还原法：金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： a.CO还原Fe2O3：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； b.H2还原WO3：WO3+3H2W+3H2O； c.C还原ZnO：ZnO＋CZn＋CO↑。 ③电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al： 　　2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑　MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　2Al2O34Al＋3O2↑ 注：金属活动性与冶炼方法的关系 金属的活动顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 金属原子失电子能力 强  →  弱 金属离子得电子能力 弱  →  强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 【特别提醒】(1)熟记金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系，对解决该部分题目非常关键。同时，利用好规律“单强离弱”，即金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。(2)金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，金属阳离子的氧化性越强，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属离子还原，人们开发利用的时间就较早。同理，金属的位置越靠前，人们开发利用的时间就较晚。 2、铝热反应——铝热反应实验中的有关问题 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等 （1）原理：Al是还原剂，另一种氧化物是氧化剂。 （2）铝热反应的实质是铝将氧化物中的化合态金属还原为金属单质。 （3）反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。 （4）铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物。 （5）应用：冶炼难熔金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 3、金属的回收和资源保护——回收金属的意义： （1）节约矿物资源； （2）节约能源； （3）减少环境污染。 【思考与讨论p99】参考答案： 1.铝质饮料罐的回收再利用，一是可以节约大量的铝土矿资源，使铝土矿资源得到有效的利用；二是可节约大量能源，缓解能源紧张问题；三是可减少铝工业的污染物排放，使环境得到保护等。 2.废旧金属资源的再生利用肩负着提供新资源、改善环境和保护人类生存条件等任务，是一项功在当代、利在千秋的社会性公益事业。 二、海水资源的开发利用 1、