【优质文档】第四章化学与自然资源的开发利用导学案.pdf

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1、学习必备欢迎下载 第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源 ( 第一课时 ) 【学习目标】掌握冶炼金属的一般原理，了解适用于不同金属的冶炼方法，知道铝热反应。 【基础知识】 一金属矿物的开发利用 1金属自然界中存在的形态：除了等极少数金属以外，绝大多数金属以的形 式存在于自然界在这些金属化合物中，金属元素都显化合价 2金属冶炼的涵义：将其中的金属从其中出来用于生产和制造各种金 属 材 料 ， 这 一 过 程 在 工 业 上 称 为 金 属 的 冶 炼 。 也 就 是 在 一 定 条 件 下 ， 使 金 属 离 子 电子被还原成，聚集成为金属单质金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼 方法，大部分金

2、属的冶炼都是在高温下发生的 3常见金属的冶炼方法 （1）热分解法：适用于冶炼金属活动性较差的金属（金属活动顺序表中及其以后的金 属） ，如： _ _ _ （） 电解法： 适合冶炼活动性很强的金属（一般在金属活动性顺序表中排在及其以 前的金属）。如：； ； （）热还原法：用还原剂（C、CO 、H2、Al 等）还原金属氧化物，适用于金属活动性顺序 表中的与之间的大多数金属的冶炼。 如：； ； ； 铝热反应实验现象及化学方程式： 现象燃烧，火珠，沙里有火红熔融物 铝与氧化铁反应的 化学方程式 实验说明： Al 与 Fe2O3能发生铝热反应，与其它较不活泼金属氧化物也能发生铝热反应（置换反应）。 铝热

3、反应的最大特点是放出大量的热，在生产上利用这一特点，可用于焊接钢轨，冶金工 业上也常用这一原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。如： Al MnO2= 4金属的回收和资源的合理开发和利用 地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，有效地使用金属 产品、材料。主要途径有：， ；。 【自主探究】你能总结出金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系？ _ 【自我测试】 1从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种 金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于 ( ) 学习必备欢迎下载 A 金属导电性强弱 B金属在地壳中含量多少 C

4、金属的化合价高低 D金属的活动性强弱 2定向爆破建筑物时，应同时切断钢筋和炸碎水泥，除适宜的炸药外，还需用 A 氧炔焰 B铝热剂 C液氯 D电弧 ( ) 3下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是 ( ) A 用电解熔融氯化钠的方法得到活泼金属钠 B 在加热的情况下用氢气还原Al203得到金属铝 C 用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬 D 热分解法直接加热HgO得到金属 Hg 4下列不符合工业冶炼金属实际情况的是 ( ) 5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 ( ) AMn02 BW03 CCr203 D Co304 6( 多选 ) 所谓合金，就是不同金属( 也包括一些

5、非金属) 在熔化状态下形成的一种熔合物。 下表中的金属，难与其他金属形成二元合金的元素是 ( ) AZn BFe C W D Ag 7铝的活泼性较强，直到18 世纪人类才开始将Al 从它的化合物中冶炼出来。当时铝价格 十分昂贵，拿破仑的头盔就是用Al 制作的，现在还保存在英国博物馆中。电解熔融的氧化 铝 ( 冰 晶 石 作 助 熔 剂 ) 时 ， 当 电 路 中 通 过10mol电 子 时 ， 理 论 上 析 出 铝 的 质 量 是 ( ) A 90 g B 180 g C270 g D540 g 8热还原法冶炼金属的反应一定是 ( ) A 氧化还原反应 B置换反应 C分解反应 D复分解反应

6、9工业上冶炼金属钙可使用的方法是 ( ) A 热分解法 B热还原法 C铝热剂法 D电解法 疑点反馈： （通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） _ 第一节开发利用金属矿物和海水资源 ( 第二课时 ) 【学习目标】掌握海水资源开发利用的方法 【基础知识】 海水资源的广阔性：海洋占地球表面积的，具有十分巨大的开发潜力仅以海水 学习必备欢迎下载 资源为例，海水和海水具有非常广阔的前景海水中水的储量约为1.3 10 9 亿吨，约占地球总淡淡量的97% 。海水中除了水以外，还含有多种常量元素和微量元 素。 海水资源的多样性：海水中含有丰富的水资源；另外，海水中溶解和悬浮有大量的 _和

7、， 等种元素超过总量的；微量元素计多种虽然海水中的元素种 类，总储量，但富集程度却 海水资源的利用 （）海水水资源的利用 海水水资源的利用主要包括和等。 海水淡化的途经： 从海水中提取或从海水中把都可以达到淡化海水的 目的 海水淡化的方法：主要有、等其中的历史 悠久，技术和工艺也比较完善，但。 因此，海水淡化同结合、 同结合，成为海水综合利用的重要方向。 （）海水化学资源的利用 【科学探究】、海水提溴 实验方案：用法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。 向酸化的海水中通入适量的，使溴离子转化为溴单质。 向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛溶液的吸收塔内。 向吸收塔内中溶液内通入

8、适量的氯气。 用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的单质。 化学方程式： 2NaBr Cl2； Br2SO22H2O； 2HBrCl2； 【科学探究】、海带中碘元素的检验 实验现象及原因 现象 原因 【自主探究】常用物质分离的方法有哪些( 多多益善 )? _ 【自我测试】 1海洋是非常巨大的资源宝库，以下有关海洋资源开发和利用的说法，不正确的有 ( ) A 海洋约占地球表面积71，水储量达13 10 9 亿吨，故人类不存在缺水问题 B 海水资源的利用包括水资源的利用和化学资源的利用，两者可以综合进行 C 海水中除H2O外，还含有Cl、Na、K、Mg 、Ca、S、F 等多种元素的化学资源 D 由

9、于与岩石、大气和生物相互作用，海水中溶解和悬浮有大量无机物和有机物 2如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是 A 加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化 ( ) B 利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化 C 将海水缓慢降温凝固以获得淡水 D 将海水通过离子交换树脂以除去各种离子 学习必备欢迎下载 3从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg 2+转化为 Mg(OH) 2沉淀。 从化学知识的角度和 经济效益的角度考虑，可在海水中加入的物质是 ( ) A NaOH B KOH C CaO D Na2O 4为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如下实验： (1) 步

10、骤灼烧海带时，除需要三脚架外， 还需要用到的实验仪器是_( 从下列仪器中 选出所需仪器，用标号字母填写在横线上) 。 A 烧杯 B坩埚 C表面皿 D泥三角 E酒精灯 F干燥器 (2) 步骤的实验操作名称是_ ； 步骤的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和 回收苯，该步骤的实验操作名称是_。 (3) 步骤反应的离子方程式是_ (4) 步骤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是_ (5) 请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法_ _ 。 5目前，从海水中提取的溴占世界溴年生产总量的13 左右。海水中溴主要以NaBr的形 式存在，工业上从海水中提取溴用下列方法： (1) 海水中加入氯水

11、使NaBr 氧化，反应的离子方程式为_ (2) 向溶液中鼓入空气，将Br2吹出，用纯碱吸收，反应的方程式为_。 (3) 将(2) 所得溶液用稀H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3转化为单质溴，反应的离子方程式为 _ (4) 这样制得的溴中含有少量的C12，除去 Cl2的方法是 _ (5) 若海水里溴含量为007( 质量分数 ) 。则海水中溴化钠的质量分数为_。 疑点反馈： （通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） _ _ 第二节资源综合利用环境保护 【学习目标】了解煤、石油的组成，掌握煤、石油的综合利用掌握环境污染的几种类型 及防治，了解其危害了解绿色化学的含义 【基础

12、知识】 一、煤的综合利用 1 煤 的 组 成 ： _ 主 要 含 有 _元素，还含有少量的等元素 2煤的综合利用主要是通过_、_和_，获得洁净的燃料和 多种化工原料 (1) 煤的干馏 煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，如 右图： 煤干馏的主要产物和用途（阅读课本） (2) 煤的气化 学习必备欢迎下载 煤的气化是。 煤气化的主要反应是_ 。 (3) 煤的液化 煤的液化是。直接液 化是 _，间接液化是_ 。 二、石油的综合利用 1石油的成分：_ 。 2石油的分馏 (1) 石油的分馏原理：_ 。 实验如图所示，将100 mL 石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几 片碎瓷片以防石油暴沸然后加热

13、，分别收集60 150和 150 300时的馏分，就可以得到汽油和煤油 (2) 石油的分馏产物：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等 3石油的裂化和裂解 (1) 裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量 (2) 裂化的原理：石油的裂化是_ 。 (3) 裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料 三、天然气的综合利用 天 然 气 既 是 一 种 清 洁 的 化 石 燃 料 ， 更 是 一 种 重 要 的 化 工 原 料 主 要 用 于和 _等 四、合成材料 1三大合成材料_ _ _ 2写出下列反应方程式: 乙烯合成聚乙烯_ 丙烯合成聚丙烯_ 聚苯乙烯的加聚_ 聚氯乙烯的加聚_ 五. 绿色化学 1绿

14、色化学核心是_ 2原子经济是指_, 此时原 子利用率为_, 请求出书后“思考与交流”中两种生产工艺的原子利用率分别为 _、 _ 【自主探究】你能列举出多少种环境污染？ _ 【自我测试】 1有关化石燃料的说法正确的是 ( ) A 因为地球上的蕴藏量是无限的。所以化石燃料是可再生的 B化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料 相当于是无限的 C化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间也较长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无 限的 D化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，而且又都是经过几亿万年才能形成的非再生资 源 2为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料，目前使用的清洁燃料

15、主要有两类，一类是 学习必备欢迎下载 压缩天然气，另一类是液化石油气，这两类燃料的主要成分是 ( ) A 碳水化合物 B碳氢化合物 C氢气 D醇类 3空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民 的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是 ( ) A 推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染 B 实施绿化工程防治扬尘污染 C 研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D 加大石油、煤炭的开采速率，增加化石燃料的供应量 4绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率，从根本上解决环境污染问题。原子利用率表 示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利

16、用率最高的 是 ( ) 疑点反馈： （通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） _ _ 第四章测试化学与自然资源的开发利用 第卷 ( 选择题共46 分) 一、单项选择题( 每小题只有一个选项符合题意，每小题2 分，共 16 分) 1我国三峡工程所提供的清洁、廉价、强劲、可再生的水电，相当于每年燃烧3106t 原 煤的火力发电厂产生的电能。因此，三峡工程有助于控制 A 温室效应和酸雨 B赤潮 C白色污染 D破坏大气臭氧层 2下列关于煤、石油、天然气资源的说法正确的是 A 石油裂解得到的汽油是纯净物 B石油产品都可用于聚合反应 C 天然气是一种清洁的化石燃料 D水煤气是通过煤的液

17、化得到的气体燃料 3据 20XX年 1 月的调查显示，全世界70的电子垃圾通过各种渠道来到中国，广东贵屿 更是著名的“垃圾之城”。下列有关电子垃圾的说法不正确的是 A 电子垃圾应在无污染的条件下回收，使之成为有用的资源 B 将电子垃圾在火上焚烧，熔下其中的金属再回收利用 C 电子垃圾的任意抛弃会严重污染地下水 D 各国的电子垃圾应在本国境内处理，严禁向其他国家输出 4如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重 大挑战。下列关于化石燃料的说法不正确的是 A 煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧 B 天然气除可用作清洁能源外，也

18、可用于合成氨和生产甲醇等 C 石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油的成分和化学性质不相同 D 化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料 5下列叙述正确的是 学习必备欢迎下载 A 目前加碘食盐中主要添加的是KIO3 B 日常生活中无水乙醇常用于杀菌消毒 C 绿色食品是不含任何化学物质的食品 D 在空气质量日报中CO2含量属于空气污染指数 6白酒、食醋、蔗糖、淀粉等均为家庭厨房中常用的物质，利用这些物质能完成下列实验 的是检验自来水中是否含氯离子鉴别食盐和小苏打蛋壳能否溶于酸白酒中是否 含甲醇 A B C D 7新型无机材料碳化钛(TiC) 、碳化硼 (B3C

19、4) 、氮化硅 (Si3N4) 等称为非氧化物陶瓷，合成这 些物质需在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意 A 通入充足的氧气 B避免与氧气接触 C 通入少量的氧气 D可在空气中合成 8某废弃液中含2 5的 NaNO2，直接排放会造成环境污染，下述试剂能使其转化为无 污染的 N2的是 二、不定项选择题(每小题有1 2 个选项符合题意，每小题3 分，共 30 分 ) 9近期我国冀东渤海湾发现储量达10 亿吨的大型油田。下列关于石油的说法 正确的是 A 石油属于可再生矿物能源 B石油主要含有碳、氢两种元素 C 石油的裂化是物理变化 D石油分馏的各馏分均是纯净物 lO下列说法正确的是 A 石油分馏塔

20、从上到下的分馏产品依次是石油气、汽油、煤油、润滑油、柴油、重油 B 石油的各种分馏产品具有固定的沸点 C 石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量和质量 D 石油裂解的主要目的是得到甲烷、丙烷等气态烷烃 11下列各组名词或现象中，三者间没有逐级因果关系的是 A 汽车尾气的大量排放光化学污染咳嗽和气喘者增多 B 含磷洗衣粉的大量使用水体富营养化水栖生物大量死亡 C 生活污水任意排放空气中CO2浓度增大温室效应 D 氟氯烃的大量使用臭氧空洞皮肤癌患者增多 12工业上制取硫酸铜不是直接用浓硫酸与铜反应，而是将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容 器下部吹入细小的空气泡，这样做的优点是 节省能源不产生污染大气的

21、S02提高了 H2S04的利用率提高了 Cu的利用率 A B C D 全部 13现有以下几种措施：对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；少用原煤作燃料；燃 煤时鼓入足量的空气；开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是 A B C D 14“绿色化学” 的最大特点在于它在始端就采用实现预防污染的科学手段，因而过程和终 端均接近或达到零排放或零污染。下列有关“绿色化学”的描述正确的是 “绿色化学”是指绝对无污染的化学过程“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的 化学过程 “绿色化学” 是没有或尽可能减少污染的化学过程“绿色化学”是人们理想 中的化学过程， 无法实现治理工业 “三废” 属于“绿色化学” 范畴

22、合理使用 “农药” 属于“绿色化学” 加强环境监测属于“绿色化学” 过程开发利用氢能源属于“绿色化学” A B C D 学习必备欢迎下载 15保护环境是每一个公民的责任。下列做法： 推广使用无磷洗涤剂城市生活垃圾分类处理推广使用一次性木质筷子 推广使用清洁能源过量施用化肥农药推广使用无氟冰箱 其中有利于环境保护的是 A B C D 16近年来，我国部分地区陆续发现了“毒油”，所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不 宜食用。下列说法正确的是 A 汽油是纯净物，有固定的沸点 B汽油只能由石油分馏得到 C 可用静置后看是否分层来判断食用油中是否混有汽油 D 汽油是含碳原子数为511 的多种烃的混合物

23、17“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小( 直径小于10 -7 m)，不易沉降 (可飘 浮数小时甚至数年)，它与空气中SO2、O2接触时， SO2部分转化为SO3使空气酸度增加，形成 酸雨。飘尘所起的主要作用是 A 氧化剂 B还原剂 C吸附剂 D催化剂 18准确称取某种铁的氧化物288 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的 澄清石灰水吸收，得到沉淀4 g ，则这种铁的氧化物为 第卷 ( 非选择题共54 分) 三、非选择题 ( 本题包括5 小题，共 54 分) 19 (7 分) 汽车尾气 ( 含有烃类、 CO 、SO2、NO等物质 ) 是城市空气的污染源。治理的方法之

24、一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”( 通常用铂、 钯合金作催化剂) 。它的特点是使 CO与 NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转 化。 (1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：_ 。 (2)催化转换器的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度。其原因是_。 (3)控制城市空气污染源的方法可以有_。 A开发氢能源 B. 使用电动车 C植树造林 D戴上呼吸面具 20 (14 分) 下面是关于药物华素片( 西地碘片 ) 使用说明书的部分内容。 华素片 (西地碘片 ) 使用说明书 品名和组成 品名：西地碘片 商品名：华素片 英文名： cydiodine

25、tablets 华素片 (西地碘片 ) 的主要活性成分是分子碘，含量15 mg 片。将碘利用分子分散技术 制成分子态西地碘，并含适量薄荷脑等。 贮藏 遮光、密闭、在阴凉处保存。 有效期 二年 (1)根据上述说明和所学化学知识完成下列问题： 华素片中含有的活性成分是_( 写分子式 ) ； 请推断华素片_( 填“是”或“不是”) 白色。 (2)某学生为验证华素片中确实含有上述成分，完成实验如下，请填空； 取一粒药片放入研钵中研碎，再将药粉装入试管并加入约2 mL蒸馏水；向该试管中再 加入约 2 mL_( 填选项字母 ) ，并用力振荡； 学习必备欢迎下载 a酒精 b热裂汽油 c四氯化碳 d甘油 描述

26、加入该液体后可能观察到的现象_； 选用该液体做实验的原因是_ ； (3) 请再设计另一种方法，验证华索片中的成分。( 注意叙述实验原理、操作方法和实验结 论)_ _ 21 (12 分) 镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60的镁从海水中提取。海水中主 要含 NaCl 和 MgCl2等。主要步骤如下； (1) 为了使 MgCl2转化为 Mg(OH)2， 试剂可以选用_， 要使 MgCl2完全转化为沉淀， 加 入 试 剂 的 量 应 _ ， 验 证MgCl2已 完 全 转 化 为Mg(OH)2的 方 法 是 _ 。 (2) 加入试剂，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 _ 。 (3) 试剂

27、可以选用_。 (4) 无水 MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和 Cl2，写出该反应的化学方程式 _ 22 (12分) 若污水治理方案的设计合理，则在保护环境的同时，还能回收一些有价值的物 质，给企业带来一定的经济效益。某工厂排出的废液中主要含有硝酸锌和硝酸银，厂方工程 人员设计了如下治理方案以净化废水并回收银和硝酸锌。试完成下列问题； (1) 所加试剂X是： _ ，Y是_ 。 (2) 下列物质的主要成分是：固体A_，滤液 B_，滤液 C_。 (3) 操作 Z的名称是： _ 。 23 (10 分) 为确定某铝热剂( 含氧化铁和铝) 的组成，分别进行下列实验。 (1)若取 a g 样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体( 标准状况，下同)体积 为 b L，反应的化学方程式是_ 。样品中铝的质量 是_g。 (2)若取 ag 样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：_；氧化 铁与铝的质量比是 _ 。 (3)待(2) 中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L ，该气体与 (1) 中所得气体的体积比c： b= _ 。