開發(fā)利用金屬礦物和海水資源(共2課時)

第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源1一、金屬礦物的開發(fā)利用黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦2一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬元素的存在：

除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。32、金屬的冶煉

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電子變成金屬原子。n+M得電子M（被還原）4金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強5金屬冶煉的方法

要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法6（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱3、金屬冶煉的方法（1）物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、Au7（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O△Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫8鋁熱反應(yīng)實驗4－1注意觀察現(xiàn)象9反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑鋁——還原劑（活潑金屬——可作還原劑）103MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它的鋁熱反應(yīng)：11應(yīng)用：(1)焊接鋼軌，(2)冶煉金屬。12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19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。然而自從美國青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當(dāng)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，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。Al13（4）電解法（適合一些非常活潑金屬）MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解14

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“鋼精”，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—11號，宇宙飛船所用的金屬材料中，鋁及合金75%左右，可以說人類送上太空的金屬中，鋁是最多的了。注意：正常人的人體，每70公斤體重約含61毫克鋁。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(xì)胞釋放出來的具有傳遞信息功能的有機堿反應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息受阻，引起老年癡呆。15鎂在地殼中含量只有鋁的四分之一，而且鎂比鋁更加活潑，所以要想礦物質(zhì)中獲取鎂，代價比鋁更高。Mg海洋中含有大量的氯化鎂，海水又咸又苦。咸是因為含有氯化鈉，苦是因為含有氯化鎂，同樣道理，粗鹽易潮解是因為其中含有較多的氯化鎂，而氯化鎂易吸水。據(jù)估算，假如每年從海水中提取1億噸鎂再過一百萬年，海水中鎂的含量也只會從目前的0.13%降低到0.12%，即只減少了萬分之一。可謂取之不盡，用之不竭。16KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg金屬活動性（還原性）：強弱電解法熱還原法熱分解法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg離子的氧化性弱強17KCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理提取法18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2、減少金屬的使用量3、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……………19練習(xí)1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是（）A、加熱氧化鋁B、加熱碳酸鈣C、電解熔融氯化鈉D、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及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法2021第一節(jié)開發(fā)利用金屬資源和海水資源二、海水資源的開發(fā)和利用22含80多種元素，以氫、氧、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等較多。被稱為“元素的故鄉(xiāng)”。海水中鈾多達45億噸是已知陸地鈾礦儲量的4500倍。氘有50億噸足夠人類用上千萬年海水中的化學(xué)資源23海洋中的礦產(chǎn)資源24

從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍色的海洋之中海洋是“歷史留給人類的資源儲備”海洋是美麗的，也是富饒的25海水資源的廣泛性：海洋約占地球表面積71%海洋中的資源：動物:（魚類、海獅、海馬、貝類………植物:（海草、海帶…………礦物:（各種鹽、NaCl、MgCl2……….海底金屬結(jié)核礦、石油水:（水資源及各種溶解的鹽類26海水中的水1.3X109

億噸占地球總水量97%（3%在陸地、淡水）海水中除了水以外，還含有80多種元素，有的含量很大（如NaCl）有的含量很少（如Au）27海水資源的多樣性：海水中溶解和懸浮大量的無機物和有機物按含量計：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13種元素的質(zhì)量占總水量的99%，其余1%為70多種含量微少的元素。28海水資源的分散性：海水因為量太大、面太廣，大多數(shù)元素盡管總量很大但由于太分散，含量極微少如：海水中金元素總含量約為50000000t（5千萬噸）但一頓海水中只含金元素0.000004g（10億分之四克）（百分之0.000004克）29海水資源的利用海水水資源的利用海水化學(xué)資源的利用30圖4-5海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例311、從海水中提取淡水——海水淡化

海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。

海水蒸餾原理示意圖進出原理：加熱到水的沸點，液態(tài)水變?yōu)樗魵馀c海水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得到淡水。32太陽能蒸發(fā)海水示意圖：

332、海水曬鹽（煮海為鹽）34科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？閱讀P91實驗4-2化學(xué)方程式：2KI+H2O2+H2SO4===I2+K2SO4+2H2O35海帶提碘：海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機溶液萃取36證明海帶中含有碘，有以下步驟①灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻；②在濾液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入幾滴淀粉溶液；③用剪刀剪碎海帶，用酒精潤濕，放入坩堝中；④海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過濾.(1)合理的步驟是____________(2)證明含碘的步驟是_______,現(xiàn)象是_____________________,反應(yīng)的離子方程式是__________________________③①④②②滴入淀粉溶液，溶液變藍2I-+2H++H2O2I2+2H2O37思考與交流：如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？閱讀教材P91頁資料卡片——海水提溴。1、推測海水提溴的步驟和實驗裝置