第八章化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用以海水、金屬礦物、煤、石油等的開發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源的方法。認識化學對于構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系所能發(fā)揮的作用，體會化學對促進人與自然和諧相處的意義。知識導航第二節(jié)化學品的合理使用1．知道化肥、農(nóng)藥的合理施用，了解藥物的分類，知道常見的抗酸藥和解熱鎮(zhèn)痛類藥物及使用方法。2．了解食品添加劑，知道常見的食品添加劑及使用方法。3．認識經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護等的關(guān)系。樹立自覺遵守國家關(guān)于化學品應用、化工生產(chǎn)、環(huán)境保護、食品與藥品安全等方面法律法規(guī)的意識。第三節(jié)環(huán)境保護與綠色化學1．認識物質(zhì)及其變化對環(huán)境的影響，依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化認識環(huán)境污染的成因、主要危害及其防治措施，以酸雨的防治和廢水處理為例，體會化學對環(huán)境保護的作用。了解關(guān)于污染防治、環(huán)境治理的相關(guān)國策、法規(guī)，強化公眾共同參與環(huán)境治理的責任。2．認識化學科學與技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展是解決人類社會發(fā)展中遇到的問題、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。樹立綠色化學的觀念。結(jié)合實例認識化學原理、化工技術(shù)對于節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。樹立“綠色化學”的觀念，形成資源全面節(jié)約、物能循環(huán)利用的意識。1．理解本質(zhì)·重聯(lián)系。結(jié)合氧化還原反應和金屬活動性順序來理解金屬的冶煉方法，理解金屬活動性與相應的冶煉方法的辨證關(guān)系，并結(jié)合工業(yè)實際及所給題目的具體信息來分析金屬的冶煉原理及方法。2．妙用圖示·析流程。從海水中所含元素的存在形式和性質(zhì)出發(fā)，找出提取碘、溴的方法，嘗試利用流程圖表示提取方案，思路清晰，一目了然，從而將知識學透、學活。3．微觀分析·得規(guī)律。從海水中提取元素，圖片記憶法固然重要，但無論哪種元素的提取，首先都必須富集元素，然后進一步發(fā)生反應提取。學法指導4．火眼金睛·明辨析。正確辨析“二餾、二裂、二化”，即利用概念，正確辨析分餾、干餾、裂化、裂解、氣化、液化，注意其區(qū)別與聯(lián)系，加深對煤、石油、天然氣三大化石燃料應用的認識。5．緊扣特征·找規(guī)律。依據(jù)加聚反應的斷鍵、成鍵特點，總結(jié)加聚反應的常見類型，在此基礎(chǔ)上得到單體的判斷方法和規(guī)律。6．樹立理念·保環(huán)境。樹立環(huán)境保護的理念，認識環(huán)境污染的危害，了解“三廢”的來源與處理方法，理解綠色化學及原子經(jīng)濟的概念。第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時金屬礦物的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用學習目標核心素養(yǎng)1．了解金屬在自然界中的存在形式，掌握金屬冶煉的一般方法和原理。2．以金屬礦物的開發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會化學對促進人與自然和諧相處的意義。3．以海水資源的開發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，體會化學對促進人與自然和諧相處的意義?？茖W態(tài)度與社會責任：1．能針對某些化學工藝設計存在的各種問題，提出處理或解決問題的具體方案。2．具有將化學成果應用于生產(chǎn)、生活的意識。3．能運用所學化學知識分析金屬礦物、海水資源開發(fā)利用對社會可持續(xù)發(fā)展可能帶來的雙重影響，并對這些影響從多個方面進行評估。4．主動關(guān)心資源開發(fā)利用，形成合理利用自然資源的觀念。課前素能奠基課堂素能探究課堂達標驗收夯基提能作業(yè)新課情景呈現(xiàn)名師博客呈現(xiàn)新課情景呈現(xiàn)現(xiàn)在我們家庭中大多都是不銹鋼或陶瓷餐具，鋁制餐具已逐漸退出，但在鋁剛被提煉出來的19世紀，拿破侖大宴賓客及大臣時，其他人用銀做的餐具而他自己卻用鋁做的餐具。1889年，德國著名的化學家門捷列夫到英國倫敦訪問和講學，英國科學家為表彰他在化學上的杰出貢獻，尤其是在發(fā)現(xiàn)元素周期律和建立元素周期表上的貢獻，贈給他一件貴重的獎品，就是用金和鋁制成的一架天平。為什么在地殼中含量比鐵還多的金屬鋁，在19世紀比金還貴重呢？隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，各種各樣的金屬應用越來越廣，但絕大多數(shù)的金屬元素以化合物的形式存在于自然界的金屬礦物中。那么，怎樣從金屬礦物中得到金屬呢？不同的金屬冶煉方法是否相同呢？海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的重要基地。浩瀚的海洋中，蘊藏著極其豐富的礦物資源、生物資源和藥物資源，其經(jīng)濟價值可觀，開發(fā)前景十分誘人。開發(fā)利用海洋是解決當前人類社會面臨的人口膨脹、資源短缺和環(huán)境惡化等一系列難題的可靠途徑。在陸地資源日漸枯竭的今天，海洋正成為人類繁衍發(fā)展的生命線。我國大陸海岸線長達18000km，海島海岸線長達14000km，這為我們開發(fā)利用海水資源提供了良好的自然條件。那么，海水的開發(fā)利用都包括哪些方面呢？你知道怎樣才能開發(fā)出海洋中的這些資源嗎？課前素能奠基

一、金屬礦物的開發(fā)利用1．金屬冶煉原理與實質(zhì)(1)原理：將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程。(2)實質(zhì)：用還原劑使化合態(tài)的金屬得到電子變成金屬單質(zhì)，即：Mn＋＋ne-==M。新知預習2．金屬冶煉的常用方法3．金屬礦物資源的開發(fā)和利用措施(1)提高金屬礦物的利用率；(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法；(3)防止金屬的腐蝕；(4)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量；(5)加強廢舊金屬的回收和再利用。二、海水資源的開發(fā)利用1．海水資源的利用(1)利用途徑：海水的淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻等。(2)海水淡化：通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有__________、____________、______________和____________等。其中__________的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較成熟，但成本較高。蒸餾法電滲析法離子交換法膜分離法蒸餾法2．海水制鹽(1)從海水中制得的氯化鈉，可以食用，同時也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸的工業(yè)原料。(2)從海水中可以提取______________及其他化工產(chǎn)品。鎂、鉀、溴(3)海水淡化與化工生產(chǎn)結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合，成為海水綜合利用的重要方向。如圖為海水綜合利用的示意圖。3．從海水中獲取能量(1)從海水中提取鈾和重水，用于________開發(fā)。(2)開發(fā)__________、__________等新型能源。核能潮汐能波浪能預習自測1．判斷下列說法是否正確(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、明礬凈化法等。 (

)(2)海水中含有鉀元素，僅通過物理變化就可以得到金屬鉀。 (

)(3)海水各種化學資源的開發(fā)過程中，必須都要發(fā)生化學反應。 (

)(4)實驗室從海帶中提取單質(zhì)碘的方法是取樣→灼燒→溶解→過濾→萃取。 (

)×

×

×

×

2．從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于

(

)A．金屬的導電性強弱 B．金屬在地殼中的含量多少C．金屬的化合價高低 D．金屬的活動性強弱D

解析：由圖可知，性質(zhì)越活潑的金屬冶煉越難，使用年限越短，性質(zhì)穩(wěn)定的金屬冶煉越容易使用年限越長，可見，金屬被利用年限的前后主要取決于金屬的活動性強弱，故選D。3．下列說法錯誤的是

(

)A．對廢舊金屬的最好處理方法是回收、再利用B．提煉金屬要經(jīng)過礦石的富集、冶煉、精煉三步C．活潑金屬的冶煉都是通過電解其鹽溶液D．熱還原法中還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等解析：金屬的冶煉有電解法、加熱分解、置換法等，電解法是電解熔融物質(zhì)，不一定是熔融鹽，不能是溶液，故選C。C

4．地球上的大部分水是以海水形式存在的，若能找到海水淡化的大規(guī)模生產(chǎn)方法，將極大地緩解目前人類面臨的水資源日益緊缺的狀況。下列有關(guān)海水淡化的方法在原理上完全不可行的是

(

)A．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B．利用太陽能使海水蒸餾淡化C．將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D．將海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子A

解析：明礬使海水中的懸浮顆粒沉淀下來而凈化，不能使海水淡化，A項錯誤；利用太陽能將海水蒸餾淡化是可行的，B項正確；在一定條件下將海水緩慢凝固以獲取淡水在原理上是可行的，C項正確；利用離子交換法可以使海水淡化，D項正確。課堂素能探究

知識點

1．能否通過電解熔融的MgO制取金屬鎂？提示：不能。MgO的熔點比MgCl2的熔點高，需要消耗很多的能量，成本太高。2．能否通過電解AlCl3制取金屬鋁？提示：不能。氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下以分子形式存在，沒有自由移動的離子，不發(fā)生電離。金屬的冶煉問題探究3．如圖是我國古代和現(xiàn)代冶金的兩張圖片，那么人類使用金屬的年代先后順序與金屬的活動性有什么關(guān)系？提示：金屬冶煉方法的選擇取決于金屬在自然界中的存在狀態(tài)和金屬的活潑性。金屬越活潑，冶煉時所需條件要求越高，在人類歷史上出現(xiàn)的相對晚一些。金屬越不活潑，冶煉的方法越簡單，人們使用的時間越早，所以有青銅、鐵器等時代的發(fā)展歷程。1．金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系：金屬單質(zhì)還原性、失電子能力依次減弱，金屬陽離子氧化性、得電子能力依次增強。知識歸納總結(jié)易錯提醒：常見幾種金屬的冶煉誤區(qū)(1)工業(yè)上冶煉Al時用Al2O3而不用AlCl3，因為AlCl3為共價化合物，熔化后不導電。但冶煉Al時需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化溫度。(2)工業(yè)上冶煉Mg時用MgCl2而不用MgO，因為MgO的熔點很高，耗能大。(3)Au、Pt一般用物理法提取。(4)利用鋁熱反應不能冶煉還原性比Al強的金屬，如Mg、Na等。2．鋁熱反應實驗實驗現(xiàn)象(1)鎂條劇烈燃燒(2)氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生劇烈的反應(3)反應放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光(4)紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實驗結(jié)論在高溫下，鋁與Fe2O3發(fā)生反應，放出大量的熱(1)鋁熱反應的引燃劑為鎂條，助燃劑為氯酸鉀。(2)鋁熱劑為混合物，是由鋁粉和金屬氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末組成的。(3)鎂條要打磨凈表面的氧化膜，否則難以點燃；氧化鐵粉末與鋁粉要選擇干燥的；鋁粉要用沒有被氧化的，否則反應難以進行。(4)蒸發(fā)皿中的細沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。

冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法②水煤氣(或氫氣，或一氧化碳)法③活潑金屬置換法④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂，對它們的冶煉方法的分析不正確的是

(

)A．(Ⅰ)用①

B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③

D．(Ⅳ)用④典例1典例剖析B

1．下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是

(

)變式訓練C

解析：活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al等用電解法冶煉，中等活潑金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用熱還原法冶煉，不活潑金屬Hg、Ag利用熱分解法冶煉，故A、B、D正確，C項，不屬于分解反應，錯誤。知識點

海水提溴的工藝問題探究提示：氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物，則氧化性為Cl2>Br2>SO2。2．有人說步驟①通入氯氣氧化后直接用有機溶劑萃取出溴即可，你認為其建議是否合理？提示：不合理，直接萃取單質(zhì)溴不僅需要大量的萃取劑，還會造成一部分溴流失，使成本增加。1．工藝流程知識歸納總結(jié)

海水中溴元素以Br-形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖所示：典例2典例剖析(1)步驟①反應的離子方程式是____________________________。(2)步驟③反應的化學方程式是______________________________。(3)從理論上考慮，下列物質(zhì)也能充分吸收Br2的是__________(填字母)。A．NaOH

B．FeCl2C．Na2SO3

D．H2O(4)步驟⑤蒸餾過程中，溫度應控制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水分增加；若溫度過低，則__________________________。2Br－＋Cl2====Br2＋2Cl－

SO2＋Br2＋2H2O====H2SO4＋2HBr

ABC

溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低解析：(1)海水中的溴離子容易被氯氣氧化為溴的單質(zhì)。氧化性氯氣比溴強，反應的離子方程式為2Br-＋Cl2===Br2＋2Cl-；(2)溴單質(zhì)有氧化性，二氧化硫具有還原性，溴和二氧化硫在水溶液中易發(fā)生氧化還原反應，反應的化學方程式為SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr；(3)NaOH溶液和溴單質(zhì)反應生成溴化鈉、次溴酸鈉和水，可以吸收，故A正確；FeCl2溶液具有還原性，可以被溴單質(zhì)氧化為氯化鐵，可以吸收溴單質(zhì)，故B正確；Na2SO3溶液具有還原性，可以被溴單質(zhì)氧化，能吸收溴單質(zhì)，故C正確；H2O和溴單質(zhì)反應微弱，不能充分吸收溴單質(zhì)。故D錯誤，故答案為ABC；(4)在溴水中，溴的沸點是58.5℃，水的沸點是100℃，溫度過高，大量水蒸氣隨之排出，溴蒸氣中水分增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率低。下列有關(guān)說法不正確的是

(

)A．X試劑可用Na2SO3飽和溶液B．步驟Ⅲ的離子反應：2Br-＋Cl2===2Cl-＋Br2C．工業(yè)上每獲得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD．步驟Ⅳ包含萃取、分液和蒸餾變式訓練C

名師博客呈現(xiàn)

鋁的冶煉史1825年，丹麥的奧斯特分離出少量的純鋁。1827年，德國化學家維勒用金屬鉀與無水氯化鋁反應而制得了鋁。但是鉀太