如何開發(fā)利用金屬礦物與海水資源.ppt

第26講開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 一 金屬礦物的開發(fā)利用1 金屬元素在自然界中的存在形式 1 游離態(tài) 如 2 化合態(tài) 絕大多數(shù)金屬以此形式存在 金 鉑 2 金屬冶煉的原理金屬冶煉的原理是 的過程 即Mn ne M 3 金屬冶煉的一般步驟礦石的富集 4 金屬冶煉的方法 金屬活動性順序表的反順序 1 物理法 適用于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 在自然界中以游離態(tài)形式存在的金屬 如Au Pt 2 熱分解法 適用于冶煉金屬活動性 的金屬 寫出化學(xué)方程式 較差 3 熱還原法 適用于金屬活動性介于 之間的大多數(shù)金屬的冶煉 寫出化學(xué)方程式 H2還原CuO CO還原Fe2O3 C還原Fe3O4 Zn Cu 4 電解法 適用于金屬活動性 的金屬的冶煉 寫出化學(xué)方程式 Na Mg Al 很強(qiáng) 能否用電解AlCl3和MgO的方法冶煉Al Mg 提示 不能 因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物 熔融時(shí)無法電離出自由移動的離子 不導(dǎo)電 而MgO雖是離子化合物 但其熔點(diǎn)太高 熔融會消耗大量電能 成本較高 二 海水資源的開發(fā)利用1 海水水資源的利用 1 海水水資源的利用 主要包括 和直接利用海水進(jìn)行 等 2 海水淡化的方法主要有 等 電解熔融NaCl 2 海水提鎂 溴 碘 3 海水中提取 和 用于核能的開發(fā) 4 新型能源 的開發(fā)利用 2 從金屬礦石中提煉金屬的步驟 3 鋁熱反應(yīng) 1 原理鋁將金屬氧化物中化合態(tài)的金屬還原為金屬單質(zhì) 2 引燃劑和鋁熱劑 引燃劑 鎂條 氯酸鉀 鋁熱劑 鋁粉和金屬氧化物 Fe2O3 Cr2O3 V2O5等 組成的混合物 3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 鎂條劇烈燃燒 放出一定的熱量 使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng) 反應(yīng)放出大量的熱 并發(fā)出耀眼的強(qiáng)光 紙漏斗的下部被燒穿 有熔融物落入沙中 待熔融物冷卻后 除去外層熔渣 仔細(xì)觀察 可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠 答案 B 名師指點(diǎn)選擇金屬冶煉的方法要依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活潑性 金屬活動性順序表中 金屬的位置越靠后 越容易被還原 金屬的位置越靠前 越難被還原 1 下列化工生產(chǎn)原理錯誤的是 可以電解熔融的氯化鈉來制取金屬鈉 可以將鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂 用電解法冶煉鋁時(shí) 原料是氯化鋁 煉鐵時(shí)高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的 故無需加熱 A B C D 解析 鈉特別活潑 加入氯化鎂溶液時(shí)先與水反應(yīng)生成NaOH和H2 接著生成Mg OH 2沉淀 錯 冶煉鋁使用的是Al2O3 錯 高爐煉鐵中所發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng) 但是仍需要高溫 錯 選D 答案 D 海水資源的開發(fā)利用1 海水淡化方法及原理 2 鎂的提取 1 流程 3 溴的提取 1 流程 1 指出提取碘的過程中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作名稱 寫出過程 中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式 2 提取碘的過程中可提供選擇的有機(jī)試劑為 A 酒精 四氯化碳B 四氯化碳 苯C 汽油 醋酸D 汽油 甘油 3 為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液 實(shí)驗(yàn)室里有燒杯 玻璃棒 集氣瓶 酒精燈 導(dǎo)管 圓底燒瓶 石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器 物品 尚缺少的玻璃儀器是 解析 1 從提取碘的流程圖上看出 操作 是將固體 殘?jiān)?和液體 含I 的溶液 分離開的操作 這一操作稱為過濾 反應(yīng) 是用Cl2將I 氧化成I2的反應(yīng) 2 利用I2在有機(jī)溶劑 如CCl4 苯 中的溶解度遠(yuǎn)大于水中的溶解度 用有機(jī)溶劑將碘水中的碘提取出來 其中 酒精 甘油 醋酸均與水互溶不分層 不合題目要求 3 操作 中缺少漏斗 操作 中缺少分液漏斗 答案 1 過濾2I Cl2 I2 2Cl 2 B 3 漏斗 分液漏斗 2 海水是鎂的主要來源之一 從海水中提取鎂可按如下步驟進(jìn)行 把貝殼制成石灰乳 向引入的海水中加入石灰乳 沉降 洗滌 過濾沉淀物 將沉淀物與鹽酸反應(yīng) 結(jié)晶 過濾 干燥 電解得到產(chǎn)物 以上提取鎂的全過程中 沒有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是 A 分解反應(yīng)B 化合反應(yīng)C 置換反應(yīng)D 復(fù)分解反應(yīng) 答案 C 1 2009年廣東單科 廣東正在建設(shè)海洋強(qiáng)省 下列說法不正確的是 A 從海帶中提取碘單質(zhì)的過程涉及氧化還原反應(yīng)B 往淡水中加入NaCl等配成人造海水 可用于海產(chǎn)品的長途運(yùn)輸C 赤潮主要是由工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活廢水引起沿海水域的富營養(yǎng)化而造成的D 海洋經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的資源開發(fā)可獲得Fe Co K Au Mg B等金屬解析 D選項(xiàng)中B不是金屬 答案 D 1 請列舉海水淡化的兩種方法 2 將NaCl溶液進(jìn)行電解 在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2 或H2 3 步驟 中已獲得Br2 步驟 中又將Br2還原為Br 其目的為 4 步驟 用SO2水溶液吸收Br2 吸收率可達(dá)95 有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 由此反應(yīng)可知 除環(huán)境保護(hù)外 在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是 5 某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法 查閱了有關(guān)資料 Br2的沸點(diǎn)為59 微溶于水 有毒性和強(qiáng)腐蝕性 他們參觀生產(chǎn)過程后 繪制了如下裝置簡圖 請你參與分析討論 圖中儀器B的名稱 整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管 其原因是 實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好 要達(dá)到提純溴的目的 操作中如何控制關(guān)鍵條件 C中液體產(chǎn)物顏色為 為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2 可向其中加入NaBr溶液 充分反應(yīng)后 再進(jìn)行的分離操作是 解析 Na Mg都是活潑金屬 應(yīng)選用電解法 故A項(xiàng)正確 B項(xiàng)錯誤 Fe是較活潑的金屬 用還原劑還原的方法 C項(xiàng)正確 Hg是不活潑金屬 用熱分解法 D項(xiàng)正確 答案 B 2 2010年揚(yáng)州模擬 金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用 下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是 A 合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同B 工業(yè)上金屬M(fèi)g Al都是用電解熔融氯化物制得的C 金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D 越活潑的金屬越難冶煉 解析 合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 如硬度 強(qiáng)度更大 熔點(diǎn)更低等 A正確 因AlCl3為共價(jià)化合物 熔融時(shí)不導(dǎo)電 冶煉鋁應(yīng)用電解熔融Al2O3的方法 B錯誤 金屬冶煉就是把金屬陽離子還原為金屬原子 越活潑的金屬 其陽離子的氧化性越弱 越難被還原 C D正確 答案 B 3 從海水中提取鎂可按如下步驟進(jìn)行 把貝殼制成石灰乳 向引入的海水中加入石灰乳 沉降 洗滌 過濾沉淀物 將沉淀物與鹽酸反應(yīng) 結(jié)晶 過濾 干燥 電解得到產(chǎn)物 下列關(guān)于提取鎂的說法中 不正確的是 A 此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來自大海B 進(jìn)行 步驟的目的是富集MgCl2C 可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D 電解冶煉鎂要消耗大量電能 解析 由于MgO的熔點(diǎn)高 不能使用電解熔融MgO的方法冶煉Mg 答案 C 5 工業(yè)上對海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如下圖所示 1 電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽 離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是 電解槽中的陽極材料為 2 本工藝流程中先后制得Br2 CaSO4和Mg OH 2 能否按Br2 Mg OH 2 CaSO4的順序制備 原因是 3 溴單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多 四氯化碳與水不互溶 故可用于萃取溴 但在上述工藝中卻不用四氯化碳 原因是 解析 依據(jù)海水資源綜合開發(fā)的圖示和氯堿工業(yè)中隔膜的作用 逐步逆推 并注意每步操作所引起的影響與結(jié)果 1 陽極得NaOH溶液 則離子膜和隔膜只允許通過陽離子 即大量Na 陽極為鈦或石墨 2 Br2可直接通過Cl2氧化制得Br2 若使第二步制得Mg OH 2 則必須加入石灰