高中化學(xué)必修2 第四章《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》PPT課件

1、第四章、化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第四章、化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用 1 1、開發(fā)利用金屬礦物和海水資源、開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組2 一、金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(fā)利用 含三價(jià)鐵的紅色石英含三價(jià)鐵的紅色石英 自然界中存在著豐富的礦產(chǎn)資源自然界中存在著豐富的礦產(chǎn)資源 錳鐵礦錳鐵礦 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組3 藍(lán)藍(lán) 銅銅 礦礦 赤赤 鐵鐵 礦礦 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組4 1 1、金屬在自然界的存在形式、金屬在自然界的存在形式： 除除金、鉑金、鉑等少數(shù)金屬外，等少數(shù)金屬外， 絕大多數(shù)的金屬元素以絕大多數(shù)的金屬元素以化合化合 物物的形式存在于自然界。的形

2、式存在于自然界。 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組5 將金屬?gòu)钠浠衔镏袑⒔饘購(gòu)钠浠衔镏?還原出來用于生產(chǎn)和制造還原出來用于生產(chǎn)和制造 各種金屬材料，這一過程各種金屬材料，這一過程 在工業(yè)上叫做在工業(yè)上叫做金屬的冶煉。金屬的冶煉。 M Mn+ n+ + ne- = M + ne- = M 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組6 2、金屬的金屬的冶煉方法冶煉方法 （1）加熱分解法）加熱分解法（適合一些不活潑金屬）（適合一些不活潑金屬） 2HgO = 2Hg + O2 2Ag2O = 4Ag + O2 根據(jù)金屬活潑性的不同，不同的根據(jù)金屬活潑性的不同，不同的 金屬采用不同的冶煉方法。金屬采用不同的冶煉方法。

3、 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組7 （2）電解法（適合一）電解法（適合一些非?；顫娊饘傩┓浅；顫娊饘伲?MgCl2 (熔融熔融) = Mg + Cl2 電解電解 2Al2O3 (熔融熔融) = 4Al + 3O2 電解電解 冰晶石冰晶石 2NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2 電解電解 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組8 （3）熱還原法（適合大部分金屬）熱還原法（適合大部分金屬） CuO+H2 = Cu + H2O 高溫高溫 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高溫高溫 WO3+3H2 = W+3H2O 高溫高溫 常用的還原劑：常用的還原劑：C C、COCO、H H2 2、

4、、活潑金屬 活潑金屬 （如：（如：NaNa、AlAl） 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組9 其他冶煉金屬的方法其他冶煉金屬的方法 高溫高溫 Cu2 2S + O2 = 2Cu + SO2（火法煉銅）（火法煉銅） Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 (濕法煉銅）濕法煉銅） 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組10 K Ca Na Mg AlK Ca Na Mg AlZ ZZn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 電解法電解法 熱還原法熱還原法 熱分熱分 物理提物理提 解法解法 取法取法 金屬的冶煉方法總結(jié)金屬的冶煉方法總結(jié) 貴州省道真

5、中學(xué)高一年級(jí)課題組11 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)41 3、鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng) 注意觀察現(xiàn)象注意觀察現(xiàn)象 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組12 反應(yīng)現(xiàn)象：反應(yīng)現(xiàn)象：1 1、鎂條劇烈燃燒，發(fā)白光，放出鎂條劇烈燃燒，發(fā)白光，放出 大量的熱，大量的熱， 2 2、紙漏斗被燒穿，有熔融物掉入沙中。、紙漏斗被燒穿，有熔融物掉入沙中。 Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3 高溫高溫 1 1、鎂條的作用是什么？、鎂條的作用是什么？ 2 2、氯酸鉀的作用是什么？、氯酸鉀的作用是什么？ 鋁熱劑鋁熱劑 問題問題： 與氧氣反應(yīng)放出大量的熱，為鋁熱反應(yīng)提供熱量與氧氣反應(yīng)放出大量的熱，為鋁熱反應(yīng)提供熱量。 受熱分解產(chǎn)生氧氣，使鎂條繼續(xù)

6、燃燒提供熱量受熱分解產(chǎn)生氧氣，使鎂條繼續(xù)燃燒提供熱量。 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組13 鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用 用于用于 焊接鋼軌，冶煉釩、鉻、錳等焊接鋼軌，冶煉釩、鉻、錳等 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組14 3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3 高溫高溫 Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3 高溫高溫 3V2O5+10Al = 6V+5Al2O3 高溫高溫 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組15 （1 1）提高金屬礦物的利用率提高金屬礦物的利用率 （2 2）減少金屬的使用量減少金屬的使用量 （3 3）加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用 （4 4）使用其

7、他材料代替金屬材料使用其他材料代替金屬材料 4、合理開發(fā)和利用礦物資源的主要途徑、合理開發(fā)和利用礦物資源的主要途徑 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組16 1、下列各種冶煉方法中，可以制得、下列各種冶煉方法中，可以制得 相應(yīng)金屬的是（相應(yīng)金屬的是（ ） A、加熱氧化鋁、加熱氧化鋁 B、加熱碳酸鈣、加熱碳酸鈣 C、電解熔融氯化鈉、電解熔融氯化鈉 D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱、氯化鈉與鋁粉高溫共熱 2、根據(jù)金屬在金屬活動(dòng)順序表中的位置、根據(jù)金屬在金屬活動(dòng)順序表中的位置 及性質(zhì)，推測(cè)制取下列金屬最適宜的方法：及性質(zhì)，推測(cè)制取下列金屬最適宜的方法： Na Zn Hg Au C 電解法電解法熱還原法熱還原法 熱分

8、解法熱分解法 物理提取物理提取 法法 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組17 3、下圖表示人類使用不同金屬的大致年代。下圖表示人類使用不同金屬的大致年代。 這個(gè)先后順序跟下列有關(guān)的是（這個(gè)先后順序跟下列有關(guān)的是（ ） 地殼中金屬元素的含量；金屬活動(dòng)性順序地殼中金屬元素的含量；金屬活動(dòng)性順序 金屬的導(dǎo)電性；金屬冶煉的難易程度；金屬的導(dǎo)電性；金屬冶煉的難易程度； 金屬的延展性；金屬的延展性； A A、 B B、 C C、 D D、 D D 4 4、用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各 1 1 mol mol，消耗鋁最少的是，消耗鋁最少的是（ ） D D A AMnOMnO

9、2 2 B B WOWO3 3 C C CrCr2 2O O3 3 D D FeFe3 3O O4 4 5 5、用氫氣、碳、一氧化碳分別與等質(zhì)、用氫氣、碳、一氧化碳分別與等質(zhì) 量的氧化銅在高溫下反應(yīng)，使氧化銅中量的氧化銅在高溫下反應(yīng)，使氧化銅中 的銅全部還原出來，至少消耗氫氣、碳、的銅全部還原出來，至少消耗氫氣、碳、 一氧化碳的質(zhì)量之比為（一氧化碳的質(zhì)量之比為（ ） A A、1 1：1 1：1 B1 B、1 1：3 3：14 14 C C、1 1：6 6：14 D14 D、2 2：1 1：2 2 B 20 A 6 6、下列金屬冶煉原理類似于下列金屬冶煉原理類似于 鋁熱反應(yīng)的是鋁熱反應(yīng)的是( (

10、 ） A A3Mg3MgCrCr2 2O O3 3 = = B BCOCOCuOCuO CuCuCOCO2 2 C CKClKClNa(Na(熔融熔融)=NaCl)=NaClKK D DZnZnFeSOFeSO4 4=Fe=FeZnSOZnSO4 4 3MgO2Cr 高溫高溫 21 7 7、下列各組物質(zhì)可以選用鋁熱下列各組物質(zhì)可以選用鋁熱 反應(yīng)進(jìn)行冶煉的是反應(yīng)進(jìn)行冶煉的是( ( ） A ANaClNaCl、FeOFeO、CrCr2 2O O3 3 B B B BFeFe2 2O O3 3、MnOMnO2 2、CrCr2 2O O3 3 C CFeFe3 3O O4 4、MnOMnO2 2、KM

11、nOKMnO4 4 D DHgOHgO、MnOMnO2 2、MgOMgO 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組22 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 第2課時(shí) 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組23 a、海洋生物資源、海洋生物資源 海洋資源海洋資源 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組24 b、海洋中的礦產(chǎn)資源、海洋中的礦產(chǎn)資源 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組25 含含80多種元素，以氫、氧、多種元素，以氫、氧、 氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等 較多，被稱為較多，被稱為“元素的故鄉(xiāng)元素的故鄉(xiāng)”。 海水中鈾多達(dá)海水中鈾多達(dá)45億噸億噸 是已知陸地鈾礦儲(chǔ)量是已知陸地鈾礦儲(chǔ)量 的的45

12、00倍。氘有倍。氘有50億億 噸足夠人類用上千萬噸足夠人類用上千萬 年年 c、海水中的化學(xué)資源、海水中的化學(xué)資源 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組26 1、海水資源的廣泛性、海水資源的廣泛性： u海洋約占地球表面積海洋約占地球表面積71% u海洋中的資源海洋中的資源 ： u動(dòng)物動(dòng)物:（魚類、海獅、海馬、貝類（魚類、海獅、海馬、貝類 u植物植物:（海草、海帶（海草、海帶 u礦物礦物:（各種鹽、（各種鹽、NaCl、MgCl2 . 海底金屬結(jié)核礦、石油海底金屬結(jié)核礦、石油 u水水 : （水資源及各種溶解的鹽類（水資源及各種溶解的鹽類 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組27 2、海水資源的利用：、海水資源的利用

13、： 主要有：主要有： u1.海水中水資源的利用海水中水資源的利用 海水的淡化（咸水海水的淡化（咸水 淡水）淡水） u2.直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻（作冷卻直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻（作冷卻 用水）用水） 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組28 海水的淡化：海水的淡化： （1）海水淡化的途徑）海水淡化的途徑: u 從海水中提取淡水從海水中提取淡水 u 從海水中分離出鹽從海水中分離出鹽 （2）海水淡化的方法）海水淡化的方法: u 蒸蒸 餾餾 法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高） u 電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)） u 離子交換法（目前正迅

14、速發(fā)展，但需要不斷更離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更 新離子交換樹脂）新離子交換樹脂） 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組29 蒸餾法所用的裝置及原理蒸餾法所用的裝置及原理 u原理：原理：加熱到水的沸點(diǎn)，加熱到水的沸點(diǎn)， 使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。 u注意：注意：圖圖4-3海水蒸餾原理示意圖海水蒸餾原理示意圖 進(jìn)進(jìn) 冷卻水冷卻水 出出 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組30 太陽能蒸發(fā)原理示意圖太陽能蒸發(fā)原理示意圖 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組31 用高分子分離膜淡化海水 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組32 利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻 天津堿廠

15、海水循環(huán)冷卻裝置天津堿廠海水循環(huán)冷卻裝置 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組33 海水中溶解和懸浮有大量的無機(jī)物和有海水中溶解和懸浮有大量的無機(jī)物和有 機(jī)物，按含量計(jì)，機(jī)物，按含量計(jì)，H、O、Cl、Na、K、 Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素等元素 超過總量的超過總量的99，其他為微量元素，總，其他為微量元素，總 計(jì)含有計(jì)含有80多種元素。多種元素。 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組34 3、海水的綜合利用、海水的綜合利用 u（1）海水制鹽）海水制鹽生產(chǎn)生產(chǎn)NaCl u（2） NaCl的水溶液制的水溶液制NaOH u（3）制金屬）制金屬Na u（4）制）制Na2CO3 2NaCl + 2H2

16、O 電解 電解 H2 + Cl2 + 2NaOH 2 NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O 2NaCl（熔融）（熔融）電解 電解 2Na + Cl2 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組35 煮 海 為 鹽 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組36 海水曬鹽海水曬鹽 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組37 海水海水 濃縮濃縮 過濾過濾 HClHCl溶液，適量溶液，適量 蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶 NaOHNaOH溶液、溶液、 BaClBaCl2 2溶液、溶液、 NaNa2 2COCO3 3溶液溶液 過量過量 食鹽的提取食鹽的提取 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組38 從海水中制金屬鎂從海水中制金屬鎂 海水海水蒸發(fā)蒸發(fā)

17、 Mg(OH)Mg(OH)2 2 鹽酸、濃縮鹽酸、濃縮 MgCl2 6H2O 脫水脫水 MgCl2 電解電解 Mg 石灰乳石灰乳 水 水 CaO 煅燒煅燒 貝殼 貝殼 粗鹽粗鹽 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組39 海水提溴海水提溴 將將Br 轉(zhuǎn)變?yōu)?轉(zhuǎn)變?yōu)锽r2是海水提溴中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)。是海水提溴中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)。 海水提溴是從海水中提取元素溴的技術(shù)。溴及其海水提溴是從海水中提取元素溴的技術(shù)。溴及其 衍生物是制藥業(yè)和制取阻燃劑、鉆井液等的重要衍生物是制藥業(yè)和制取阻燃劑、鉆井液等的重要 原料，需求量很大。國(guó)外從原料，需求量很大。國(guó)外從1934年開始海水提溴年開始海水提溴 試驗(yàn)和開發(fā)，目前日本、法

18、國(guó)、阿根廷和加拿大試驗(yàn)和開發(fā)，目前日本、法國(guó)、阿根廷和加拿大 等國(guó)家和地區(qū)已建有海水提溴工廠，年產(chǎn)量基本等國(guó)家和地區(qū)已建有海水提溴工廠，年產(chǎn)量基本 保持在保持在36萬噸的水平。中國(guó)從萬噸的水平。中國(guó)從1966年開始海水提年開始海水提 溴，至今仍處于小型試生產(chǎn)的規(guī)模。溴，至今仍處于小型試生產(chǎn)的規(guī)模。 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組40 從海水中提取溴從海水中提取溴 (閱讀資料卡片，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式閱讀資料卡片，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式) 2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組41 海水淡化廠兼電廠海水淡化廠兼電廠 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組42 海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例 貴州省道真中學(xué)高一年級(jí)課題組43 赤赤 潮潮 現(xiàn)現(xiàn) 象象 廈廈 門門 近近 海海 貴州省道真中學(xué)