高考化学基础提分课件第十一章第一节开发利用金属矿物和海水资源

欢迎进入化学课堂 第十一章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源 一 金属矿物的开发利用1 金属在自然界中的存在在自然界中 除了等极少数金属外 绝大多数金属都以形式存在 金 铂 化合态 2 金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属的过程 即 写反应通式 从其化合物中还原出来 3 金属冶炼的方法 1 热分解法用加热分解氧化物的方法可制取Hg Ag 化学方程式分别为 Mn ne M 2 热还原法 H2还原WO3 Al还原Cr2O3 CO还原Fe2O3 3 电解法 适用于金属活动性很强的金属的冶炼 写出化学方程式 Na Mg Al 4 金属的回收和资源保护 1 回收利用废旧金属的意义 节约 减少 节约能源 2 合理开发和利用金属矿物资源 有效地使用金属产品 材料 主要的途径有 提高金属矿物的 减少金属的使用量 加强金属资源的 使用其他材料代替金属材料等 矿物资源 环境污染 利用率 回收和再利用 铝是地壳中含量最高的元素 为什么人类对铝的使用比铁 铜晚得多 提示 铝的活动性化铁 铜强 难于冶炼 古代的技术条件达不到 不能冶炼铝 故铝的发现和大量使用比铁 铜晚得多 二 海水资源的开发利用1 海水水资源的利用 1 海水水资源的利用 主要包括和直接利用海水进行等 2 海水淡化的方法主要有 等 海水的淡化 循环冷却 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 2 海水化学资源的开发利用 1 氯碱工业 电解NaCl溶液 写出化学方程式 下同 产物制盐酸 制漂白液 电解熔融NaCl Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 2 海水提镁 溴 碘 3 海水中提取和用于核能的开发 4 新型能源 的开发利用 铀 重水 潮汐能 波浪能 1 2011 临沂质检 工业上冶炼金属一般用热分解法 热还原法和电解法 选用不同方法冶炼不同金属的主要依据是 A 金属在自然界中的存在形式B 金属元素在地壳中的含量C 金属阳离子得电子的能力D 金属熔点的高低 解析 主要依据金属阳离子得电子能力的不同 答案 C 2 2011 厦门市高三质检 下列海水综合利用的过程中 可不涉及化学变化的是 A 海水制淡水B 海水制纯NaClC 海水制镁D 海水制溴 解析 海水制备淡水的原理之一是通过蒸馏的方法将水与海水中溶解的盐分离开 是物理变化 因为海水中含有大量的矿物质元素 因此若要得到纯净的NaCl 就需要借助化学方法将Mg2 Br 等除去 答案 A 3 目前 从海水中提取的溴占世界溴年产量的1 3左右 常用的方法之一是用氧化剂把Br 氧化成单质溴 再通入热空气把溴蒸气吹出 这一反应中常使用的氧化剂是 A O2B Cl2C 浓硫酸D 浓硝酸 解析 把Br 氧化成Br2 常用的氧化剂是Cl2 答案 B 4 2011 青岛模拟 下列有关海水综合利用的说法正确的是 A 利用电解的方法可以从海水中获取淡水B 海水中含有钾元素 只需经过物理变化就可以得到钾单质C 海水蒸发制海盐的过程只发生了化学变化D 从海水中可以得到NaCl 电解熔融NaCl可制备Cl2 解析 A项 电解法得不到淡水 且浪费大量电能 B项 钾的性质活泼 以离子形式存在于海水中 不可能经过物理变化得到钾单质 C项 海水制盐的过程发生的是物理变化和化学变化 答案 D 5 2011 大港区模拟 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 把贝壳制成石灰乳 在引入的海水中加入石灰乳 沉降 洗涤 过滤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 干燥产物 电解得到镁 1 以上提取镁的全过程中 没有涉及的化学反应类型是 A 分解反应B 化合反应C 置换反应D 复分解反应 2 下列关于提取镁的说法中 不正确的是 A 此法的优点之一是原料取自大海B 进行 步骤的目的是富集MgCl2C 可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D 电解法冶炼金属要消耗大量电能 答案 1 C 2 C 1 金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 2 铝热反应 1 原理铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质 2 实验装置 如图所示 3 实验现象 镁条剧烈燃烧 放出一定的热量 氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应 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 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 例1 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中不正确的是 A 合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B 工业上金属Mg Al都是用电解熔融的氯化物制得的C 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D 越活泼的金属越难冶炼 名师精析 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 A正确 因AlCl3是共价化合物 熔融时不导电 冶炼铝时采用电解熔融Al2O3的方法 B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 其金属阳离子的氧化性越弱 越难被还原 C D正确 答案 B 当一种金属可用多种方法冶炼时 工业一般采用经济效益高 污染少的方法 1 热分解法优于焦炭还原法 2 焦炭还原法优于铝热还原法 3 铝热还原法优于电解还原法 4 从环保角度 H2还原法优于CO还原法 1 下列说法不正确的是 A 有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B 用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠C 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D 回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 解析 铝是活泼金属 很难用还原剂把它从氧化铝中还原出来 答案 C 1 该同学推测 铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金 这种推测有一定的道理 理由是 2 设计一个简单的实验方案 证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝 该实验所用试剂是 当观察到 现象时 说明熔融物中含有金属铝 3 实验室溶解该熔融物 最好选用下列试剂中的 填序号 A 浓硫酸B 稀硫酸C 稀硝酸D 氢氧化钠溶液 解析 1 铝热反应放出大量的热 使生成的铁熔化 与未反应完的铝可以形成合金 2 铝与NaOH溶液反应 产生H2 3 浓H2SO4使铁 铝钝化 稀HNO3会产生NO 污染环境 NaOH溶液不能溶解铁 答案 1 该反应温度下铝已熔化 未反应的铝可与生成的铁熔合在一起 形成合金 2 NaOH溶液有气泡生成 3 B 1 海水淡化方法及原理 2 海水提取镁 1 流程 3 海水提取溴 1 流程 2 发生反应的化学方程式 2NaBr Cl2 Br2 2NaCl Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 2HBr Cl2 2HCl Br2 4 海带中提取碘 1 流程 2 发生反应的化学方程式 Cl2 2I I2 2Cl 例2 2009 天津高考 海水是巨大的资源宝库 在海水淡化及综合利用方面 天津市位居全国前列 从海水中提取食盐和溴的过程如下 1 请列举海水淡化的两种方法 2 将NaCl溶液进行电解 在电解槽中可直接得到的产品有H2 或H2 3 步骤 中已获得Br2 步骤 中又将Br2还原为Br 其目的为 4 步骤 用SO2水溶液吸收Br2 吸收率可达95 有关反应的离子方程式为 由此反应可知 除环境保护外 在工业生产中应解决的主要问题是 5 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法 查阅了有关资料 Br2的沸点为59 微溶于水 有毒性和强腐蚀性 他们参观生产过程后 绘制了如下装置简图 请你参与分析讨论 图中仪器B的名称 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管 其原因为 实验装置气密性良好 要达到提纯溴的目的 操作中如何控制关键条件 C中液体产物颜色为 为除去该产物中仍残留的少量Cl2 可向其中加入NaBr溶液 充分反应后 再进行的分离操作是 该产物中残留的少量Cl2 可向其中加入NaBr充分反应后 利用Br2易溶于CCl4的性质进行萃取分液来分离 或利用Br2易挥发的特点用蒸馏法分离 解答无机化工类的实验题一般分三步 第一步 读懂工艺流程图 抓住物质流入 流出的方向 挖掘反应条件及记录重要数据 第二步 联系相关化学原理 即涉及的化学反应或实验方法 涉及的化学原理 如水解平衡等 第三步 在前两步的基础上 结合问题 分析判断得出答案 3 2011 杭州高三质检 世界上60 的镁是从海水中提取的 其主要步骤如下 把贝壳制成生石灰 在海水中加入生石灰 过滤 洗涤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 在氯化氢热气流中加热晶体 电解上述所得盐 熔融条件下 下列说法正确的是 A 向步骤 洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净B 上述变化过程中包括了分解 化合 复分解 置换四种反应类型C 在氯化氢热气流中加热晶体的目的是为了加快干燥速度D 步骤 也可以采用电解该盐水溶液的方法 解析 A项中 生石灰过量 沉淀表面吸附有Ca2 利用碳酸钠溶液检验Ca2 的存在 从而能够判断沉淀是否洗涤干净 正确 整个过程没有发生置换反应 B错误 在氯化氢气流中加热晶体是为了防止Mg2 发生水解 C错误 电解氯化镁水溶液不会得到镁单质 D错误 答案 A 下列有关叙述正确的是 A 碘元素在海水中也有游离态存在B 在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C 操作A是结晶或重结晶D B是提纯操作 常用蒸馏或分馏 解析 碘在海水中只以化合态 I 存在 没有游离态 A错误 操作A是萃取 操作B是分液 然后才是蒸馏等操作来得到单质碘 A C D错误 答案 B 钓鱼岛历来都是我国的神圣领土 不容侵犯 钓鱼岛附近海域有丰富的资源可以开发利用 以最新热点为载体 整合工业生产中的热点问题 可以从常见仪器的使用 物质的分离提纯 化学计算及化工生产的工艺流程设计等方面进行综合命题 例 我国科学家已实现利用海水提取镁的研究 如图所示 其步骤为 将海水中存在的大量贝壳煅烧成生石灰 将生石灰制成石灰乳 将石灰乳加入到海水沉淀槽中经过滤得到Mg OH 2沉淀 在Mg OH 2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液 再经蒸发结晶得到MgCl2 6H2O 将MgCl2 6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2 电解熔融的MgCl2可得到镁 试回答下列问题 1 请写出海水提取镁的过程中 反应的化学方程式 2 工业上采用电解熔融的MgCl2的方法制得金属镁 电解槽中阴极的电极反应式为 3 步骤 中的蒸发是利用风吹日晒来完成的 而在实验室中进行蒸发操作需要的玻璃仪器有 4 上述制镁的流程中 可以在降低成本 减少污染方面作出一些工作 请写出其中一点 5 若该工厂不再增加原料 干燥剂可循环利用 忽略水蒸气的损失 利用MgCl2 6H2O同时制取氧化镁 36 5 浓盐酸和无水氯化镁 请你为该厂设计的工艺流程提出合理建议 并计算原料的分配最佳物质的量之近似比 制氧化镁所用原料amol 制无水氯化镁所用原料bmol 则a b 解析 1 贝壳的主要成分为CaCO3 CaCO3在高温下分解生成CaO CO2 电解熔融的MgCl2可得到Mg Cl2 2 在电解槽中Mg2 在阴极获得电子产生Mg Mg2 2e Mg 3 蒸发操作需要蒸发皿盛放被蒸发的溶液 需要玻璃棒进行搅拌 需要酒精灯加热 4 由于电解熔融的MgCl2时会产生有毒气体Cl2 Cl2可用于合成盐酸 这样就能实现氯元素循环而不会对环境造成污染 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全