开发利用金属矿物和海水资源(1).doc

第一节 开发利用金属矿物和海水资源 知识与技能 1、了解金属冶炼的一般原理。 2、解金属回收的重要意义，树立资源保护意识。 过程与方法 1、自主学习，培养学生自学能力 2、活动探究，通过了解金属资源的开发，金属冶炼，人类冶炼和使用金属的历史，金属资源的回收和再利用，海洋资源的类型，海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力、比较能力。 情感态度价值观 1、帮助学生树立节约资源，爱护环境、变废为宝等意识 2、通过金属矿物及海水资源的开发与利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学。 教学重点金属冶炼的一般原理 教学方法讨论、讲解、归纳 教学过程 阅读教材，总结归纳 [板书] 一、金属冶炼的步骤 ①富集矿石、除杂、提高矿石有用成分的含量； ②冶炼利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属离子还原为金属单质。 ③精炼采用一定的方法，提炼纯金属。 [讲述]由于金属的活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此，必须采用不同的冶炼方法。 二、金属冶炼的方法 1．热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解，例如 △ △ 2HgO2HgO2↑ 2Ag2O4AgO2↑ 2．热还原法 多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等，例如 高温 Fe2O33CO2Fe3CO2 高温 WO33H2W3H2O 高温 Cr2O32Al2CrAl2O3 若金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其转化成氧化物。 3．电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。 电解 2Al2O34Al3O2↑ 电解 2NaCl2NaCl2↑ 三、不同金属冶炼方法的选择 金属的活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金属原子失电子能力 强 → 弱 金属离子得电子能力 弱 → 强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 四、常见金属的冶炼原理 Fe Cu Mg Al Na 的冶炼 五、金属的回收和资源保护 1、 废旧金属的最好处理方法是回收利用。 2、 回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。 六、海水资源的开发利用 （1）从海水中提取淡水海水淡化 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。 （2）海水制盐 （3）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品 （4）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料 （5）从海水中获取其他物质和能量 七、从海水中提取物质的方法 海水中含有的各种元素的特点种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如 （1）从海水中提取溴的主要工艺流程 ①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。 ②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质2NaBrCl2Br22NaCl ③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的 Br2SO22H2O2HBrH2SO4 ④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气2HBrCl22HClBr2 ⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。 （2）进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题 ①反应原理海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。 如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是2I-H2O22HI22H2O ②实验注意事项 海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。 教学反思 第二节 化学与资源综合利用、环境保护 知识与技能 1、知道化石燃料是重要的自然资源 2、了解化石燃料燃烧对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料 3、认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义 过程与方法 1、 课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料 2、 自主学习、培养学生自学能力 情感态度价值观 1、 培养学生对社会的关注意识 2、 知道学好化学等科学知识，为保护环境，解决能源危机作出贡献。 教学重点 煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；通过环境保护和绿色化学的有关知识，加强环保意识并培养绿色化学的理念 教学难点石油裂化的原理 教学过程 1． 煤的综合利用 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 （1） 煤的干馏 煤干馏是指将煤隔绝空气加高温使之分解，得到焦炭、煤焦油、煤气。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。 （2） 煤的气化 将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为C sH2Og COgH2g （3） 煤的液化 煤的直接液化使煤与氢气作用生成液体燃料。 煤的间接液化先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。 2．石油加工 石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。 （1） 石油的分馏 石油分馏是利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。 石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。 （2） 石油的催化裂化 石油的催化裂化是将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油的过程。石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。例如 C16H34 C8H18C8H16 C8H18 C4H10 C4H8 C4H10 C2H6C2H4 C4H10 CH4C3H8 乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。 （3） 其它的石油加工 石油经过催化重整，可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等重要化工基本原料。 3．聚合反应和高分子化合物 由低分子（相对分子质量小）生成高分子化合物（相对分子质量巨大）的反应叫做聚合反应。例如， CH2－CH2 n n CH2CH2 聚乙烯是由成千上万个乙烯分子在一定条件下发生聚合反应生成的相对分子质量巨大的高分子化合物。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它们与低分子化合物的根本区别。高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯等。塑料、合成橡胶和合成纤维三大人工合成的高分子材料。 4．化学与环境保护的关系 化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面 （1）对环境情况进行监测对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。 （2）治理三废对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源的回收利用。 （3）寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产绿色化学 绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这是原子利用率为100。 教学反思