《金新学案》安徽省高三化学一轮 第十章 第1讲 开发利用金属矿物和海水资源

第十章化学与自然资源的开发利用第十章化学与自然资源的开发利用第第1讲讲开开发发利用金属利用金属矿矿物和海水物和海水资资源源考考纲纲展示展示热热点定位点定位1.了解金属了解金属矿矿物和海水的物和海水的综综合利用。合利用。2.了解化学科学了解化学科学发发展展对对自然自然资资源利用的作用。源利用的作用。1.金属的通性、金属冶金属的通性、金属冶炼炼的一般原理的一般原理(如如铝热铝热反反应应)。2.海水的海水的综综合开合开发发与与利用，尤其是利用，尤其是Mg、Br2、Cl2的提取的提取和生和生产产工工艺艺流程。流程。判断下列说法是否正确：判断下列说法是否正确：1(2009广东高考广东高考T2C)赤潮主要是由工农业生赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的()2(2009广东高考广东高考T2D)海洋经济专属区的资海洋经济专属区的资源开发可获得源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属等金属()3(2009江苏高考江苏高考T5D)电解电解MgCl2饱和溶液，饱和溶液，可制得金属镁可制得金属镁()4(2009广东高考广东高考T2A)从海带中提取碘单质的从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应过程涉及氧化还原反应()提示：提示：1.2.3.4.一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1金属在自然界中存在的形态金属在自然界中存在的形态除了除了_等极少数金属以外，绝大多数金属以等极少数金属以外，绝大多数金属以_的形式存在于自然界中。在这些金属化合的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显物中，金属元素都显_化合价。化合价。2金属冶炼的实质金属冶炼的实质使金属化合物中的金属使金属化合物中的金属_的过程。的过程。Pt、Au化合态化合态正正被还原为金属单质被还原为金属单质2HgO24AgO24金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护(1)废旧金属最好的处理方法是废旧金属最好的处理方法是_。(2)回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源、减回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源、减少环境污染、节约能源。少环境污染、节约能源。回收利用回收利用开放探究开放探究为什么不能用电解熔融为什么不能用电解熔融AlCl3的方法的方法冶炼铝？冶炼铝？提示：提示：因因AlCl3是共价化合物，在液态时不导电，是共价化合物，在液态时不导电，故不能用电解熔融故不能用电解熔融AlCl3的方法来冶炼的方法来冶炼Al 二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用1海水水资源的综合利用海水水资源的综合利用(1)海水水资源的利用，主要包括海水水资源的利用，主要包括_和直和直接利用海水进行接利用海水进行_等。等。(2)海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有_、_、_等。等。海水的淡化海水的淡化循环冷却循环冷却蒸馏法蒸馏法离子交换法离子交换法电渗析法电渗析法(2)海水提镁、溴、碘。海水提镁、溴、碘。(3)海水中提取海水中提取_和和_用于核能的开发。用于核能的开发。(4)新型能源新型能源_、_的开发利用。的开发利用。重水重水铀铀潮汐能潮汐能波浪能波浪能1下列金属冶炼的反应原理，正确的是下列金属冶炼的反应原理，正确的是()答案：答案：A2下列说法错误的是下列说法错误的是()A有些活泼金属如铝可用作热还原法的还原剂有些活泼金属如铝可用作热还原法的还原剂B用电解用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠溶液的方法来冶炼金属钠C可用电解熔融氧化铝的方法来冶炼铝可用电解熔融氧化铝的方法来冶炼铝D回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物物答案：答案：B3许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是要化学变化就能够从海水中获得的物质是()A氯、溴、碘氯、溴、碘B钠、镁、铝钠、镁、铝C烧碱、氢气烧碱、氢气 D食盐、淡水食盐、淡水解析：解析：A、B、C中的物质需加入氧化剂或电解中的物质需加入氧化剂或电解制取，均为化学变化；而制取，均为化学变化；而D中的食盐和淡水是利中的食盐和淡水是利用蒸发原理制取的，为物理变化。用蒸发原理制取的，为物理变化。答案：答案：D4海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是水综合利用的说法正确的是()A从海水中可以得到从海水中可以得到NaCl，电解熔融，电解熔融NaCl可制可制备备Cl2B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质以得到钾单质D利用潮汐发电是将化学能转化为电能利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析：解析：B项，蒸发过程为物理变化；项，蒸发过程为物理变化；C项，海水项，海水中的钾元素为化合态，得到单质钾为化学变化；中的钾元素为化合态，得到单质钾为化学变化；D项，潮汐是涨潮、落潮的过程，潮汐发电过程项，潮汐是涨潮、落潮的过程，潮汐发电过程中无化学变化。中无化学变化。答案：答案：A5.海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；把贝壳制成石灰乳；向引向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；电解得到产物。电解得到产物。(1)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是类型是_(填序号填序号)。A分解反应分解反应 B化合反应化合反应C置换反应置换反应 D复分解反应复分解反应(2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是下列关于提取镁的说法中，不正确的是_(填序号填序号)。A此法的优点之一是原料来自大海此法的优点之一是原料来自大海B进行进行步骤的目的是富集步骤的目的是富集MgCl2C可用电解熔融氧化镁的方法制取镁可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D电解冶炼镁要消耗大量电能电解冶炼镁要消耗大量电能答案：答案：(1)C(2)C一、金属的冶炼一、金属的冶炼 (教师可根据实际情况确定例题教师可根据实际情况确定例题)1.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是下列关于金属的一些说法不正确的是()A合金的性质与其组成金属的性质不完全相同合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B工业上金属工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的都是用电解熔融氯化物制得的C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子原子D越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼解析：解析：合金的性质与其成分金属的性质不完全相合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，同，如硬度、强度更大、熔点更低等，A正确；因正确；因AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解熔融电解熔融Al2O3的方法，的方法，B错误；金属冶炼就是把金错误；金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，子的氧化性越弱，越难被还原，C、D正确。正确。答案：答案：B2.下列化工生产原理错误的是下列化工生产原理错误的是()可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；可以可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；用电解法用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；冶炼铝时，原料是氯化铝；炼铁时高炉中所发炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热。生的反应都是放热的，故无需加热。AB C D解析：解析：钠特别活泼，加入氯化镁溶液时先与水钠特别活泼，加入氯化镁溶液时先与水反应生成反应生成NaOH和和H2接着生成接着生成Mg(OH)2沉淀，沉淀，错；冶炼铝使用的是错；冶炼铝使用的是Al2O3，错；高炉炼铁中所错；高炉炼铁中所发生的反应是放热反应，但是仍需要高温，发生的反应是放热反应，但是仍需要高温，错。错。答案：答案：D3用铝热法还原下列氧化物制得金属各用铝热法还原下列氧化物制得金属各1 mol，消耗铝最少的是消耗铝最少的是()AMnO2 BWO3CCr2O3 DCo3O4解析：解析：制得制得1 mol金属需要电子最少的消耗铝最金属需要电子最少的消耗铝最少，少，AD项分别需要电子的物质的量为项分别需要电子的物质的量为4 mol、6 mol、3 mol、mol。答案：答案：D1金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系动动 性性 金金属属 的的 活活顺顺序序K Ca NaMg AlZn Fe SnPb(H)CuHg Ag Pt Au自自 然然 界界中中 存存 在在形形态态化合化合态态多多数数是是化化合合态态，极极少数是游离少数是游离态态游离游离态态主主 要要 冶冶炼炼方法方法电电解法解法热还热还原法原法热热 分分 解解法法物理物理方法方法2.铝热反应铝热反应(1)原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。来。(2)实验装置：如图所示。实验装置：如图所示。(3)实验现象实验现象镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。可以发现落下的是铁珠。二、从海水中提取镁、溴、碘二、从海水中提取镁、溴、碘 (教师可根据实际情况确定例题教师可根据实际情况确定例题)4从海水中提取镁，正确的方法是从海水中提取镁，正确的方法是()A海水海水NaOH,Mg(OH)2电解电解,MgB海水海水HCl,MgCl2溶液溶液MgCl2晶体电解晶体电解,MgC海水石灰乳海水石灰乳,Mg(OH)2灼烧灼烧,MgO电解电解,MgD海水石灰乳海水石灰乳,Mg(OH)2HCl,MgCl2溶液溶液MgCl2(熔融熔融)电解电解,Mg解析：解析：解决此题的关键既要知道镁是由熔融的解决此题的关键既要知道镁是由熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水提取得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl2的途径及原料的合理使用的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用用石灰乳而不用NaOH溶液溶液)。答案：答案：D5海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以离子的形式存在。实验室里从海藻中提碘元素以离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示：取碘的流程如图所示：(1)提取碘的过程中，实验操作提取碘的过程中，实验操作的名称是的名称是_；写出过程写出过程中有关反应的离子方程式：中有关反应的离子方程式：_。(2)提取碘的过程中可选用的有机试剂为提取碘的过程中可选用的有机试剂为_。A酒精、四氯化碳酒精、四氯化碳 B四氯化碳、苯四氯化碳、苯C汽油、醋酸汽油、醋酸 D汽油、甘油汽油、甘油(3)为使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，为使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是品，尚缺少的玻璃仪器是_。答案：答案：(1)过滤过滤2ICl2=I22Cl(2)B(3)漏斗、分液漏斗漏斗、分液漏斗1镁的提取镁的提取(1)流程流程(2)发生的化学反应发生