高一化學化學與自然資源的開發(fā)和利用ppt課件

1、第一課時第一課時1 一、金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(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2人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：3Cu2（OH）2CO3 = 2CuO + H2O + CO2 C + 2CuO = CO2 + 2Cu高溫高溫銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長的漫長的“石器時代石器時代”. 在公元前在公元前6000年到年到7000年左右，年左右，人類開始邁進了象征古代文明開人類開始邁進了象征古代文明開端的端的“銅器時代銅器時代”。銅銅 鏡鏡漢武帝時銅幣漢武帝時銅幣先秦刀幣先秦刀幣4

2、這是英法聯(lián)軍這是英法聯(lián)軍洗劫焚毀世界洗劫焚毀世界建筑史上最杰建筑史上最杰出的園林出的園林圓明園后，被圓明園后，被劫掠到國外的劫掠到國外的珍貴文物珍貴文物銅虎頭銅虎頭，2000年在香港被拍年在香港被拍賣。由中國派賣。由中國派員出高價將其員出高價將其贖回。贖回。記住我們的國恥：中國還有上百萬件珍貴文物流失海外記住我們的國恥：中國還有上百萬件珍貴文物流失海外5 我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我們在西漢初時已經(jīng)我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我們在西漢初時已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年，懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，

3、而歐洲最早的英國直到南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到500年后（相當于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。年后（相當于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。古代中國勞動人民用木炭煉鐵古代中國勞動人民用木炭煉鐵6 冶煉金屬的實質(zhì)是用還原的方法冶煉金屬的實質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。電子變成金屬原子。 將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)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在工業(yè)上稱為和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。金屬的冶煉。7金屬活動性順序金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn

4、 Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性逐漸減弱金屬活動性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強金屬離子的得電子能力逐漸增強8冶煉金屬的方法冶煉金屬的方法 91、熱分解法、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 加熱加熱2Ag2O = 4Ag + O2 加熱加熱2、物理提取法：適用于極不活潑的、物理提取法：適用于極不活潑的金屬金屬Pt、Au103、熱還原法（適用于大部分金屬）、熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2 = Cu + H2O高溫高溫Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2 高溫高溫11鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)實驗實驗

5、41 注意觀察現(xiàn)象注意觀察現(xiàn)象12反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫高溫鋁熱劑鋁熱劑 鋁是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物鋁是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。金屬也可作還原劑。133MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫高溫Cr2O3+2Al = 2Cr +

6、 Al2O3高溫高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫高溫其它鋁熱反應(yīng)其它鋁熱反應(yīng) 1415鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用 鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等16 由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度超越金銀由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至之上，直至19世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級

7、珠寶店的高檔貨。 然而自從美國青年化學家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工然而自從美國青年化學家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工 藝不斷改進，藝不斷改進，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成主要成 分是分是Al2O3，當然還是有很多，當然還是有很多其它雜質(zhì)的）中冶煉鋁的技術(shù)了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一其它雜質(zhì)的）中冶煉鋁的技術(shù)了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。降千丈，走入千家萬戶。174、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) =

8、 4Al + 3O2 電解電解冰晶石冰晶石2NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2 電解電解18K 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19 今天鋁的產(chǎn)量已經(jīng)僅次于鋼鐵了，鋁及鋁合金成今天鋁的產(chǎn)量已經(jīng)僅次于鋼鐵了，鋁及鋁合金成為現(xiàn)代文明不可缺少的金屬，鋁在工業(yè)上被稱為為現(xiàn)代文明不可缺少的金屬，鋁在工業(yè)上被稱為“鋼精鋼精”，是因為它的合金不但輕，而且強度足以，是因為它的合金不但輕，而且強度足以替代鋼鐵，鋁除了用于建材之外，還被用于航天工替代鋼鐵，鋁除了用于建材之外，還被用于航天工

9、業(yè)，如我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號，外殼全部業(yè)，如我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號，外殼全部用鋁合金制成，美國的阿波羅用鋁合金制成，美國的阿波羅1111號，宇宙飛船所號，宇宙飛船所用的金屬材料中，鋁及合金用的金屬材料中，鋁及合金75%75%左右，可以說人類左右，可以說人類送上太空的金屬中，鋁是最多的了。送上太空的金屬中，鋁是最多的了。注意：正常人的人體，每注意：正常人的人體，每7070公斤體重約含公斤體重約含6161毫克鋁。毫克鋁。 但鋁攝入過多卻是對人體有害的，經(jīng)研究表明，鋁但鋁攝入過多卻是對人體有害的，經(jīng)研究表明，鋁元素能滲入人腦，與神經(jīng)元細胞釋放出來的具有傳元素能滲入人腦，與神經(jīng)元細胞釋放出

10、來的具有傳遞信息功能的有機堿反應(yīng)遞信息功能的有機堿反應(yīng)，導致神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息導致神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息受阻，引起老年癡呆。受阻，引起老年癡呆。20鎂在地殼中含量只有鋁鎂在地殼中含量只有鋁的四分之一，而且鎂比的四分之一，而且鎂比鋁更加活潑，所以要想鋁更加活潑，所以要想礦物質(zhì)中獲取鎂，代價礦物質(zhì)中獲取鎂，代價比鋁更高。比鋁更高。海洋中含有大量的氯化海洋中含有大量的氯化鎂，海水又咸又苦鎂，海水又咸又苦。咸是因為含有氯化鈉，咸是因為含有氯化鈉，苦是因為含有氯化鎂苦是因為含有氯化鎂，同樣道理，粗鹽易潮同樣道理，粗鹽易潮解是因為其中含有較解是因為其中含有較多的氯化鎂，而氯化多的氯化鎂，而氯化鎂易吸水。鎂易吸水。

11、據(jù)估算，假如每年從海水中提取據(jù)估算，假如每年從海水中提取1億噸鎂再過億噸鎂再過一百萬年，海水中鎂的含量也只會從目前的一百萬年，海水中鎂的含量也只會從目前的0.13%降低到降低到0.12%，即只減少了萬分之一。，即只減少了萬分之一。可謂取之不盡，用之不竭?？芍^取之不盡，用之不竭。211 1、不同的金屬，冶煉方法不同、不同的金屬，冶煉方法不同+nM得電子得電子M（被還原）（被還原）因為金屬離子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。因為金屬離子的得電子能力不同，所以冶煉方法不同。2、金屬活動、金屬活動 性順序金屬的冶煉性順序金屬的冶煉金屬活動金屬活動順序順序金屬失電金屬失電子能力子能力 金屬離子金屬離

12、子的得電子的得電子主要冶煉主要冶煉方法方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、）、CuHg、Ag、Pt、Au強強弱弱弱弱強強電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法22合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：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、加強金屬資源的回收和再利用、加強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屬材料 231、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

13、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)金屬在金屬活動順序表中的位置、根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法：及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法：Na Zn Hg Au C電解法電解法加熱還原法加熱還原法加熱分解法加熱分解法物理提取法物理提取法24第一節(jié)第二課時第一節(jié)第二課時25 從太空觀察地球，看到地球上有七片陸從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地地“漂浮漂浮”在一大片藍色的海洋之中在一大片藍色的海洋之中是“歷史留給人類人類的資源儲備”海洋是美麗的，海洋是美麗的， 也是富饒的也是富饒的 261.

14、海水水資源的利用：海水的淡化海水水資源的利用：海水的淡化 （1）使海水淡化的途徑）使海水淡化的途徑 通過海水中提取淡水或從海水中把鹽分離通過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。出去，都可以達到淡化海水的目的。 （2）海水淡化的方法及其特點）海水淡化的方法及其特點 海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、蒸餾法、電滲析法、離子交換法離子交換法等。等。 其中其中蒸餾法蒸餾法的歷史最久，的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，技術(shù)和工藝也比較完善，但成本較高。但成本較高。27海水蒸餾原理示意圖： 28海水蒸餾海水蒸餾29太陽能蒸發(fā)海水示意圖：太陽能蒸發(fā)海水示意

15、圖： 30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)”。海水中鈾多達海水中鈾多達45億噸億噸是已知陸地鈾礦儲量是已知陸地鈾礦儲量的的4500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海水中的化學資源海水中的化學資源31海洋中的礦產(chǎn)資源海洋中的礦產(chǎn)資源322.海水化學資源的開發(fā)利用海水化學資源的開發(fā)利用 海水綜合利用的重要方向是：海水綜合利用的重要方向是：海水淡化同化工生海水淡化同化工生產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合。如從海水中制得的。如從海水中制得的氯化鈉氯化

16、鈉除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取水中制取鎂、鉀、溴鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工業(yè)上的發(fā)展。業(yè)上的發(fā)展。 從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。 例如，例如，鈾和重水鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料，目前是核能開發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義。從海水中提取鈾和重水對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義。化學在開發(fā)化學在開發(fā)海洋藥物海

17、洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。方面也將發(fā)揮越來越大的作用。潮汐能、波浪能潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。能源。3334煮海為鹽從海水中提取從海水中提取NaClNaCl3536海水提溴：主要方法是空氣吹出法海水提溴：主要方法是空氣吹出法主要流程主要流程海水海水濃縮濃縮酸化酸化濃縮濃縮海水海水BrBr- -通入通入氯氣氯氣海海水水ClCl- -BrBr2 2通入空氣通入空氣水蒸氣水蒸氣( (吹入吹入) )吸收吸收塔塔SOSO2 2反應(yīng)后反應(yīng)后富集溴富集溴HBrHBr、SOSO4 42 2通入通入ClCl2 2ClCl- -BrBr2 2分離分

18、離溴單質(zhì)溴單質(zhì)化學方程式：化學方程式：2NaBr Cl2 = Br2 2NaClBr2 SO2 2H2O = 2HBr H2SO42HBr Cl2 = Br2 2HCl37海帶提碘：海帶提碘：海帶海帶海帶灰海帶灰溶解過濾溶解過濾灼燒灼燒殘渣殘渣含含I- -的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有機溶液的有機溶液萃取萃取38 從海水中提取溴和碘從海水中提取溴和碘 （第三課時）（第三課時）3940溴蒸氣溴蒸氣水水 封封液液 溴溴41 溴（溴（Br2）深紅棕色、深紅棕色、密度比水大、密度比水大、液體液體易揮發(fā)、有強烈腐蝕性易揮發(fā)、有強烈腐蝕性 少量的溴棕色試劑瓶中、水封保

19、存少量的溴棕色試劑瓶中、水封保存在水中溶解度不大，在水中溶解度不大， 易溶于乙醇、易溶于乙醇、CCl4、苯等有機溶劑。、苯等有機溶劑。42地球上溴資源的分布情況地球上溴資源的分布情況 溴是海洋元素，地球上溴是海洋元素，地球上99%99%的溴分布在海水中，陸的溴分布在海水中，陸地上溴的儲量只占地球上溴的總儲量的地上溴的儲量只占地球上溴的總儲量的1% 1% 。溴的提取43海水海水 鹵水鹵水 Br2 粗溴粗溴 高純溴高純溴鼓入水蒸氣鼓入水蒸氣1.1. 海水中溴的濃度比較低，怎么辦？海水中溴的濃度比較低，怎么辦？ 2.2. 我們需要的是游離態(tài)的單質(zhì)溴，而海水中的溴我們需要的是游離態(tài)的單質(zhì)溴，而海水中的

20、溴是以什么形態(tài)存在的呢？我們應(yīng)選擇什么物質(zhì)是以什么形態(tài)存在的呢？我們應(yīng)選擇什么物質(zhì)作為氧化劑呢？作為氧化劑呢？3.3. 得到的單質(zhì)溴如何從海水中提取出來呢得到的單質(zhì)溴如何從海水中提取出來呢? ? 閱讀并思考閱讀并思考海水提溴的步驟海水提溴的步驟濃縮濃縮氧化氧化提取提取蒸發(fā)蒸發(fā)通氯氣通氯氣精制精制Cl2 + 2Br - 2Cl - + Br24445碘（碘（I2）紫黑色晶體紫黑色晶體 、有金屬光澤、有金屬光澤 碘單質(zhì)能使淀粉溶液變藍色碘單質(zhì)能使淀粉溶液變藍色 常用這個特性常用這個特性 來檢驗碘單質(zhì)的存在。來檢驗碘單質(zhì)的存在。（特性一：顯色反應(yīng)）（特性一：顯色反應(yīng)）易升華易升華 密封保存在棕色試劑

21、瓶中密封保存在棕色試劑瓶中（特性二）（特性二）46水水 酒精酒精 CClCCl4 4碘單質(zhì)碘單質(zhì)學生實驗：學生實驗：取三份等量的碘單質(zhì)（少量）分裝于取三份等量的碘單質(zhì)（少量）分裝于3 3支試管中，再分別往支試管中，再分別往3 3支支試管中加入試管中加入3mL3mL水、酒精、四氯化碳，振蕩，觀察現(xiàn)象。水、酒精、四氯化碳，振蕩，觀察現(xiàn)象。黃色黃色 棕色棕色 紫色紫色實驗探究碘的溶解性實驗探究碘的溶解性47碘在海水中含量太低碘在海水中含量太低, ,僅有僅有60g/L60g/L目前還不能目前還不能直接從海水中提取碘。海洋植物直接從海水中提取碘。海洋植物, ,如海帶、馬如海帶、馬尾藻等有吸附碘離子的特殊能力尾藻等有吸附碘離子的特殊能力, ,它們能把海它們能把海水中的碘富集到是海水中的水中的碘富集到是海水中的1010萬倍以上。所以萬倍以上。所以通常從海帶或馬尾藻中提取碘。通常從海帶或馬尾藻中提取碘。碘的提取48討論并設(shè)計討論并設(shè)計如何從海帶中提取碘？如何從海帶中提取碘？1.1.如何將海帶中的碘轉(zhuǎn)移到水溶液中？這個過程需要如何將海帶中的碘轉(zhuǎn)移到水溶液中？這個過程需要 進行哪些操作？進行哪些操作？ 2.2.海帶中的碘是以什么形態(tài)存在的，能否直接分離？海帶中的碘是以什么形態(tài)存在的，能否直接分離？如何把碘由化合態(tài)變?yōu)橛?/p>