开发利用金属矿物和海水资源(上课).ppt

《开发利用金属矿物和海水资源(上课).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《开发利用金属矿物和海水资源(上课).ppt（35页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源第第1 1课时课时第四章第四章 化学与自然资化学与自然资源的开发利用源的开发利用含三价铁的红色石英含三价铁的红色石英自然界中存在着丰富的矿产资源自然界中存在着丰富的矿产资源纤磷锰铁矿纤磷锰铁矿一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用蓝蓝 铜铜 矿矿赤赤 铁铁 矿矿辉铜矿辉铜矿Cu2S 天然金天然金Au天然铂天然铂Pt1 1、自然界中金属元素的存在形式、自然界中金属元素的存在形式游离态游离态金和铂金和铂化合态化合态大多数金属大多数金属2 2、金属冶炼、金属冶炼得电子，被还原得电子，被还原Mn+M+ne-（1）原理）原理（2）一般步骤）一般步

2、骤1 1、采矿、采矿2 2、富集、富集 3 3、冶炼、冶炼4 4、精炼、精炼将矿物中的有将矿物中的有效成分提取出效成分提取出来，以减少杂来，以减少杂质质利用氧化还原利用氧化还原原理，在一定原理，在一定条件下，将金条件下，将金属矿物中的金属矿物中的金属从其化合物属从其化合物中还原出来中还原出来 采用一定采用一定的方法，的方法，提纯金属提纯金属思考：思考：1、不同金属的冶炼方法是否相同？、不同金属的冶炼方法是否相同？2、金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？、金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？结论：结论：金属位置越靠后，越易被还原金属位置越靠后，越易被还原 金属位置越靠前，越难被还原金属位置越靠前，越

3、难被还原大约大约100多年前多年前大约大约2500年前年前大约大约4000年前年前K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性顺序金属活动性顺序金属性逐渐减弱金属性逐渐减弱金属阳离子的得电子能力逐渐增强金属阳离子的得电子能力逐渐增强(1)富集富集法法极极不活泼金属不活泼金属Pt、Au3 3、金属的冶炼方法、金属的冶炼方法物理方法物理方法(2)热分解法热分解法Hg、Ag不活泼的金属不活泼的金属2HgO 2Hg O2 加热加热2Ag2O 4AgO2 加热加热(3)电解法电解法 K、Ca、Na、Mg、Al 非常活泼金属非常活泼金属冰晶石：冰晶石：Na

4、3AlF6，降低，降低Al2O3的熔点。的熔点。MgCl2(熔融熔融)Mg Cl2 电解电解2NaCl(熔融熔融)2NaCl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)4Al 3O2 电解电解冰晶石冰晶石(4)热还原法热还原法 CuO+H2 =Cu+H2O Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuFe2O3+3CO =2Fe+3CO2 高温高温处于中间位置的金属处于中间位置的金属2CuO+C =2Cu+CO2 小结：冶金的一般方法：小结：冶金的一般方法：K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、）、CuHg、Ag强强弱弱弱弱强强电解法电解法热还原法热还原法热分热分解法解法Pt、Au主要冶炼主

5、要冶炼方法方法金属离子金属离子的得电子的得电子 金属失电金属失电子能力子能力金属活动金属活动顺序顺序物理提物理提取法取法常见还原剂除常见还原剂除C、CO、H2外外,还有哪些呢还有哪些呢?实验实验4-1 铝热反应铝热反应镁条：引燃剂镁条：引燃剂(放热放热)氯酸钾：助燃剂氯酸钾：助燃剂(提供氧提供氧)现象现象原理原理2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温高温镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入蒸白光，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入蒸发皿，冷却后变为黑色固体。发皿，冷却后变为黑色固体。沙子：防止溅落物使蒸发皿炸裂沙子：防止溅落物使蒸发皿

6、炸裂铝热剂：铝与氧化铁的混合物铝热剂：铝与氧化铁的混合物应用：应用：(1)(1)焊接钢轨，焊接钢轨，(2)(2)冶炼难熔的金属。如：冶炼难熔的金属。如：Mn、Cr等等高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O33MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温其它的铝热反应其它的铝热反应：合理开发和利用矿物资源，主要途径有：合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量、减少金属的使用量3、加强金属资源的回收和再利用、加强金属资源的回收和再利用4、使用其他材料代替金属材料、使用其他材料代替

7、金属材料 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源第第2课时课时a a、海洋生物资源、海洋生物资源1 1、海洋资源、海洋资源b b、海洋中的矿产资源、海洋中的矿产资源含含80多种元素，以氢、氧、多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多，被称为较多，被称为“元素的故乡元素的故乡”。海水中铀多达海水中铀多达45亿吨亿吨是已知陆地铀矿储量是已知陆地铀矿储量的的4500倍。氘有倍。氘有50亿亿吨足够人类用上千万吨足够人类用上千万年年c c、海水中的化学资源、海水中的化学资源水资源利用：水资源利用：1.海水的淡化（咸水海水的淡化（咸水 淡水）淡水）2.直接利用

8、海水进行循环冷却（作冷却用水）直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）2 2、海水水资源的利用、海水水资源的利用 u海水中的水海水中的水1.3X109 亿亿吨吨 u占地球总水量占地球总水量97%海水的淡化的方法：海水的淡化的方法：蒸蒸 馏馏 法法（最先使用，技术成熟，但最先使用，技术成熟，但成成本高本高）电渗析法电渗析法离子交换法离子交换法海水蒸馏原理示意图海水蒸馏原理示意图原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水。海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水。太阳能蒸发海水示意图太阳能蒸发海水示意图：下进下进上出上出用高分子分离膜

9、淡化海水用高分子分离膜淡化海水利用海水进行循环冷却利用海水进行循环冷却天津碱厂海水循环冷却装置天津碱厂海水循环冷却装置海水中溶解和悬浮有大量的无机物和海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，有机物，按含量计，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素超过总量的等元素超过总量的99，其他为微，其他为微量元素，总计含有量元素，总计含有80多种元素。多种元素。海水制盐海水制盐生产生产NaCl 3 3、海水海水化学化学资源资源的开发利用的开发利用粗盐提纯粗盐提纯 杂质：泥沙、杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-除杂试剂：除杂试剂：步骤：步骤：溶解溶解滴加试剂滴

10、加试剂过滤过滤滴加滴加HClNa2CO3 NaOHBaCl2 蒸发结晶蒸发结晶科学探究科学探究1 1：如何证明海带中含有碘元素呢？如何证明海带中含有碘元素呢？从海水中提取从海水中提取I2a：证明海带中含有碘元素：证明海带中含有碘元素燃烧燃烧加水加水,加热加热,溶解溶解过滤过滤稀硫酸稀硫酸过氧化氢溶液过氧化氢溶液淀粉淀粉海带灰海带灰海带海带悬浊液悬浊液滤液滤液碘水碘水溶液变蓝溶液变蓝化学方程式：化学方程式：2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2Ob：提取海带中的碘元素得到单质碘？：提取海带中的碘元素得到单质碘？浓缩海水浓缩海水溴单质溴单质氢溴酸氢溴酸单质溴单质溴通入通入Cl2通入

11、空气，水蒸气通入空气，水蒸气SO2吸收吸收通入通入Cl2从海水中提取从海水中提取Br22NaBr+Cl2=Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2=H2SO4+2HBr2HBr+Cl2=Br2+2HCl科学探究科学探究2：如何将海水中的如何将海水中的Br-转变成转变成Br2？卤水卤水Mg(OH)2MgCl2(aq)蒸发、冷却结晶蒸发、冷却结晶过滤过滤 海水海水富富集集加碱加碱过滤过滤盐酸盐酸从海水中提取单质镁从海水中提取单质镁科学探究科学探究3：如何将海水中的如何将海水中的Mg2+转变成转变成Mg？金属金属MgMgCl2 6H2OHClMgCl2电解电解贝壳贝壳 生石灰生石灰 石灰乳石灰乳煅烧煅烧水水NaCl的水溶液制的水溶液制NaOH 制金属制金属Na 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 2NaCl+2H2O 电解电解 H2 +Cl2 +2NaOH 2NaCl（熔融）（熔融）=2Na+Cl2制制Na2CO3电解电解海水综合利用联合工业体系一例海水综合利用联合工业体系一例合理利用海洋资源合理利用海洋资源保护海洋，不进行近海石油开采。保护海洋，不进行近海石油开采。建立可持续的海洋渔业。建立可持续的海洋渔业。保护海洋生态系统保护海洋生态系统。把污水处理后再排入海洋把污水处理后再排入海洋,合理捕捞合理捕捞,严严格防止石油外泄格防止石油外泄.