8.1 自然资源的开发利用（基础过关A练）-2022-2023学年高一化学课时过关提优AB练（人教版2019必修第二册）

第八章 化学与可持续发展A练——基础过关 第一节 自然资源的开发利用 本课学习目标 (1)通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。 (2)通过铝的冶炼成本的计算，认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。 (3)以海水资源中的氯化钠为原料,构建物质间的转化关系和思维导图。 (4)通过海水提溴工艺流程图的设计与分析，形成工业上提取物质的一般思路和方法，培养学生模型认知和证据推理的能力。 (5)能从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献，感受化学科学在生产、生活中的应用价值。 (6)能举例说明重要资源和能源的主要类型、成分和作用，能对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价。认识资源综合利用的重要意义。 重点:金属冶炼原理;海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法。 难点:金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系;物质提取的-一般思路和方法。 课前预习导学 （一）金属矿物的开发利用 一.金属的存在 金属在自然界中的存在主要有两种形式，一种是 游离态 ，一种是 化合态 ，其中除了 金、铂 等极少数金属外，其他绝大多数金属都是以 化合态 存在于自然界。 二.金属冶炼的方法 1．金属冶炼原理与实质 (1)原理：将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。 (2)实质：用还原剂使化合态的金属得到电子变成金属单质，即：Mn＋＋ne-==M。 根据金属元素活泼性的不同，金属冶炼的方法也各不相同。 1.对一些不活泼金属可以直接通过 热分解 的方法获得。 2HgO=== 2Hg+O2 ↑ 2AgO=== 2Ag+O2 ↑ 2.钾、钙、钠、镁、铝等极活泼的金属一般是用 电解 法获得。 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 ↑ MgCl2(熔融) Mg+Cl2 ↑ 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2 ↑ 【思考】为什么工业上冶炼镁是电解氯化镁而不是氧化镁？冶炼铝是电解氧化铝而不是氯化铝？ 氧化镁熔点高，能耗高；氯化铝是非电解质，熔融状态下不导电。 3.活泼性介于锌和铜之间的金属一般都采用 热还原法 法进行冶炼。 H2＋CuO === Cu + H2O 3CO + Fe2O3 === 2Fe + 3CO2 ↑ （高炉炼铁） 4.湿法炼铜：“曾青得铁则化为铜” 置换反应CuSO4+Fe==Cu+FeSO4 5.金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系 金属的活 动性顺序 K、Ca、 Na、Mg、Al Zn、Fe、 Sn、Pb、Cu Hg、Ag Pt、Au 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 富集法 还原剂或 特殊措施 强大电流 提供电子 H2、CO、C、 Al等加热 加热 物理方法或 化学方法 【特别提醒】 用电解法冶炼较活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液中，阴极放电的是H＋，而不是金属阳离子，故得不到金属单质 三.金属的回收和资源保护 (1)提高金属矿物的利用率； (2)开发环保高效的金属冶炼方法； (3)防止金属的腐蚀； (4)使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量； (5)加强废旧金属的回收和再利用。 （二）海水资源的开发利用 一．海水资源的开发利用 1．海水资源的利用 (1)利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 (2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有__蒸馏法__、__电渗析法__、__离子交换法__和__膜分离法__等。其中__蒸馏法__的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 2．海水制盐 (1)从海水中制得的氯化钠，可以食用，同时也是生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸的工业原料。 (2)从海水中可以提取镁、钾、溴及其他化工产品。 (3)海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向。 3．从海水中获取能量 (1)从海水中提取铀和重水，用于核能开发。 (2)开发潮汐能、波浪能等新型能源。 二．常见海水化学资源的获取 1．海水化学资源的特点 (1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的 无机物 和 有机物 ，按含量计，海水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11