節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

一、金屬活動性順序、金屬的性質、金屬的冶煉例1金屬材料在日常生活以及生產中有著廣泛的應用。下列關于金屬的一些說法不正確的是(

)A．合金的性質與其組成金屬的性質不完全相同B．工業(yè)上金屬Mg、Al都是用電解熔融氯化物制得的C．金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D．越活潑的金屬越難冶煉解析：合金的性質與其成分金屬的性質不完全相同，如硬度、強度更大，熔點更低等，A項正確；因為AlCl3為共價化合物，熔融時不導電，冶煉鋁應用電解Al2O3(熔融)的方法，B項錯誤；金屬冶煉的實質就是把金屬陽離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽離子的氧化性越弱，越難被還原，C、D兩項正確。答案：B名師點睛：選擇金屬冶煉的方法要依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活潑性強弱。在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠后，越容易被還原；金屬的位置越靠前，越難被還原。金屬活動性順序中K～Al之間的活潑金屬多用電解法制取其金屬單質；Mn～Cu之間的中等活潑金屬常用普通還原劑(如C、CO、H2等)還原法；Hg、Ag等不活潑金屬常用熱分解其化合物的方法制取；Pt、Au等金屬在自然界中主要以單質形式存在，可用物理方法分離得到。?變式應用1．工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。你認為選擇方法的主要依據(jù)是(D)A．金屬在自然界的存在形式B．金屬元素在地殼中的含量C．金屬熔點高低D．金屬陽離子得電子的能力解析：冶煉金屬選擇方法是根據(jù)金屬的活動性，金屬冶煉是金屬陽離子得電子的過程，即金屬冶煉方法與金屬陽離子得電子能力有關。二、鋁熱反應實驗探究特別提示：鋁熱反應的注意事項。(1)鋁熱反應是指鋁熱劑在高溫下發(fā)生劇烈反應并放出大量熱的化學反應，其中鎂條為引燃物質，氯酸鉀為助燃物質。(2)鋁熱反應的實質是用較活潑的鋁，把活動性相對較弱的金屬從其氧化物中還原出來。(3)反應特點是在高溫下進行，反應迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質呈液態(tài)且易與Al2O3分離。(4)鋁熱劑是指鋁粉和某些金屬氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)組成的混合物。(5)在冶金工業(yè)中常用這一原理制取熔點較高的金屬，如V、Cr、Mn等；另外該反應原理也可以應用在其他方面，如焊接鋼軌等。例2如右圖所示，用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內層濾紙取出，在底部剪一個小孔，用水潤濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置一盛沙的蒸發(fā)皿。把5g干燥的氧化鐵粉末和2g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀，并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點燃鎂條，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。通過以上實驗信息，回答下列問題。(1)寫出該反應的化學方程式：_________________，在該反應中，________是氧化劑，________是還原劑，該反應稱為________反應。(2)該實驗的實驗現(xiàn)象是：_____________________。①鎂條劇烈燃燒②放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光，火星四射③紙漏斗的下部被燒穿④有紅熱狀的液珠落入蒸發(fā)皿內的細沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(3)寫出下列操作或物質的作用：內層紙漏斗底部剪一個孔：______________；蒸發(fā)皿盛沙：___________；鎂條：_____________；氯酸鉀：________________。解析：鋁熱反應為置換反應，其中鋁熱劑為鋁粉和金屬氧化物，引燃劑為KClO3。(1)鋁熱反應為2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，該反應中Fe2O3作氧化劑，Al作還原劑。(2)①②③④全為該鋁熱反應的現(xiàn)象。(3)鋁熱反應實驗中：①為使熔融物易落下，通常在內層濾紙漏斗底部剪一個孔；②為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿，通常在蒸發(fā)皿內盛沙子；③反應中鎂條引起氯酸鉀分解；④氯酸鉀引發(fā)鋁熱反應。答案：(1)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe

Fe2O3

Al鋁熱(2)①②③④

(3)使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿引起氯酸鉀分解引發(fā)鋁熱反應名師點睛：(1)本實驗中鎂條的作用：鎂條燃燒提供熱量，促使KClO3發(fā)生分解。(2)氯酸鉀的作用：氯酸鉀分解放出O2，使鎂條劇烈燃燒，單位時間內放出更多的熱量，以引發(fā)Al和Fe2O3的反應。?變式應用2．某同學欲利用教材中的實驗裝置探究“鋁熱反應”中熔融物的成分?！颁X熱反應”發(fā)生的主要反應：2Al＋Fe2O3===Al2O3＋2Fe，該同學經查閱《化學手冊》知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點、沸點數(shù)據(jù)如下：(1)該同學推測，鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金。其理由是：______________________。(2)設計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁，該實驗所用試劑是____________，反應的離子方程式為______________________________。(3)該同學為確定熔融物中是否還會有殘留的Fe2O3，將熔融物用酸完全溶解后加入KSCN試劑。請你分析該設計是否正確(選填“正確”或“不正確”)________________，理由是(用離子方程式表示)_________________________。解析：根據(jù)表中熔、沸點數(shù)據(jù)，此溫度下鋁也為熔融態(tài)，鋁、鐵二者融合在一起形成鐵鋁合金；要驗證熔融物中含有鋁可以利用鋁的兩性來解決，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；由上判斷出熔融物中除了有殘留的Fe2O3，還有鋁單質和鐵單質，在加酸過程中會出現(xiàn)以下反應：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，6Fe3＋＋2Al===2Al3＋＋6Fe2＋，所以有無Fe3＋不能證明有無Fe2O3。答案：(1)根據(jù)表中熔沸點數(shù)據(jù)，此溫度下鋁也為熔融態(tài)，鋁、鐵二者融合在一起形成鐵鋁合金(2)NaOH溶液，反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(3)不正確Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、6Fe3＋＋2Al===2Al3＋＋6Fe2＋三、海水資源的綜合利用(一)海水蒸餾實驗。1．海水蒸餾實驗的操作步驟。(1)裝置圖。(2)操作流程。連接裝置―→檢查裝置氣密性―→向燒瓶中加入海水和碎瓷片―→接通冷卻水―→給燒瓶加熱―→收集蒸餾水―→停止對燒瓶加熱―→待冷卻至室溫后停止通入冷卻水―→整理儀器。(3)海水蒸餾實驗的注意事項。①燒瓶加熱時，一定要墊石棉網(wǎng)，防止燒瓶炸裂。②燒瓶中的海水量不能超過燒瓶容量的2/3。③冷凝管內的冷卻水要從下口入、上口出，這樣冷卻的效果最好。④加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸。⑤實驗前認真檢查裝置的氣密性。⑥當燒瓶中有少量液體時，停止加熱。⑦實驗結束時，應先停止加熱，后停止通入冷卻水。(二)海水中碘的提取。1．主要工藝流程。(1)將海水濃縮或曬鹽后剩下的苦鹵。用硫酸將濃縮的海水或苦鹵酸化。(2)向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉化為溴單質。(3)向含溴單質的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內以達到富集的目的。(4)向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣。(5)用蒸餾法分離吸收塔內的溶液中的溴單質或用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔內的溶液中的溴單質，得到產品溴。2．有關反應的離子方程式。2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。特別提示：(1)利用空氣吹出法從海水中提溴，主要是利用Br2沸點低、易揮發(fā)、能被熱空氣和H2O(g)以溴蒸氣形式吹入吸收塔。(2)從苦鹵或吸收液中得到Br2，均用Cl2作氧化劑把Br－氧化為溴單質。(三)海帶中碘的提取。海水中碘的總儲量很大，但由于其濃度很低，因此，目前工業(yè)生產中并不是直接由海水提取碘。從海產品海帶中提取碘是目前工業(yè)上獲取碘的一種途徑。從海帶中提取碘的流程圖如下。氧化劑：采用氯氣或者雙氧水。主要反應：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。例3海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在，實驗室從海藻中提取碘的流程如下。(1)指出從海藻中提取I2的實驗操作名稱：①______，③_______。反應②的離子方程式為_________________。(2)提取碘的過程中，可供選擇的有機溶劑是_____。A．甲苯、酒精B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸D．汽油、甘油(3)步驟②除了采用通入過量Cl2外，最好選用下列氧化劑中的__________(填代號)。其優(yōu)點是_____________。A．濃硫酸B．H2O2溶液C．KMnO4溶液(4)為使含碘的水溶液轉化為含碘的有機溶液，實驗室里有燒杯、玻璃棒等儀器，尚缺少的主要玻璃儀器是______。(5)從含碘的有機溶液中提取碘，還要經過蒸餾，指出下圖蒸餾裝置中的錯誤之處：____________________。(6)進行蒸餾操作時，使用水浴加熱的原因是____________________，最后晶態(tài)碘在____________中。解析：本題考查I2的性質及分離物質的方法：過濾、萃取、分液、蒸餾等。(1)為了從懸濁液中分離出I－，應用過濾；從I2的水溶液中把I2提取出來，應用萃取。(2)A中酒精、C中乙酸、D中甘油都是易溶于水的物質，所以不能用于萃取碘。(3)選用雙氧水可以達到氧化碘離子為單質的目的，同時可以避免氯氣所產生的污染問題。而高錳酸鉀的氧化性太強，容易將碘離子氧化為碘酸鉀。(4)萃取分液所必需的儀器是分液漏斗。(5)蒸餾裝置的三點錯誤：①沒有用石棉網(wǎng)；②溫度計插入液面以下；③冷凝管進、出水方向顛倒。(6)根據(jù)(2)中B選項中的兩種萃取劑的沸點數(shù)據(jù)：苯80℃、四氯化碳77℃，用水浴加熱即可使之沸騰，而避免高溫下I2的升華。最后I2留在燒瓶中。答案：(1)過濾萃取2I－＋Cl2===I2＋2Cl－(2)B(3)B避免污染(4)分液漏斗(5)①沒有用石棉網(wǎng)；②溫度計插入液面以下；③冷凝管進、出水方向顛倒(6)萃取劑沸點較低，I2易升華燒瓶名師點睛：(1)分離懸濁液中離子的方法應用過濾，而從一種溶劑中分離出溶質可用蒸發(fā)結晶、蒸餾和萃??；蒸發(fā)結晶用于分離固體溶質和液體溶劑；蒸餾則用于分離固、液或液、液相溶物；萃取是根據(jù)溶質在互不相溶的不同溶劑中溶解性的不同，把溶質從一種溶劑中轉移到另一種溶劑中。(2)因為I2易升華，故從碘的有機溶液中提取碘時采用水浴加熱，由于水溫度最高只有100℃，可避免高溫下I2的升華。(3)選用適當?shù)难趸瘎搜趸缘囊笠m當之外，還要注意對環(huán)境的保護問題。?變式應用3．海水中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘，某研究性學習小組設計并進行了以下實驗：請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)步驟①灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是________。A．燒杯B．坩堝C．表面皿D．泥三角E．酒精燈F．干燥器(2)步驟③的實驗操作名稱是________；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是________。(3)步驟④反應的離子方程式是_________________。(4)步驟⑤中，某學生選用苯來提取碘的理由是____________。(5)請設計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡單方法：_____________________________。解析：(1)灼燒固體物質一般使用(瓷)坩堝，而坩堝加熱需要用泥三腳支撐然后放在三腳架上，三腳架下面放酒精燈。(2)步驟③是分離固體和液體，則實驗操作為過濾，步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質碘和回收苯，是利用互溶的兩種液體的沸點不同來分離，則實驗操作為蒸餾。(3)碘離子在酸性條件下可被MnO2氧化生成單質碘，離子方程式為：2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O。(4)根據(jù)萃取的基本原則兩種溶劑互不相溶，且溶質在一種溶劑中的溶解度比在另一種中大得多，苯與水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中大。(5)根據(jù)淀粉遇碘變藍色檢驗碘單質的存在，實驗操作為取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉試液，觀察是否出現(xiàn)藍色。答案：(1)BDE

(2)過濾蒸餾(3)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O

(4)苯與水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大(5)取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉試液，觀察是否出現(xiàn)藍色；如果變藍，說明還有單質碘

4、教學必須從學習者已有的經驗開始。——杜威

5、構成我們學習最大障礙的是已知的東西，而不是未知的東西?！悹柤{

6、學習要注意到細處，不是粗枝大葉的，這樣可以逐步學習摸索，找到客觀規(guī)律?！焯亓?/p>

7、學習文學而懶于記誦是不成的，特別是詩。一個高中文科的學生，與其囫圇吞棗或走馬觀花地讀十部詩集，不如仔仔細細地背誦三百首詩?！熳郧?/p>

8、一般青年的任務，尤其是共產主義青年團及其他一切組織的任務，可以用一句話來表示，就是要學習?！袑?/p>

9、學習和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企圖一腳跨上四五步，平地登天，那就必須會摔跤了?！A羅庚

10、兒童的心靈是敏感的，它是為著接受一切好的東西而敞開的。如果教師誘導兒童學習好榜樣，鼓勵仿效一切好的行為，那末，兒童身上的所有缺點就會沒有痛苦和創(chuàng)傷地不覺得難受地逐漸消失?！K霍姆林斯基

11、學會學習的人，是非常幸福的人?！啄系?/p>

12、你們要學習思考，然后再來寫作。——布瓦羅14、許多年輕人在學習音樂時學會了愛。——萊杰

15、學習是勞動，是充滿思想的勞動?！獮跎晁够?/p>

16、我們一定要給自己提出這樣的任務：第一，學習，第二是學習，第三還是學習?！袑?/p>

17、學習的敵人是自己的滿足，要認真學習一點東西，必須從不自滿開始。對自己，“學而不厭”，對人家，“誨人不倦”，我們應取這種態(tài)度?！珴蓶|

18、只要愿意學習，就一定能夠學會?！袑?/p>

19、如果學生在學校里學習的結果是使自己什么也不會創(chuàng)造，那他的一生永遠是模仿和抄襲?！蟹颉ね袪査固?/p>

20、對所學知識內容的興趣可能成為學習動機。——贊科夫

21、游手好閑地學習，并不比學習游手好閑好?！s翰·貝勒斯

22、讀史使人明智，讀詩使人靈秀，數(shù)學使人周密，自然哲學使人精邃，倫理學使人莊重，邏輯學使人善辯。——培根

23、我們在我們的勞動過程中學習思考，勞動的結果，我們認識了世界的奧妙，于是我們就真正來改變生活了。——高爾基

24、我們要振作精神，下苦功學習。下苦功，三個字，一個叫下，一個叫苦，一個叫功，一定要振作精神，下苦功?！珴蓶|

25、我學習了一生，現(xiàn)在我還在學習，而將來，只要我還有精力，我還要學習下去。——別林斯基

13、在尋求真理的長河中，唯有學習，不斷地學習，勤奮地學習，有創(chuàng)造性地學習，才能越重山跨峻嶺?！A羅庚52、若不給自己設限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。53、希望是厄運的忠實的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永沒有時間悲哀。55、領導的速度決定團隊的效率。56、成功與不成功之間有時距離很短只要后者再向前幾步。57、任何的限制，都是從自己的內心開始的。58、偉人所達到并保持著的高處，并不是一飛就到的，而是他們在同伴譽就很難挽回。59、不要說你不會做！你是個人你就