必修2第一节开发利用金属矿物和海水资源3021.pptx

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1、第四章第四章 化学与可持续发展化学与可持续发展 第一节第一节 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 一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿人类最早发现和应人类最早发现和应用的金属分别是：用的金属分别是：+n+n 0 0即即 M（化合态）（化合态）M（游离态）（游离态）得得电电子、被子、被还还原原2 2、金属冶炼的涵义：、金属冶炼的涵义：把金属从其化合物中还原出来的过程。把金属从其化合物中还原出来的过程。问题：问题：金属冶炼的实质？金属冶炼的实质？1、金属的存在：、金属的存在：除了金、铂等极少数金属外，除了金、铂等极少

2、数金属外，绝大多数金绝大多数金属以化合物的形式属以化合物的形式存在于自然界。存在于自然界。（1 1）、矿石的富集：）、矿石的富集：（2 2）、冶炼：）、冶炼：除去杂质，提高矿石中有用成分含量。除去杂质，提高矿石中有用成分含量。利用氧化还原反应，在一定利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质（粗）。条件下，把金属离子还原成单质（粗）。（3 3）、精炼：）、精炼：采用一定的方法，提炼纯金属采用一定的方法，提炼纯金属3 3、金属冶炼的一般步骤、金属冶炼的一般步骤 金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性逐渐

3、减弱金属活动性逐渐减弱金属原子的失电子能力逐渐金属原子的失电子能力逐渐 减弱减弱金属离子的得电子能力逐渐金属离子的得电子能力逐渐增强增强冶炼金属的方法冶炼金属的方法 （1）、热分解法）、热分解法 （适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）2HgO 2Hg O2 加热加热2Ag2O 4AgO2 加热加热 4 4、金属冶炼的方法、金属冶炼的方法（2）、电解法）、电解法 （适合一（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属）MgCl2(熔融熔融)Mg Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)2NaCl2 电解电解（3 3）、热还原法）、热还原法（

4、适合（适合大多数金属）大多数金属）（常用的还原剂有：焦炭、（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2 等等）Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温 ZnOCZnCO CuO+H2 =Cu+H2O高温高温一些活泼的金属也可作还原剂（一些活泼的金属也可作还原剂（铁、铝铁、铝等）等）CuSO4+Fe=FeSO4+Cu（湿法炼铜）（湿法炼铜）铝热反应铝热反应(实验实验4-1)反应现象：反应现象：剧剧烈烈反反应应，发发出出强强光光，纸纸漏漏斗斗被被烧烧穿穿，有有熔融物落入熔融物落入沙子上（铁珠）。沙子上（铁珠）。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温铝热剂铝热剂放热反应放热反应:高高温温下下铝铝

5、将将某某些些金金属属从从其其氧氧化化物物中置换出来的反应中置换出来的反应铝热反应的应用铝热反应的应用焊接钢轨焊接钢轨冶炼高熔点的金属冶炼高熔点的金属?（4 4）、特殊方法）、特殊方法(物理提取法物理提取法)：适用于极不活泼的金属适用于极不活泼的金属Pt、Au如：如：冶炼钒、铬、锰等冶炼钒、铬、锰等3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温3V2O5+10Al=6V+5Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu电解法电解法（5）热还原法热还原法 （5）热分解法

6、热分解法（2）Hg Ag Pt Au获得金属几种方法：获得金属几种方法：物理提取法物理提取法（2）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 1、提高金属矿物的利用率、提高金属矿物的利用率2 2、减少金属的使用量、减少金属的使用量3 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 4、使用其他材料代替金属材料、使用其他材料代替金属材料 第一节第一节 开发利用金属资源和海水资源开发利用金属资源和海水资源 海水资源的开发和利用海水资源的开发和利用 海洋约占地球表面积的海洋约占地球表面积的71%，具有十分巨，具有十分巨大的开发潜力。其中海水水资源的利用和

7、海大的开发潜力。其中海水水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。有水化学资源的利用具有非常广阔的前景。有以下几个方面应用：以下几个方面应用：海水的淡化海水的淡化直接利用海水进行循环冷却直接利用海水进行循环冷却从海水获取从海水获取NaCl等生活、化工原料等生活、化工原料从海水提取镁、钾、溴、碘等化工从海水提取镁、钾、溴、碘等化工产品产品1、海水淡化海水淡化 海水淡化的方法主要有：海水淡化的方法主要有：蒸馏法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法电渗析法、离子交换法等。等。原理：原理：加热到水的沸点，液态水变为加热到水的沸点，液态水变为 水蒸气与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝水蒸气与海水中的盐分离

8、，水蒸汽冷凝 可以得到淡水。可以得到淡水。太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图：2、海水晒盐、海水晒盐（煮海为盐）（煮海为盐）3、海水中提取、海水中提取镁、钾、溴、碘镁、钾、溴、碘等产品等产品 海水中元素种类多，总共含有海水中元素种类多，总共含有80多多种元素。总储量很大，是一个巨大的种元素。总储量很大，是一个巨大的化学资源宝库。化学资源宝库。（1）从海带中提取碘）从海带中提取碘 科学探究科学探究42：阅读教材阅读教材P91页实验页实验 用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入 坩埚中；坩埚中；灼烧海带至完全变成灰，停止加热，灼烧海带至完全变成灰，停止加热，冷却；

9、冷却；海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。拌、煮沸、过滤。在滤液中滴加稀在滤液中滴加稀H2SO4及及H2O2，然后，然后加入几滴淀粉溶液；加入几滴淀粉溶液；溶液变蓝。溶液变蓝。2I-+2H+H2O2 I2+2H2O海带提取碘流程图：海带提取碘流程图：海海带带海带灰海带灰溶解过滤溶解过滤灼烧灼烧残渣残渣含含I-的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有的有机溶液机溶液萃取萃取分液分液I2蒸馏蒸馏 如如何何将将海海水水中中的的溴溴离离子子转转变变成成溴溴单单质质？阅读教材阅读教材P91页资料卡片页资料卡片海水提溴海水提溴。1 1

10、、推测海水提溴的步骤；、推测海水提溴的步骤；2 2、写出相关的化学方程式。、写出相关的化学方程式。（2）从海水中提取溴）从海水中提取溴海水提溴：海水提溴：主要方法是空气吹出法主要方法是空气吹出法主要流程主要流程:海水海水浓缩浓缩酸化酸化Br-通入通入氯气氯气Br2 通入空气通入空气水蒸气水蒸气(吹入吹入)吸收吸收塔塔SOSO2 2反应后反应后富集溴富集溴通入通入Cl2Cl-Br2萃取分液萃取分液蒸馏蒸馏化学方程式：化学方程式：2NaBr Cl2=Br2 2NaClBr2 SO2 2H2O=2HBr H2SO42HBr Cl2=Br2 2HCl氢溴酸氢溴酸Br2引入海水引入海水贝壳贝壳（CaCO3)过滤网过滤网 工业制镁流程工业制镁流程沉降池沉降池过滤槽过滤槽 Mg(OH)2盐酸盐酸浓缩浓缩盐酸盐酸CaO电解电解 MgCl2金属镁金属镁MgCl2溶液溶液锻烧锻烧与水反应与水反应氯气氯气谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH