开发利用金属矿物和海水资源
1．了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法。了解海水资源及其开发利用的主要方法。掌握从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法。认识开发利用金属矿物和海水资源所带来的环境问题和预防措施。认识化学在自然资源的合理开发与综合利用方面的重要价值培养环保意识和节约意识。
要点一
1．金属在自然界的存在形态。
2．金属冶炼的原理。金属的冶炼是利用氧化还原反应原理在一定条件下使金属离子得到电子被还原成金属原子聚集成为金属单质。如M＋＋－。冶炼方法。(1)热分解法：适用于不活泼金属的冶炼。
(2)电解法。适用于活泼金属的冶炼。
(3)高温还原法。适用于大多数中等活泼金属的冶炼常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。
其他方法。
4．合理开发和利用金属资源的途径。(1)提高金属矿物的利用率。(2)减少金属的使用量。(3)加强金属资源的回收和再利用。(4)使用其他材料代替金属材料。
【应用思考】在自然界中金属为什么大多数以化合态存在？提示：大多数金属比较活泼容易与H、O等反应故大多数金属以化合态存在于自然界中。
工业上利用电解熔融MgCl来制取Mg而MgO比MgCl更易获得为什么不电解熔融MgO制取镁呢？(MgO的熔点：2852℃的熔点：118℃)提示：由于MgO的熔点远远高于MgCl的熔点将MgO熔融需要能量较多所以采用电解熔融MgCl的方法制取Mg冶炼金属也要考虑节能减排。
1．(1)海水淡化的途径主要是从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去。(2)海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久技术和工艺也比较完善但成本较高。直接利用。主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。海水制盐。(1)方法。把海水引到盐滩上利用日光和风力使水分蒸发得到食盐。(2)食盐的用途。
有关反应的方程式：
海水提溴。在预先经过酸化的浓缩海水中用氯气氧化溴离子使之成为单质溴反应的离子方程式为Cl＋2Br－＋2Cl－。
【应用思考】海水制盐属于物理变化还是化学变化？提示：海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出因此属于物理变化。
海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别？为什么？提示：因为海水蒸馏得到的是淡水水的沸点为(常压下)无需用温度计因此可不用蒸馏烧瓶而换为圆底烧瓶。
1．历史上最悠久的海水淡化方法是(A)蒸馏法B．电渗析法离子交换法D．过滤法
有关金属的冶炼原理下列说法正确的是(C)肯定发生的是置换反应肯定发生的是分解反应肯定发生的是氧化还原反应只能用金属作还原剂冶炼金属
下列化学方程式能用于工业上冶炼金属镁的是(D)＋MgCl＋Mg(溶液)＋Cl2Mg＋O(熔融)＋Cl
1．从利用金属的历史来看先是青铜器时代而后是铁器时代铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是(B)地壳中的金属元素的含量②金属活动性顺序③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性解析：对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后可以发现人类使用较早的金属其活动性较弱；结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识可知：金属活动性越强金属的冶炼难易程度越难这会影响了人类对金属的使用其它因素均与使用的前后顺序无关；故选B。
下列属于海水化学资源利用的是(B)海水淡化B．海水提盐海水养殖D．海水发电解析：A、C、D三项都属于海水水资源的开发利用。
以下方法可用于工业冶炼金属的是(C)电解熔融AlCl获取金属铝电解MgCl溶液获取金属镁用CO还原铁矿石来获取金属铁电解饱和食盐水来获取金属钠解析：AlCl是共价化合物应该用电解熔融Al获A错误；应该电解熔融的MgCl获取金属镁错误；铁是比较活泼的金属在工业上就是用CO还原铁矿石来获取金属铁的正确；电解熔融食盐来获取金属钠错误；答案选C。
下列化工生产原理错误的是(D)可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁③电解法炼铝时原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的故无需加热解析：钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应不能将镁置换出来错误。电解冶炼铝所用的原料为氧化铝错误。炼铁高炉中所发生的反应CO＋C属于吸热反应错误。
工业上制备下列金属采用的化学反应原理正确的是(C)
解析：工业上电解熔融的氯化镁来制取金属Mg错误；钙的工业制法与镁相似电解熔融的氯化钙错误；工业制取Mn用还原法单质Al与二氧化锰发生置换反应正确；汞单质的制取用加热分解法分解HgO得到Hg单质错误答C。
目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的海水提溴常用的方法之一是用氧化剂把溴离子氧化成单质再通入热空气将溴蒸气吹出这一反应中常用的氧化剂是(A)解析：此法是通入氯气把浓缩的溶液中的溴化物氧化然后用空气把生成的溴吹出。
7．从化学原理和经济利益角度分析下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是(D)
解析：从原料成本等方面考虑项方法最可行答案为D。
从海带中(D)
(1)将海带灼烧成灰(2)过滤得含I－溶液(3)放出碘的四氯化碳溶液(4)分离碘并回收四氯化碳(1)(2)B．(2)(3)(1)(2)(3)D．(3)(4)解析：(1)错灼烧海带要用耐高温的坩埚不能采用烧杯或蒸发皿；(2)错向漏斗转移溶液时必须用玻璃棒引流；(3)四氯化碳密度比水大碘的四氯化碳4)采用蒸馏的方法分离碘并回收四氯化碳装置图和方法都合理故答案为D。
冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H做还原剂、②用活泼金属Na、Mg等还原、③利用铝热反应原理还原、④电解法、⑤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____________。(5)K、Rb、Cs、Ti等金属通常还原方法是__________。解析：中等活泼的金属用热还原法冶炼；活泼金属用电解法冶炼；不活泼金属用热分解法冶炼；高熔点金属用铝热法冶炼。答案：(1)①(2)④(3)⑤(4)③(5)②
某化学小组的同学取一定量的Al和Fe的混合物进行铝热.(1)引发铝热反应的实验操作是。(2)做铝热反应时内层纸漏斗底部剪一小孔用水润湿的目的是________________________________________________。(3)反应的化学方程式为。已知：Al、Fe的熔、沸点数据如下。
物质 Al Fe 660 1535 沸点(℃) 2467 2750(1)某同学猜测铝热反应所得到的熔落物是铁铝合金。理由：该反应放热能使铁熔化而铝的熔点比铁低所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？________(选填“合理”或“不合理”)。设计一个简单的实验方案证明上述所得的熔落物中含有金属铝：___________________。(2)另外一名同学观察到熔落物呈黑色他认为铝热反应中有少量Fe生成该同学设计如下实验验证他的结论：取少量熔落物用稀硫酸溶解加水稀释后滴加～4滴KSCN溶液。若溶液变为红色则有Fe生成；否则没有Fe生成。该同学的实验方案是否合理？说明你的理由。解析：Ⅱ1)从表格中的数据可知：铝热反应放出的热量熔化铁的同时过量的铝也熔化故可得到铁铝合金。铝与氢氧化钠溶液反应而铁不与氢氧化钠溶液反应可利用氢氧化钠溶液与铝发生反应生成气体检验铝的存在。(2)若生成物中含有Fe过量的铁也会将Fe＋还原故溶液中不存在Fe＋不能利用该实验检验生成物中是否含有Fe。答案：Ⅰ.(1)加少量KClO插上镁条并将其点燃(2)使熔融物易于落下且防止纸漏斗着火(3)Fe2O3＋2Al＋Al(1)合理取少量样品放入试管加入NaOH溶液若有气泡产生说明该熔落物中有铝(2)不合理＋的氧化性比H＋强过量的铁在酸性溶液中先与Fe＋反应所得溶液中不含Fe＋通过该实验不能确定熔落物中是否含有Fe。
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