1、微专题十浅析化工生产工艺流程 (以金属矿物、海水资源 开发利用为背景)第八章第一节自然资源的开发利用1.工艺流程题的结构规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循环”。2.对原料预处理的常用方法(1)研磨减小固体颗粒的体积，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。(2)水浸与水接触反应或溶解。(3)酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。(4)灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质。(5)煅烧改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。3.解答化工流程题的方法目标分析法制备类工艺流程题一
2、般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：1.(2018河北衡水中学期中)已知海水中的溴含量约为65 mgL1，从海水中提取溴的工业流程如下：123跟踪训练45(1)上述步骤中已获得游离态的溴，步骤又将其转化成化合态的溴，目的是_。富集溴元素解析由于海水中Br的浓度低，故步骤的目的是富集溴元素。(2)步骤通入热空气吹出Br2，利用了溴的_(填字母)。A.氧化性 B.还原性C.挥发性 D.腐蚀性12345C解析溴单质易挥发。(3)步骤中涉及的离子反应如下，请在方框内填入正确的化学计量数：123453 3 1 5 3(4)上述流程中吹出的溴蒸
3、气也可以先用二氧化硫的水溶液吸收，再用氯气氧化，然后进行蒸馏，则溴与二氧化硫的水溶液反应的离子方程式为_。SO2Br2(5)实验室分离溴还可以用萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的有_(填字母)。A.乙醇 B.四氯化碳C.裂化汽油 D.苯12345BD解析乙醇与水互溶，不能作为溴的萃取剂；裂化汽油中含有不饱和烃，能与溴单质发生反应，不能作为溴的萃取剂。2.我国拥有很长的海岸线，具有丰富的海洋资源，以海水为原料的盐化工是我国的重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液，其中除含镁盐外，还含有其他盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的题目：(1)根据图甲所示，
4、写出盐卤中含量最多的两种盐的化学式：_、_。12345NaCl MgCl2解析从甲图中可以看出1 000 g盐卤中含有的NaCl、MgCl2、MgSO4、KCl分别为163.0 g、142.5 g、60.0 g、22.0 g。由此可见，含量最多的是NaCl、MgCl2。12345(2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线，已知t1 时，MgSO4和KCl的溶解度分别为M、N，则它们溶解度大小的关系为_；将盐卤加热到t2 以上，根据溶解度曲线，首先析出的晶体应是_。12345MNMgSO4解析在t1 时，KCl和MgSO4的溶解度曲线相交；t2 以后，MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，故将盐卤
5、加热到t2 以上首先析出的是MgSO4。(3)化工厂利用卤水生产金属镁的工艺流程如图所示：12345“操作”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来，操作的名称是_。氢氧化镁与试剂B反应的化学方程式为_。操作的名称是_。该方法的优点为_。过滤Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸发、结晶就地取材，节约资源，降低成本解析分离固体与液体混合物应用过滤方法，而使溶液中的溶质以晶体的形式析出则需要蒸发、结晶。由于就地选用了海边的贝壳为原料来生产CaO，所以节约了资源，降低了生产成本。(4)用电解法制备金属镁，两位同学分别设计了下面的两种方法。甲：电解熔融的氧化镁乙：电解熔融的氯化镁其中同学_(填“甲”或“
6、乙”)制备金属镁的方案更合理，假设生产过程中镁元素没有损失，则100 g卤水可制备镁_ g。123454.8乙3.以已经提取出氯化钠、单质溴、镁等化学物质的富碘卤水为主要原料，采用如图所示的工艺流程生产单质碘。12345(1)写出乙、丁溶液中溶质的化学式：乙_，丁_。FeI2FeCl3解析题述流程中的反应过程如下所示：12345(2)第步操作中用稀硫酸浸洗的目的是_(填字母)。A.除去NO B.除去未反应的IC.除去未反应的Fe D.除去碱性物质(3)第步操作中提纯I2的步骤是_、_、_。12345C萃取 分液 蒸馏(4)实验室检验I2的方法是_。(5)甲物质见光易变黑，其原因是_(用化学方程
7、式表示)。12345将其加入淀粉溶液中，溶液显蓝色(1)步骤加Fe的目的是_；步骤冷却的目的是_。4.(2019天津一中月考)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：12345将Fe3还原为Fe2析出绿矾(FeSO47H2O)解析分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将3价Fe转化为2价Fe，降温减小FeSO47H2O的溶解度，有利于绿矾结晶。12345解析水浸后发生的离子反应为TiO22H2O=H2TiO32H，废液主要
8、呈酸性，所以应加入CaO、CaCO3或碱。(2)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，水浸后废液中应加入_处理。12345绿矾(FeSO47H2O)生石灰(或碳酸钙、废碱)反应TiCl42Mg=2MgCl2Ti在Ar气氛中进行的理由是_。解析反应后Ti和Mg易与空气中O2、N2等反应，故应在Ar气氛中进行。(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及到的步骤为12345防止高温下镁或钛与O2、N2等反应5.(2019南京高一下学期月考)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有杂质SiO2和Fe2O3)提取氧化铝并冶炼Al的操作过程如下：12345
9、(1)滤渣A是_，滤渣B是_。SiO2(或二氧化硅)Fe(OH)3(或氢氧化铁)解析铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应，则滤渣A是SiO2(或二氧化硅)；滤液A中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠，则滤渣B是Fe(OH)3(或氢氧化铁)。12345(2)操作、的名称是_。12345解析操作、的名称均是过滤。过滤(3)操作中，灼烧时盛放药品的仪器是_，发生反应的化学方程式是_。12345解析操作中，灼烧固体时盛放药品的仪器是坩埚。滤液B中含有偏铝酸钠，通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，滤渣C是Al(OH)3，则发生反应的化学方程式是2Al(OH)3 Al2O33
10、H2O。坩埚(4)生成滤渣C的离子方程式为_。12345(5)取滤液B 100 mL，加入1 molL1 200 mL盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7 g。则滤液B中c( )_，c(Na)_ molL1。123451.5 molL16.012345化工生产工艺流程类试题解答方法(1)抓首尾，看中间：从原料到产品为一条龙的生产工序试题，其关键点是认真分析对比原材料与产品的组成，从中得出将原料转化为产品和除去原材料中所含杂质的基本原理和所用工艺。(2)用交叉，看分流：有些化工生产选用多组原料，解题关键在于找准中间产品和相互交叉的流水生产线，在分析过程中，抓住中间产品的关联作用，逐一破解。(3
11、)明目的，读流程：化工工艺流程综合题目一般是关于物质制备，首先明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质，并结合基本概念和反应原理分析流程图试题中的元素及化合物知识，从质量守恒原理的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。“”前是投料(反应物)，“”后是生成物。思维模型(4)看控制，找分离：物质制备工艺都涉及物质的分离提纯，注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择(如过滤、萃取、分液、蒸馏等)，尽可能写出主要的化学反应方程式或制备原理。若出现工艺评价内容，从成本、环保、现实等多角度考虑分析即可。1工艺流程题的结构规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循
12、环” 。2对原料预处理的常用方法(1)研磨减小固体颗粒的体积，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。(2)水浸与水接触反应或溶解。(3)酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。(4)灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质。(5)煅烧改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。3解答化工流程题的方法目标分析法制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：1(2018河北衡水中学期中)已知海水中的溴含量约为 65 mg
13、L1，从海水中提取溴的工业流程如下：(1)上述步骤中已获得游离态的溴，步骤又将其转化成化合态的溴，目的是_。(2)步骤通入热空气吹出 Br2，利用了溴的_(填字母)。A氧化性 B还原性C挥发性 D腐蚀性(3)步骤中涉及的离子反应如下，请在方框内填入正确的化学计量数：(4)上述流程中吹出的溴蒸气也可以先用二氧化硫的水溶液吸收，再用氯气氧化，然后进行蒸馏，则溴与二氧化硫的水溶液反应的离子方程式为_。(5)实验室分离溴还可以用萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的有_(填字母)。A乙醇 B四氯化碳C裂化汽油 D苯答案(1)富集溴元素(2)C(3)33153(4)SO2Br22H2O=4H2BrSO(5)B
14、D24解析(1)由于海水中 Br的浓度低，故步骤的目的是富集溴元素。(2)溴单质易挥发。(5)乙醇与水互溶，不能作为溴的萃取剂；裂化汽油中含有不饱和烃，能与溴单质发生反应，不能作为溴的萃取剂。2我国拥有很长的海岸线，具有丰富的海洋资源，以海水为原料的盐化工是我国的重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液，其中除含镁盐外，还含有其他盐类(如图甲所示)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的题目：(1)根据图甲所示，写出盐卤中含量最多的两种盐的化学式：_、_。(2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线，已知 t1 时，MgSO4和 KCl 的溶解度分别为M、N，则它们溶解度大小
15、的关系为_；将盐卤加热到 t2 以上，根据溶解度曲线，首先析出的晶体应是_。(3)化工厂利用卤水生产金属镁的工艺流程如图所示：“操作”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来，操作的名称是_。氢氧化镁与试剂B 反应的化学方程式为_。操作的名称是_。该方法的优点为_。(4)用电解法制备金属镁，两位同学分别设计了下面的两种方法。甲：电解熔融的氧化镁乙：电解熔融的氯化镁其中同学_(填“甲”或“乙”)制备金属镁的方案更合理，假设生产过程中镁元素没有损失，则 100 g 卤水可制备镁_ g。答案(1)NaClMgCl2(2)MNMgSO4(3)过滤Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸发、结晶就地取材，节约
16、资源，降低成本(4)乙4.8解析(1)从甲图中可以看出 1 000 g 盐卤中含有的 NaCl、MgCl2、MgSO4、KCl 分别为 163.0 g、142.5 g、60.0 g、22.0 g。由此可见，含量最多的是 NaCl、MgCl2。(2)在 t1 时，KCl 和 MgSO4的溶解度曲线相交；t2 以后，MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，故将盐卤加热到 t2 以上首先析出的是 MgSO4。(3)分离固体与液体混合物应用过滤方法，而使溶液中的溶质以晶体的形式析出则需要蒸发、结晶。由于就地选用了海边的贝壳为原料来生产 CaO，所以节约了资源，降低了生产成本。(4)制备金属镁应该电解熔
17、融的 MgCl2，如果电解氧化镁则耗能大；根据卤水中镁元素守恒，可以得出电解所得到的镁的质量为 100 g100 g3.6 g1.2 g4.8 142.51 000249560.01 00024120g。3以已经提取出氯化钠、单质溴、镁等化学物质的富碘卤水为主要原料，采用如图所示的工艺流程生产单质碘。(1)写出乙、丁溶液中溶质的化学式：乙_，丁_。(2)第步操作中用稀硫酸浸洗的目的是_(填字母)。A除去 NO B除去未反应的 IC除去未反应的 Fe D除去碱性物质(3)第步操作中提纯 I2的步骤是_、_、_。(4)实验室检验 I2的方法是_。(5)甲物质见光易变黑，其原因是_(用化学方程式表示
18、)。答案(1)FeI2FeCl3(2)C(3)萃取分液蒸馏(4)将其加入淀粉溶液中，溶液显蓝色(5)2AgI2AgI2=光照 解析题述流程中的反应过程如下所示：4(2019天津一中月考)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备 TiO2和 Ti 的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。用含 Fe2O3的钛铁矿(主要成分为 FeTiO3)制备 TiO2流程如下：(1)步骤加 Fe 的目的是_；步骤冷却的目的是_。(2)上述制备 TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，水浸后废液中应加入_处理。(3)由金红石(TiO2)制取
19、单质钛(Ti)，涉及到的步骤为TiO2TiCl4Mg 800 ，ArTi反应 TiCl42Mg=2MgCl2Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是_。答案(1)将 Fe3还原为 Fe2析出绿矾(FeSO47H2O)(2)绿矾(FeSO47H2O)生石灰(或碳酸钙、废碱)(3)防止高温下镁或钛与 O2、N2等反应解析(1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将3 价 Fe 转化为2 价 Fe，降温减小 FeSO47H2O 的溶解度，有利于绿矾结晶。(2)水浸后发生的离子反应为 TiO22H2O=H2TiO32H，废液主要呈酸性，所以应加入 CaO、CaCO3或碱。(3)反应后 Ti 和 Mg
20、易与空气中 O2、N2等反应，故应在 Ar 气氛中进行。5(2019南京高一下学期月考)工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3，还含有杂质 SiO2和Fe2O3)提取氧化铝并冶炼 Al 的操作过程如下：(1)滤渣 A 是_，滤渣 B 是_。(2)操作、的名称是_。(3)操作中，灼烧时盛放药品的仪器是_，发生反应的化学方程式是_。(4)生成滤渣 C 的离子方程式为_。(5)取滤液 B 100 mL，加入 1 molL1 200 mL 盐酸时，沉淀量达到最大且质量为 11.7 g。则滤液 B 中 c(AlO)_，c(Na)_ molL1。 2答案(1)SiO2(或二氧化硅)Fe(OH)3(或氢氧化
21、铁)(2)过滤(3)坩埚2Al(OH)3Al2O33H2O= (4)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO 2 3(5)1.5 molL16.0解析(1)铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应，则滤渣 A 是 SiO2(或二氧化硅)；滤液 A 中含有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠，则滤渣 B 是Fe(OH)3(或氢氧化铁)。(2)操作、的名称均是过滤。(3)操作中，灼烧固体时盛放药品的仪器是坩埚。滤液 B 中含有偏铝酸钠，通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，滤渣 C 是 Al(OH)3，则发生反应的化学方程式是 2Al(OH)3Al2O33H2O。= = = =
22、 = (4)由于二氧化碳是过量的，则生成滤渣 C 的离子方程式为 AlOCO22H2O=Al(OH) 23HCO。 3(5)取滤液 B 100 mL，加入 1 molL1 200 mL 盐酸时，沉淀量达到最大且质量为 11.7 g，即氢氧化铝是 11.7 g，其物质的量是0.15 mol，根据铝原子守恒可知，溶液 B 中11.7 g78 gmol1c(AlO)0.15 mol0.1 L1.5 molL1。根据化学方程式 Al2(SO4) 238NaOH=3Na2SO42NaAlO24H2O 可知，Al2(SO4)3消耗氢氧化钠 0.6 mol，又因为氢氧化钠还会与硫酸等反应，因此最终滤液 B
23、中 Na的浓度大于 6.0 molL1。化工生产工艺流程类试题解答方法(1)抓首尾，看中间：从原料到产品为一条龙的生产工序试题，其关键点是认真分析对比原材料与产品的组成，从中得出将原料转化为产品和除去原材料中所含杂质的基本原理和所用工艺。(2)用交叉，看分流：有些化工生产选用多组原料，解题关键在于找准中间产品和相互交叉的流水生产线，在分析过程中，抓住中间产品的关联作用，逐一破解。(3)明目的，读流程：化工工艺流程综合题目一般是关于物质制备，首先明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质，并结合基本概念和反应原理分析流程图试题中的元素及化合物知识，从质量守恒原理的角度
24、分析未知物质，寻找解题的突破口。“”前是投料(反应物)， “”后是生成物。(4)看控制，找分离：物质制备工艺都涉及物质的分离提纯，注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择(如过滤、萃取、分液、蒸馏等)，尽可能写出主要的化学反应方程式或制备原理。若出现工艺评价内容，从成本、环保、现实等多角度考虑分析即可。第1课时金属矿物、海水资源的 开发利用第八章第一节自然资源的开发利用1.理解金属冶炼的一般原理，掌握活泼性不同的金属冶炼的一般方法，形成 金属冶炼方法知识模型，培养“证据推理与模型认知”能力。2.了解海水的主要组成元素，了解海水资源及开发利用的主要方式，掌握从 海水中提取溴的化
25、学反应原理及实验方法，培养“宏观辨识与变化观念”。3.通过对金属冶炼原理及海水资源综合利用的认识，培养“科学探究”精神， 增强社会责任感。核心素养发展目标二、海水资源的开发利用内容索引NEIRONGSUOYIN一、金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用JIN SHU KUANG WU DE KAI FA LI YONG01知识梳理1.金属元素在自然界中的存在形态游离态金、铂化合态2.金属冶炼的一般原理(1)基本原理：将金属元素从其化合物中 出来。(2)表示方法：Mnne=M。还原3.金属冶炼的一般方法(1)依据：金属活泼性不同，将其由化合态还原为游离态的难易程度不同。(2)写出用下列方法冶炼金属
26、的化学方程式热分解法：加热分解HgO：2HgO 2HgO2加热分解Ag2O：2Ag2O 4AgO2热还原法：H2还原CuO：CuOH2 CuH2O高炉炼铁：Fe2O33CO 2Fe3CO2铝热反应：2AlFe2O3 2FeAl2O3电解法：冶炼钠：_冶炼镁：_冶炼铝：_其他方式：湿法炼铜：_FeCuSO4=FeSO4Cu4.合理开发和利用金属矿物资源(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)加强废旧金属的回收和再利用。(5)使用其他材料代替金属材料。(1)所有金属单质必须通过化学反应才能获得()(2)利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应
27、()(3)越活泼的金属元素，人类利用的越晚()判断正误提示活泼性非常弱的金属，如金、铂等，在自然界中以单质形式存在，可以通过物理方法获得。提示金属冶炼的本质就是利用还原剂，将金属从化合物中还原出来。提示越活泼的金属，其金属阳离子氧化性越弱，越难被还原，因此利用的时间就越晚。(4)用热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg从化合物中还原出来()(5)铝热反应本质是用铝将比铝活泼性弱的金属从其化合物中置换出来()提示Mg是活泼金属，其活泼性大于H2的活泼性，不能用热还原法制备。提示铝热反应本质是置换反应，是利用金属铝的还原性把活泼性弱的金属从其化合物中还原出来。1.利用铝热反应可以在野外焊接大截面的钢
28、轨，其原理为2AlFe2O3 Al2O32Fe，某小组用如图所示仪器及试剂探究铝热反应。深度思考其实验现象记录如下：剧烈反应，火星四射。放出大量的热，纸漏斗下端被烧穿，有红热熔融物落入细沙上，冷却后变为黑色固体。根据以上描述，回答以下问题：(1)铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？提示铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，因此不需要持续加热。(2)实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？提示镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发Al和Fe2O3发生反应。(3)蒸发皿中铺少量细沙的作
29、用是什么？提示一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。(4)据反应原理，Fe2O3和Al的质量比为多少最好？提示为保证Fe2O3和Al都反应完全，两者质量比控制在31为最好。 m(Al)160(227)312.地球上的金属资源是有限的，合理开发利用金属资源尤为重要。下图是从铝土矿和废旧铝质饮料罐获取铝的工艺流程：a.资料卡片：(1)以铝土矿为原料生产1 kg铝的资源及能耗铝土矿：4 kg煤：0.5 kg燃料油：0.25 kg纯碱：0.5 kg石灰：0.5 kg氟化钙：0.04 kg焙烧碳素：0.6 kg冰晶石：0.03 kg电能能耗6.7107 J(2)以废旧饮料罐生产1 kg铝消耗资源
30、及能耗废旧饮料罐1.01 kg，电能能耗3.35106 J试从能源消耗和环境污染两个角度分析加强废旧金属回收利用的重要性。提示用铝土矿生产铝，能耗高，资源消耗量大，在生产过程中会产生大量的废气、废液及废渣，对大气水体及土壤会产生很大污染；而用废旧饮料罐生产铝，能耗低，资源消耗量小，对环境污染很小，变废为宝，既可以减少废旧金属对环境的污染还可以提高矿物有效利用率，是可持续发展的必然要求。1.工业上常用电解法冶炼的金属为A.镁 B.铁 C.铜 D.银解析镁是活泼金属，用热还原法不能获取，只能用电解熔融的氯化镁来制取。跟踪强化12342.已知一些金属的发现和使用与其金属活动性有着必然的联系。据此推测
31、，下列事件发生在铁器时代之前的是A.金属钠的使用 B.青铜器的大量使用C.海水提镁 D.铝热法制铬解析钠、镁都是活泼金属，工业制备常用电解法，铝热法制铬是在高温下用铝作还原剂，将铬从其化合物中置换出来，故A、C、D三项对应的事件都是近现代发生的，铜性质非常稳定，易从化合物中提取出来，故青铜器的使用应发生在铁器时代之前。12343.铝能用于冶炼熔点高的金属(如V、Cr、Mn等)，用到的铝的性质是A.银白色金属B.熔、沸点相对较低C.导电、导热性能好D.还原性强，在反应中释放出大量的热1234解析铝热法冶炼金属利用的是铝的还原性强，在反应中释放大量的热，在高温下，将活泼性相对弱的金属从其化合物中置
32、换出来的性质。解析K和Mg不能用H2或CO来还原其化合物制得，因活泼金属单质会和H2O或CO2反应，A项错误；Al应用电解法冶炼，B错误；Hg和Ag常用热分解法冶炼，D错误。4.下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是A.K、Mg B.Fe、AlC.Fe、Cu D.Hg、Ag1234金属冶炼方法与金属活动性关系归纳总结返回02海水资源的开发利用HAI SHUI ZI YUAN DE KAI FA LI YONG1.海水水资源的开发利用(1)海洋约占地球表面积的 ，海水中水的储量约占地球总水量的 ，约1.31018 t。(2)海水水资源的利用知识梳理71%97%海水的蒸馏a.主要
33、仪器：A： ，B： ，C： 。b.冷凝水的流向： 口进， 口出。c.B中加入碎瓷片的目的是 。冷凝管蒸馏烧瓶锥形瓶ab防止液体暴沸2.海水化学资源的开发利用(1)海水中的化学元素海水中元素主要元素：_常量元素： 、 、 、 、S、Ca、Br、C、 Sr、B、F等11种元素微量元素：铀元素、碘元素等O、HCl Na K Mg氯碱工业：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2制钠和氯气：_制盐酸：H2Cl2 2HCl制漂白剂(84)：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O(2)海水中提取物质及综合利用用KBr制单质溴：_用MgCl2制Mg：_2KBrCl2=2KClBr2(1)海洋约占地球表面
34、积的71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约()(2)海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低()(3)海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素()(4)可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气()提示海水中含量最多的两种元素为O和H元素。判断正误提示电解饱和食盐水可以获取氢氧化钠、氢气和氯气，不能生成金属钠。(5)从溴化钾中获取单质溴发生了氧化还原反应()(6)除了从海水中获取淡水和化学物质外，其他就没有什么价值了()提示除了从海水中获取淡水和化学物质，海水在能量方面也具有十分重要的战略意义，如潮汐能、波浪能等新型能源的开发和利用等。溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上
35、用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：(1)写出、过程中反应的离子方程式。深度思考提示Cl22Br=Br22ClSO2Br22H2O= 2Br4HCl22Br=Br22Cl(2)过程和通入空气、水蒸气利用单质溴的什么性质？过程获取了游离态的溴，过程又将其转变为化合态的溴，其目的是什么？提示Br2易挥发，利用空气或水蒸气可以将Br2从海水中吹出；将单质溴再转化为溴离子的目的是使Br浓缩，提高Br2的提取效率。(3)过程蒸馏过程中温度控制在8090 ，温度过高或过低都不利于生产，原因是什么？提示温度过高，水蒸气挥发性增强，使溴的纯度降低，温度太低，溴的挥发性减小，导致溴单质不能充
36、分挥发。1.在海水资源的综合利用中，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是A.溴、碘单质 B.钠、镁单质C.食盐、淡水 D.烧碱、纯碱12跟踪强化解析海水中氯、溴、碘、镁、铝都以化合态形式存在，若制取其单质，必须经过化学变化。从海水中提取食盐和海水的淡化主要是将海水进行蒸发或蒸馏，是物理变化。而由饱和食盐水制取烧碱需电解，为化学变化，故答案选C。2.我国历来十分重视海水资源的综合利用，下列有关海水综合利用的说法正确的是A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能B.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化C.海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质D.从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgC
37、l2可制备Mg12解析潮汐发电是将潮汐能转化为电能，故A错误；因水的沸点较低，可用海水蒸发制海盐，其过程是物理变化过程，故B错误；海水提溴的工艺主要步骤是在预先浓缩并酸化的海水中，通入足量氯气：2BrCl2=Br22Cl，需要加入氧化剂才能获得单质溴，故C错误；从海水中提取金属镁，最基本的方法是往海水里加石灰乳，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成MgCl2；之后经过过滤、干燥，镁是活泼金属，MgCl2为离子化合物，电解MgCl2即可得到金属镁，故D正确。12返回第一节第一节自然资源的开发利用自然资源的开发利用第第 1 课时课时金属矿物、海水资源的开发利用金属矿物、海水资源的开发
38、利用核心素养发展目标1.理解金属冶炼的一般原理，掌握活泼性不同的金属冶炼的一般方法，形成金属冶炼方法知识模型，培养“证据推理与模型认知”能力。2.了解海水的主要组成元素，了解海水资源及开发利用的主要方式，掌握从海水中提取溴的化学反应原理及实验方法，培养“宏观辨识与变化观念” 。3.通过对金属冶炼原理及海水资源综合利用的认识，培养“科学探究”精神，增强社会责任感。一、金属矿物的开发利用1金属元素在自然界中的存在形态2金属冶炼的一般原理(1)基本原理：将金属元素从其化合物中还原出来。(2)表示方法：Mnne=M。3金属冶炼的一般方法(1)依据：金属活泼性不同，将其由化合态还原为游离态的难易程度不同
39、。(2)写出用下列方法冶炼金属的化学方程式热分解法：加热分解 HgO：2HgO2HgO2= 加热分解 Ag2O：2Ag2O4AgO2= 热还原法：H2还原 CuO：CuOH2CuH2O= 高炉炼铁：Fe2O33CO2Fe3CO2=高温 铝热反应：2AlFe2O32FeAl2O3=高温 电解法：冶炼钠：2NaCl(熔融)2NaCl2=电解 冶炼镁：MgCl2(熔融)MgCl2=电解 冶炼铝：2Al2O3(熔融)4Al3O2=电解 冰晶石其他方式：湿法炼铜：FeCuSO4=FeSO4Cu火法炼铜：Cu2SO22CuSO2= 4合理开发和利用金属矿物资源(1)提高金属矿物的利用率。(2)开发环保高效
40、的金属冶炼方法。(3)防止金属的腐蚀。(4)加强废旧金属的回收和再利用。(5)使用其他材料代替金属材料。(1)所有金属单质必须通过化学反应才能获得()提示活泼性非常弱的金属，如金、铂等，在自然界中以单质形式存在，可以通过物理方法获得。(2)利用化合物冶炼金属时，金属元素一定发生还原反应()提示金属冶炼的本质就是利用还原剂，将金属从化合物中还原出来。(3)越活泼的金属元素，人类利用的越晚()提示越活泼的金属，其金属阳离子氧化性越弱，越难被还原，因此利用的时间就越晚。(4)用热还原法冶炼金属时，可以用 H2将 Mg 从化合物中还原出来()提示Mg 是活泼金属，其活泼性大于 H2的活泼性，不能用热还
41、原法制备。(5)铝热反应本质是用铝将比铝活泼性弱的金属从其化合物中置换出来()提示铝热反应本质是置换反应，是利用金属铝的还原性把活泼性弱的金属从其化合物中还原出来。1利用铝热反应可以在野外焊接大截面的钢轨，其原理为2AlFe2O3Al2O32Fe，某小组用如图所示仪器及试剂探究铝热反应。=高温 其实验现象记录如下：剧烈反应，火星四射。放出大量的热，纸漏斗下端被烧穿，有红热熔融物落入细沙上，冷却后变为黑色固体。根据以上描述，回答以下问题：(1)铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？提示铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，因此不需要持续加热。(2)实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么
42、？引发反应的操作是什么？提示镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发 Al 和 Fe2O3发生反应。(3)蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？提示一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。(4)据反应原理，Fe2O3和 Al 的质量比为多少最好？提示为保证 Fe2O3和 Al 都反应完全，两者质量比控制在 31 为最好。m(Al)23Fe Om160(227)312地球上的金属资源是有限的，合理开发利用金属资源尤为重要。下图是从铝土矿和废旧铝质饮料罐获取铝的工艺流程：a. b.废旧铝质饮料罐高温熔化 除杂液态铝铝锭资
43、料卡片：1以铝土矿为原料生产 1 kg 铝的资源及能耗铝土矿：4 kg煤：0.5 kg燃料油：0.25 kg纯碱：0.5 kg石灰：0.5 kg氟化钙：0.04 kg焙烧碳素：0.6 kg冰晶石：0.03 kg电能能耗6.7107 J2以废旧饮料罐生产 1 kg 铝消耗资源及能耗废旧饮料罐 1.01 kg，电能能耗3.35106 J试从能源消耗和环境污染两个角度分析加强废旧金属回收利用的重要性。提示用铝土矿生产铝，能耗高，资源消耗量大，在生产过程中会产生大量的废气、废液及废渣，对大气水体及土壤会产生很大污染；而用废旧饮料罐生产铝，能耗低，资源消耗量小，对环境污染很小，变废为宝，既可以减少废旧金
44、属对环境的污染还可以提高矿物有效利用率，是可持续发展的必然要求。1工业上常用电解法冶炼的金属为()A镁 B铁 C铜 D银答案A解析镁是活泼金属，用热还原法不能获取，只能用电解熔融的氯化镁来制取。2已知一些金属的发现和使用与其金属活动性有着必然的联系。据此推测，下列事件发生在铁器时代之前的是()A金属钠的使用 B青铜器的大量使用C海水提镁 D铝热法制铬答案B解析钠、镁都是活泼金属，工业制备常用电解法，铝热法制铬是在高温下用铝作还原剂，将铬从其化合物中置换出来，故 A、C、D 三项对应的事件都是近现代发生的，铜性质非常稳定，易从化合物中提取出来，故青铜器的使用应发生在铁器时代之前。3铝能用于冶炼熔
45、点高的金属(如 V、Cr、Mn 等)，用到的铝的性质是()A银白色金属B熔、沸点相对较低C导电、导热性能好D还原性强，在反应中释放出大量的热答案D解析铝热法冶炼金属利用的是铝的还原性强，在反应中释放大量的热，在高温下，将活泼性相对弱的金属从其化合物中置换出来的性质。4下列各组金属最适合用 H2或 CO 把它从化合物中还原出来的是()AK、Mg BFe、AlCFe、Cu DHg、Ag答案C解析K 和 Mg 不能用 H2或 CO 来还原其化合物制得，因活泼金属单质会和 H2O 或 CO2反应，A 项错误；Al 应用电解法冶炼，B 错误；Hg 和 Ag 常用热分解法冶炼，D 错误。金属冶炼方法与金属
46、活动性关系二、海水资源的开发利用1海水水资源的开发利用(1)海洋约占地球表面积的 71%，海水中水的储量约占地球总水量的 97%，约 1.31018 t。(2)海水水资源的利用海水的蒸馏a主要仪器：A：冷凝管，B：蒸馏烧瓶，C：锥形瓶。b冷凝水的流向：a 口进，b 口出。cB 中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。2海水化学资源的开发利用(1)海水中的化学元素(2)海水中提取物质及综合利用氯碱工业：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2=电解 制钠和氯气：2NaCl(熔融)2NaCl2=电解 制盐酸：H2Cl22HCl=点燃 制漂白剂(84)：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O用 KBr
47、制单质溴：2KBrCl2=2KClBr2用 MgCl2制 Mg：MgCl2(熔融)MgCl2=电解 (1)海洋约占地球表面积的 71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约()(2)海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低()(3)海水中含量最多的两种元素为 Na 元素和 Cl 元素()提示海水中含量最多的两种元素为 O 和 H 元素。(4)可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气()提示电解饱和食盐水可以获取氢氧化钠、氢气和氯气，不能生成金属钠。(5)从溴化钾中获取单质溴发生了氧化还原反应()(6)除了从海水中获取淡水和化学物质外，其他就没有什么价值了()提示除了从海水中获取淡水和化学物质
48、，海水在能量方面也具有十分重要的战略意义，如潮汐能、波浪能等新型能源的开发和利用等。溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：(1)写出、过程中反应的离子方程式。提示Cl22Br=Br22ClSO2Br22H2O=SO2Br4H24Cl22Br=Br22Cl(2)过程和通入空气、水蒸气利用单质溴的什么性质？过程获取了游离态的溴，过程又将其转变为化合态的溴，其目的是什么？提示Br2易挥发，利用空气或水蒸气可以将 Br2从海水中吹出；将单质溴再转化为溴离子的目的是使 Br浓缩，提高 Br2的提取效率。(3)过程蒸馏过程中温度控制在 80
49、90 ，温度过高或过低都不利于生产，原因是什么？提示温度过高，水蒸气挥发性增强，使溴的纯度降低，温度太低，溴的挥发性减小，导致溴单质不能充分挥发。1在海水资源的综合利用中，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()A溴、碘单质 B钠、镁单质C食盐、淡水 D烧碱、纯碱答案C解析海水中氯、溴、碘、镁、铝都以化合态形式存在，若制取其单质，必须经过化学变化。从海水中提取食盐和海水的淡化主要是将海水进行蒸发或蒸馏，是物理变化。而由饱和食盐水制取烧碱需电解，为化学变化，故答案选 C。2我国历来十分重视海水资源的综合利用，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A利用潮汐发电是将化学能转化为电能B海水蒸发制
50、海盐的过程中发生了化学变化C海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质D从海水中可以得到 MgCl2，电解熔融 MgCl2可制备 Mg答案D解析潮汐发电是将潮汐能转化为电能，故 A 错误；因水的沸点较低，可用海水蒸发制海盐，其过程是物理变化过程，故 B 错误；海水提溴的工艺主要步骤是在预先浓缩并酸化的海水中，通入足量氯气：2BrCl2=Br22Cl，需要加入氧化剂才能获得单质溴，故 C 错误；从海水中提取金属镁，最基本的方法是往海水里加石灰乳，得到 Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成 MgCl2；之后经过过滤、干燥，镁是活泼金属，MgCl2为离子化合物，电解 MgCl2即可
