8.1自然资源的开发利用 学案 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章第一节 自然资源的开发利用 (第1课时） 1. 【课标要求】以金属矿物、海水资源的开发利用为例，认识化学在实现无机化合物转化中的作用和贡献。 2. 认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的方法和意义，了解化学在开发利用自然资源中的重要作用。 【学业质量水平】 2-4能分析化学科学在开发利用自然资源、保护环境方面的价值和贡献。 【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. 易海水资源中氯化钠为原料，构建物质间的转化关系。 4. 通过海水提溴工艺的分析，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。 【教学内容】 知识点一　金属矿物的开发利用 1．金属元素在自然界中存在的形态 (1)极少数不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在(2)绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。 2．金属冶炼原理与实质 (1)原理：将金属从化合物中还原出来Mn＋＋ne－===M(2)实质：化合物中金属得到电子被还原成金属单质。 3.金属冶炼方法 (1)加热分解法(写出化学方程式) ①制Hg：2HgO2Hg＋O2↑。②制Ag：2Ag2O4Ag＋O2↑。 (2)电解法(写出化学方程式) ①制Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。②制Al：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 ③制Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 注意：工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高，冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电。 (3)热还原法：高温加热条件下用还原剂把金属还原出来 ①常用还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气、铝等。 ②高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 ③铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。 1. 铝热反应原理：活泼金属Al置换不活泼金属；铝和金属氧化物组成的混合物为铝热剂； 镁条为引燃剂，使氯酸钾分解； 氯酸钾为助燃剂，为镁条继续燃烧提供氧气，引发铝热反应； 引发操作：在铝热剂上面加少量氯酸钾，中间插一根镁条，用小木条点燃镁条； 内层漏斗底部剪一个孔目的：使熔融物易落下 蒸发皿成沙：一、防止熔融溅落物炸裂蒸发皿，二、防止熔融溅落物溅出 铝热反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，火星四射；纸漏斗的下部被烧穿有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。 铝热反应常用于：焊接钢轨、冶炼熔点高活动性弱于Al的金属的金属（如铁、钒、铬、锰等）、定向爆破。 4．合理开发和利用金属资源的主要途径 知识点二　海水资源的开发利用 （一）海水水资源的利用 （二）海水的化学资源利用 1海水提溴常用方法是空气吹出法。 (1)主要流程 (2)主要反应 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(氧化) Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集) Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(提取) 2．海带提碘 课本106页 5 3．海水提镁 课本106页6 NaCl在工业上三大用途：侯氏制碱法（Na2CO3）、氯碱工业（NaOH）、制金属钠(Na)。 （1）制金属钠：电解熔融的NaCl。 （2）侯氏制碱（纯碱Na2CO3）法：向NaCl饱和溶液中先通入NH3，后通入CO2气体，生成溶解度较小的NaHCO3，然后过滤得到NaHCO3，加热分解制得纯碱。 方程式：NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3=△=Na2CO3+CO2+H2O 右图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。 因为NH3极易溶于水，容易产生倒吸，所以a通入NH3，b通入CO2 。 （3）氯碱工业：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 第八章第一节 自然资源的开发利用 (第2课时） 【课标要求】 对比学习煤的干馏、气化和液化，石油的分馏、裂化和裂解，了解依据物质性质及其变化综合利用资源的方法，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作用，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义 【学业质量水平】 5-1能列举事实说明化学科学在生产、生活中的应用价值，以及对人类文明的伟大贡献。 5-3能从化学的角度分析从资源到产品的转化途径，能对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价。 【学习目标】 1．结合石油化工了解化学在生产中的具体应用，认识化学工业在国民经济发展中的重要地位。 2．以煤、石油、天然气的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化