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1、第一节自然资源的开发利用学案【学习目标】1. 了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和原理。2. 以海水资源的开发利用为例，了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法。3. 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综合利用资源和能源的方法。【基础梳理】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）极少数的不活泼金属(金、铂等)以 态的形式存在。（2）绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界。（3）在地壳中，含量最高的金属元素是_，其次是_。2金属冶炼原理与实质（1）原理：将金属从化合物中_出来。（2）实质：化合物中金属_电子被_生成金属单质。3. 金属
2、冶炼方法（1）加热分解法制Hg：_。制Ag：_。（2）电解法(写出化学方程式)制Mg：_。制Al：_。制Na：_。【思考讨论1】电解制备Mg时所采用的原料为MgCl2而不用MgO，为什么？_。【思考讨论2】电解制备Al时所采用的原料为Al2O3，能不能采用AlCl3？_。（3）热还原法：高温加热条件下用还原剂把金属还原出来常用还原剂有_等。高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为_。铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为_。【思考讨论】当铁轨有缝隙时，维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，让熔融的铁水流入铁轨的裂缝，冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起。其中的原理是什么？_。【拓展链接】铝热反
3、应铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。反应原理(以铝和氧化铁反应为例)：Fe2O32Al2FeAl2O3。铝热剂：铝粉和某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)的混合物。反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3(固态)分离。应用：在冶金工业上常用这一原理制取熔点较高的金属，如Fe、Cr、Mn等；也可用于焊接钢轨等。4. 合理开发和利用金属资源的主要途径（1）_；（2）开发环保高效的金属冶炼方法；（3）_；（4）_；（5）使用其他材料代替金属材料。二海水资源的开发利
4、用1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_、_、_等。其中_的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。2海水的化学资源利用海水中含量最多的为H、O两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素。其他为微量元素，如Au。（1）海水提溴空气吹出法相关方程式：_。（2）海带中含有碘元素的检验及碘的提取海带中含有碘元素的检验关键反应的反应原理：_。实验步骤及证明方法：海带中提碘工艺流程：海带浸泡氧化过滤提纯碘单质。主要的化学反应原理：_。（3）海水提镁主要的化学反应原理：_。三煤、石油和天然气的综合利用
5、1. 煤的组成2. 煤的综合利用3. 天然气4. 石油组成：石油是由多种_组成的混合物。（1）分馏定义：利用石油中各组分_的不同进行分离的过程叫做石油的分馏。石油经分馏后可以获得_、_、_等含碳原子少的轻质油，但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的重油却供大于求。（2）催化裂化目的：将重油裂化为_等物质。例如：C16H34_。（3）裂解目的：得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。例如：C8H18_C4H10_C4H10_。（4）催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使_转化为_。5. 三大合成材料：_、_、_，这三大合成材料，是以煤、石油和天然气为原料生产的。【知识拓
6、展】化学“三馏”的比较名称原理特点干馏隔绝空气加强热使物质分解的过程属于化学变化，产物为混合物蒸馏根据液态混合物中各组分沸点不同，加热使某一组分蒸发进行分离属于物理变化，产物为单一组分的馏出物分馏根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离属于物理变化，产物为沸点相近的各组分组成的混合物化学中“两裂”的比较名称定义目的裂化在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量裂解在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃【思考交流】问题讨论(1)海带为什么不能用水冲洗？提示：因海带中的I能溶于水，故不用水冲
7、洗干海带，以免I的损失。(2)碘易升华，为什么还可以用酒精灯灼烧海带？提示：海带中的碘元素不是以单质的形式存在，而是以I形式存在。【巩固练习】1.下列叙述不正确的是( )A.步骤通入热空气或水蒸气吹出，利用了溴具有挥发性B.步骤反应中理论上得到的与物质的量之比为1:5C.上述流程中吹出的溴蒸汽，也可用二氧化硫水溶液吸收后直接蒸馏可得到溴单质D.步骤中已获得游离态的溴，步骤又将之转变成化合态的溴，其目的是富集溴2.下列金属应使用热分解法冶炼的是( )A.K、CaB.Ca、CuC.Zn、FeD.Hg、Ag3.下列变化属于物理变化的是( )A.石油分馏B.煤的气化C.石油的裂化D.铁生锈4.下列金属
8、冶炼的反应原理，不恰当的是( )A.B.C.D.5.冶炼金属常用以下几种方法:以C、CO或H2作还原剂; 以活泼金属Na、Mg等还原; 利用铝热反应原理还原; 电解法; 热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。1.Fe、Zn、Cu等中等活泼金属:_2.Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属:_3.Hg、Ag等不活泼金属:_4.V、Cr、Mn、W等高熔点金属:_6.下列金属的冶炼方法正确的是( )A.Hg：热还原法B.Al：电解法C.Cu：热分解法D.Fe：电解法7.下列是四位同学对于海水淡化供居民用水所提供的方法，其中原理上完全不可行的是( )A.加明矾使海水中的盐沉淀出来
9、而淡化B.利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使海水淡化C.将海水缓慢降温凝固以获取淡水D.将海水通过离子交换树脂以除去各种离子8.下列关于金属冶炼的说法正确的是( )A.电解饱和食盐水制取钠B.热还原法制取汞、银C.利用铝热反应制取少量铁D.利用热分解法制取铜9.下列有关金属的冶炼的说法不正确的是( )A.制取金属钠利用电解熔融NaCl的方法，反应中钠元素被还原，氯元素被氧化B.工业上用电解熔融的方法冶炼金属铝C.用铝热法原理炼铁的反应中，被Al还原成Fe，转移8mol电子D.吕氏春秋别类编中“金（即铜）柔锡柔，合两戓则刚”体现了合金硬度方面的特性10.海水提镁的主要流程如下:下列说法正确的是(
10、 )试剂M是盐酸流程中的反应全部都是非氧化还原反应操作b只是过滤用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量A.B.C.D.参考答案1.答案：C2.答案：D3.答案：A解析：A.石油分馏是利用物质沸点不同，控制温度分离混合物的过程，为物理变化，故A正确；B.煤的气化是通过化学反应把煤转化为气体一氧化碳和氢气，为化学变化，故B错误；C.石油的裂化是一定条件下，把大分子烃分解为小分子烃，为化学变化，故C错误；D.铁生锈是铁扶手了电化腐蚀，为化学变化，故D错误；故选：A。4.答案：B解析：A. Na属于活泼金属，工业上采用电解熔融氯化钠的方法冶
11、炼，故A错误；B. Mg属于活泼金属，工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼，因为MgO熔沸点较高，浪费资源，故B正确；C. Al 属于活泼金属，工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼，因为氯化铝属于分子晶体，熔融状态下不导电，所以不采用电解熔融氯化铝的方法冶炼，故C错误；D .铁属于较活泼金属，工业上采用热氧化还原法冶炼，故D错误；故选B。5.答案：1.; 2.; 3.; 4.解析：1.Fe、Zn、Cu等中等活泼的金属应用热还原法。2.Na、Mg、Al等特别活泼金属应用电解法。3.Hg、Ag等不活泼的金属选用热分解法。4.V、Cr、Mn、W等难熔金属应用铝热法。6.答案：B解析：A.对于不活泼的金属(Hg及后面的金属)，可以用热分解的方法，A项错误；B.活泼金属K、Ca、 Na、 Mg、Al一 般用电解法，B项正确；C. Cu可用湿法炼铜或用热还原法，C项错误；D.较活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法，D项错误；故选B,7.答案：A解析：海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A，加明矾，明矾的主要成分是，不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化8.答案：C9.答案：B10.答案：D解析：电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应,因此是错误的。操作b应是过滤蒸发结晶,因此是错误的。所以答案选D.学科网（北京）股份有限公司