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2012届高考化学化学与自然资源的开发利用复习教案

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第十单元化学与自然资源的开发利用
解读与阐释
考纲要求权威解读
1.了解金属矿物、海水、煤、石油、天然气的综合利用。
2.了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等)。
3.了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。  常见的考查形式:①金属的通性,金属冶炼的一般原理;②海水的综合开发与利用(镁、溴、碘的提取为近几年高考的重点);③煤和石油的综合利用;④高分子化合物的特征、性质及判断(预计今后随着材料科学的发展,还会加强对材料知识的考查);⑤绿色化学和环境保护的相关知识。
梳理与整合
一、金属矿物的开发利用
导学诱思
铝是地壳中含量最高的金属元素,为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
教材回归
1.金属在自然界中的存在
在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外,绝大多数金属元素以______形式存在于自然界。
2.金属冶炼的实质
金属只有正价,没有负价,所以金属的冶炼过程就是把金属________________的过程。
3.金属冶炼的方法
(1)热分解法
如由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag
2HgO2Hg+O2↑
2Ag2O4Ag+O2↑
(2)热还原法
①CO还原Fe3O4:
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
②H2还原WO3:
WO3+3H2W+3H2O
③C还原ZnO:
ZnO+CZn+CO↑
(3)电解法
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为:
______________________、______________________、______________________。
二、海水资源的开发利用
导学诱思
现有以下化工生产过程:①海水的淡化;②海水中提取食盐;③海水中提取金属镁;④海水中提取碘;⑤海水中提取溴。其中涉及氧化还原反应的有________。
教材回归
1.海水水资源的利用
(1)海水的淡化方法主要有__________、__________和__________等。
(2)蒸馏法

原理:利用水的沸点低,蒸馏时水汽化,而其他物质沸点高,不能汽化,水蒸气冷却得到淡水。
注意:①海水蒸馏原理的装置中冷却水的流向(低进高出),目的是保证冷凝管中充满冷却水,冷却效果更好和冷凝水的利用效率更高。
②为防止暴沸,海水中必须加入碎瓷片。
2.海水化学资源的开发利用

三、煤、石油和天然气的综合利用
导学诱思
煤的干馏与石油的分馏有何不同?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
教材回归
1.煤的综合利用
(1)煤的组成
有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有____元素,还含有____、____、____、____等元素。
(2)煤的综合利用
①煤的干馏
煤的干馏指将煤______________使之分解的过程,工业上也叫__________。

②煤的气化
将煤转化为____________的过程,目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为______________________。
③煤的液化
直接液化:让煤与______作用生成液体燃料。
间接液化:先把煤转化为________,再在催化剂作用下合成______等液体燃料。
2.石油的综合利用
(1)石油的成分
石油主要是由多种__________组成的混合物。
(2)石油的分馏
利用原油中各组分______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叫做分馏。分馏是__________变化。其主要目的是得到______、______、______等轻质油。
(3)石油的裂化
①条件:催化剂、高温。
②过程:含碳原子较多,沸点较高的烃断裂为含__________________的烃,裂化是__________变化。
③主要目的:将重油转化为轻质油,提高轻质油的产量。
(4)石油的裂解
①定义
石油在更高的______下发生______裂化,石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯为主的________。
②生产目的:生产______、丙烯、甲烷等重要基本化工原料。
3.天然气的综合利用
(1)主要成分是______,是一种清洁的化石燃料和重要的化工原料。
(2)天然气与水蒸气反应制取H2。
原理:CH4+H2O??→高温催化剂CO+3H2
4.三大合成材料
(1)三大合成材料:__________________。
(2)加成聚合反应
合成聚乙烯的化学方程式为______________________________,单体为__________,链节为____________,聚合度为____。
四、环境保护与绿色化学
导学诱思
在下列制备环氧乙烷的反应中,最符合“绿色化学”思想的是________。

教材回归
1.环境保护
(1)工业三废指__________________。
(2)环保措施:回收利用、达标排放、研制可降解塑料。
2.绿色化学
(1)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。
(2)原子经济:反应物的原子全部转化为期望的最终产物,即原子利用率为______。
理解与深化
一、金属的冶炼
1.金属冶炼方法与金属活动性顺序的关系

金属活
动性顺序K、Ca、Na、
Mg、AlZn、Fe、Sn、
Pb(H)、CuHg、AgPt、Au
自然界中
存在形态化合态多数化合态,极少游离态游离态
主要冶
炼方法电解法热还原法热分解法金属的富集
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,如Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3、Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3、3Co3O4+8Al9Co+4Al2O3等。
(2)反应特点
①引燃剂:镁条、氯酸钾。
②反应条件:高温。
③反应现象:剧烈燃烧,放出大量的热,导致混合物剧烈反应过后,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。
④结论:Fe2O3中的铁被还原为单质铁,单质铝被氧化为Al2O3,由熔融物及铁珠可知此反应放出大量的热,使生成的铁熔化为铁水。
(3)应用
①野外焊接钢轨。
②冶炼高熔点金属。
【例1】 冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气(或H2或CO)法;③活泼金属置换法;④电解法。
四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石法炼铜,(Ⅱ)湿法炼铜,现代有(Ⅲ)铝热法炼铬,(Ⅳ)从光卤石(KCl?MgCl2?6H2O)中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是(  )。
A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用②
C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④
二、设计从海水中提取溴、碘的主要工艺流程
1.从海水中提取溴的主要工艺流程
(1)流程

(2)有关反应的化学方程式
①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2HBr+Cl2===2HCl+Br2
2.从海水中提取碘的主要工艺流程
(1)流程

(2)有关反应的离子方程式
2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
【例2】 (改编自人教版必修2教材习题)全球海水中溴的蕴藏量丰富,约占地球溴总蕴藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称。海水中溴含量约为67 mg?L-1,其工业提取方法有:
(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中,使溴置换出来,
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