第一節(jié)_開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源

1、一、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用一、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用黃銅礦黃銅礦赤鐵礦赤鐵礦鋁礦鋁礦錳礦錳礦鎢礦鎢礦鋅礦鋅礦一、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用一、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用1 1、金屬的存在：、金屬的存在： 金、鉑金、鉑等極少數(shù)金屬游離態(tài)等極少數(shù)金屬游離態(tài)絕大多數(shù)金屬化合態(tài)絕大多數(shù)金屬化合態(tài)2 2、金屬的冶煉、金屬的冶煉將金屬?gòu)钠浠衔镏袑⒔饘購(gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)的過(guò)程還原出來(lái)的過(guò)程n+M得電子得電子M （被還原）（被還原）3 3、冶煉實(shí)質(zhì)、冶煉實(shí)質(zhì) 礦石富集礦石富集 冶煉冶煉 精煉精煉4 4、金屬冶煉基本步驟、金屬冶煉基本步驟5 5、金屬冶煉的方法、金屬冶煉的方法金屬活動(dòng)性順序金屬活動(dòng)性順序K Ca Na Mg Al

2、Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動(dòng)性逐漸減弱金屬活動(dòng)性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng)金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng)（2）熱分解法熱分解法（適合一些（適合一些不活潑不活潑金屬）金屬）2HgO = 2Hg + O2 加熱加熱2Ag2O = 4Ag + O2 加熱加熱（1 1）物理提取法：）物理提取法： 適用于適用于極極不活潑不活潑的金屬的金屬Pt、Au5 5、金屬冶煉的方法、金屬冶煉的方法（3）熱還原法熱還原法（適用于（適用于大部分金屬大部分金屬）CuO+H2 = Cu + H2O Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高溫高溫常見(jiàn)的還原劑常見(jiàn)的還原劑;

3、焦碳一氧化碳?xì)錃獾冉固家谎趸細(xì)錃獾龋? 4）電解法電解法（適合一（適合一些些非?；顫姺浅；顫娊饘俳饘伲?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 電解電解鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)41 注意觀(guān)察現(xiàn)象注意觀(guān)察現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫高溫鋁熱劑鋁熱

4、劑 鋁鋁還原劑還原劑（活潑金屬（活潑金屬可作還原劑）可作還原劑）應(yīng)用：應(yīng)用：(1)(1)焊接鋼軌，焊接鋼軌，(2)(2)冶煉金屬。冶煉金屬。3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫高溫Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高溫高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫高溫其它的鋁熱反應(yīng)其它的鋁熱反應(yīng)：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag金屬活動(dòng)性（還原性）：金屬活動(dòng)性（還原性）：弱弱電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag離子的氧化性離子的氧化性弱弱

5、強(qiáng)強(qiáng)K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg AgPt Au電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法物理提取法物理提取法常見(jiàn)金屬的冶煉原理常見(jiàn)金屬的冶煉原理(方程式方程式):P89表表4-1必會(huì)必會(huì)4 4、合理開(kāi)發(fā)和利用礦物資源的途徑：、合理開(kāi)發(fā)和利用礦物資源的途徑：金屬鋁的回收與利金屬鋁的回收與利用用合理開(kāi)發(fā)和利用礦物資源，主要合理開(kāi)發(fā)和利用礦物資源，主要途徑途徑有：有：1、提高金屬礦物的利用率、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量、減少金屬的使用量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、使用其他材料代替金屬材料、使用其他材料代替金

6、屬材料 二、海水資源的開(kāi)發(fā)和利用二、海水資源的開(kāi)發(fā)和利用海洋中的礦產(chǎn)資源海洋中的礦產(chǎn)資源海水資源的廣泛性海水資源的廣泛性： 海洋約占地球表面積海洋約占地球表面積71% 海洋中的資源海洋中的資源 ： 動(dòng)物動(dòng)物: :（魚(yú)類(lèi)、海獅、海馬、貝類(lèi)（魚(yú)類(lèi)、海獅、海馬、貝類(lèi) 植物植物: :（海草、海帶（海草、海帶 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 水水 : : （水資源及各種溶解的鹽類(lèi)（水資源及各種溶解的鹽類(lèi).海水水資源的利用海水水資源的利用海水水資源的利用海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用從海水中提取淡水從海水中提取淡水海水淡化

7、海水淡化 （海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有蒸餾法蒸餾法、電滲析法電滲析法、離子交換法離子交換法等等。）。） 海水蒸餾原理示意圖海水蒸餾原理示意圖（海水水資源的利用海水水資源的利用）進(jìn)進(jìn)出出原理：原理：加熱到水的沸加熱到水的沸點(diǎn)，液態(tài)水變點(diǎn)，液態(tài)水變?yōu)樗魵馀c海為水蒸氣與海水中的鹽分離，水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得水蒸汽冷凝得到淡水到淡水。太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖： 海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用（海水曬鹽）海水曬鹽）海水提海水提鎂鎂的步驟為的步驟為：貝殼貝殼 生石灰生石灰 石灰乳石灰乳 氫氧化鎂氫氧化鎂 氯化鎂氯化鎂 鎂鎂寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式：寫(xiě)出有關(guān)

8、的化學(xué)反應(yīng)方程式： a a、 ； b b、 ； c c、 ； d d、 ； e e、 。煅燒煅燒 a a水水 b b海水海水 c cdeA 科學(xué)探究：科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？如何證明海帶中有碘離子？ 閱讀閱讀P P9191實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-2 4-2 化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：2KI + H2O2 + H2SO4= I2+ K2SO4 + 2H2O海帶提碘海帶提碘：海帶海帶海帶灰海帶灰溶解過(guò)濾溶解過(guò)濾灼燒灼燒殘?jiān)鼩堅(jiān)琁- -的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有機(jī)溶液的有機(jī)溶液萃取萃取證明海帶中含有碘，有以下步驟證明海帶中含有碘，有以下步驟灼燒海帶至完全生成

9、灰，停止加熱，冷卻；灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻；在濾液中滴加稀在濾液中滴加稀H H2 2SOSO4 4及及H H2 2O O2 2，然后加入幾滴淀粉溶液；，然后加入幾滴淀粉溶液；用剪刀剪碎海帶，用酒精潤(rùn)濕，放入坩堝中；用剪刀剪碎海帶，用酒精潤(rùn)濕，放入坩堝中； 海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過(guò)濾海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過(guò)濾. .(1)(1)合理的步驟是合理的步驟是_(2)(2)證明含碘的步驟是證明含碘的步驟是_,_, 現(xiàn)象是現(xiàn)象是_, _, 反應(yīng)的離子方程式是反應(yīng)的離子方程式是 _滴入淀粉溶液，溶液滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)變藍(lán)2I2I- - + 2H+ 2H

10、+ + +H+H2 2O O2 2 I I2 2+2H+2H2 2O O 思考與交流：思考與交流： 如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？（閱讀教閱讀教材材P P9191頁(yè)資料卡片頁(yè)資料卡片海水提溴。）海水提溴。）1 1、推測(cè)海水提溴的步驟和實(shí)驗(yàn)裝置推測(cè)海水提溴的步驟和實(shí)驗(yàn)裝置； 2 2、寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式。濃縮海水濃縮海水溴單質(zhì)溴單質(zhì)氫溴酸氫溴酸單質(zhì)溴單質(zhì)溴通入通入Cl2通入空氣，通入空氣，SO2吸收吸收通入通入Cl22NaBr + Cl2NaBr + Cl2 2= Br= Br2 2+2NaCl+2NaCl2H2H2 2O + BrO +

11、 Br2 2+SO+SO2 2=H=H2 2SOSO4 4+2HBr+2HBr2HBr + Cl2HBr + Cl2 2= Br= Br2 2+2HCl+2HCl海水提溴的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置海水提溴的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置自自然然資資源源海水海水資源資源礦產(chǎn)礦產(chǎn)資源資源化石化石燃料燃料等等等等化學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法方法合理合理開(kāi)發(fā)利用開(kāi)發(fā)利用同時(shí)同時(shí)環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)達(dá)到達(dá)到：人與自然人與自然和協(xié)相處和協(xié)相處實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)：可持續(xù)可持續(xù) 發(fā)展！發(fā)展！ 整理與歸納 海洋石油、天然氣開(kāi)發(fā)海洋石油、天然氣開(kāi)發(fā)海洋能源的利用海洋能源的利用具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的：潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的：潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電 此外，鈾和重水目前是核能開(kāi)發(fā)的重要原料，從此外，鈾和重水目前是核能開(kāi)發(fā)的重要原料，從海水中提鈾和重水對(duì)一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)具有戰(zhàn)略意義。海水中提鈾和重水對(duì)一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)具有戰(zhàn)略意義。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