《金屬礦物及海水的綜合利用》PPT課件

1、高中新課程高中新課程 化學化學 必修必修2授課：撫州市教研室授課：撫州市教研室 嵇小堂嵇小堂開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源提問：提問：金屬在自然界一般以什么形式存在？金屬在自然界一般以什么形式存在？ 自然界中自然界中絕大多數(shù)絕大多數(shù)金屬以金屬以化合態(tài)化合態(tài)存在；只有存在；只有少數(shù)少數(shù)金屬以金屬以游離態(tài)游離態(tài)存在（存在（金、鉑金、鉑）部分金屬礦物部分金屬礦物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開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用 在金屬化合物中，金屬一般呈正價，要得到金在金屬化合物中，金屬一般呈正價，

2、要得到金屬單質(zhì)，就必須將它們還原。這個過程在工業(yè)上稱屬單質(zhì)，就必須將它們還原。這個過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉為金屬的冶煉根據(jù)金屬的活動性不同，可以采用不同的冶煉方法根據(jù)金屬的活動性不同，可以采用不同的冶煉方法 電解法電解法熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.熱分解法熱分解法熱分解法熱分解法電解法電解法熱還原法熱還原法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag2HgO = 2Hg + O2加熱加熱2Ag2O

3、 = 4Ag + O2加熱加熱開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.熱分解法熱分解法2.熱還原法熱還原法熱分解法熱分解法電解法電解法熱還原法熱還原法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg AgCuO+ H2 = Cu+H2O加熱加熱Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2高溫高溫開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.熱分解法熱分解法2.熱還原法熱還原法鋁熱反應鋁熱反應（鋁粉與某些金屬氧化物如（鋁粉與某些金屬氧化物如Fe2O3、MnO2、Cr2O、V2O5等

4、）的混合物在高溫等）的混合物在高溫下進行的反應。其中鋁粉與這些金屬氧化物的下進行的反應。其中鋁粉與這些金屬氧化物的混合物稱為混合物稱為鋁熱劑鋁熱劑。）。）反應現(xiàn)象反應現(xiàn)象: :劇烈反應，發(fā)出強光，劇烈反應，發(fā)出強光，紙漏斗被燒穿，紙漏斗被燒穿，沙子上落有黑色鐵珠沙子上落有黑色鐵珠。鎂條：引燃劑鎂條：引燃劑氯酸鉀：助燃劑氯酸鉀：助燃劑開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.熱分解法熱分解法2.熱還原法熱還原法鋁熱反應的應用鋁熱反應的應用 鋁熱反應的原理可以應用在生產(chǎn)上，如用于鋁熱反應的原理可以應用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌焊接鋼軌等；等；在冶金

5、工業(yè)上也常用這一反應原理，冶煉在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，冶煉釩、鉻、錳釩、鉻、錳等等熔點熔點高高的金屬。的金屬。開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.加熱法加熱法2.熱還原法熱還原法3.電解法電解法熱分解法熱分解法電解法電解法熱還原法熱還原法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag2Al2O3=4Al+3O22NaCl=2Na+Cl2電解電解電解電解 在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬都很容易失去電子，因此不能的還原性很強，這

6、些金屬都很容易失去電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用能用通電分解其熔融鹽或氧化物通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。的方法來冶煉。金屬的回收和資源保護金屬的回收和資源保護回收金屬的意義：回收金屬的意義：（1 1）節(jié)約礦物資源；）節(jié)約礦物資源； （2 2）節(jié)約能源；）節(jié)約能源； （3）減少環(huán)境污染）減少環(huán)境污染 資料資料以金屬鋁為例，生產(chǎn)一噸金屬鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當前全球金屬以金屬鋁為例，生產(chǎn)一噸金屬鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當前全球金屬鋁的年產(chǎn)量約鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果

7、照此發(fā)展下去，地球上的萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。如果人類消費的金屬鋁能夠回收利用，鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。如果人類消費的金屬鋁能夠回收利用，只要回收利用量達到產(chǎn)量的二分之一，每年就將減少鋁土礦消耗量約只要回收利用量達到產(chǎn)量的二分之一，每年就將減少鋁土礦消耗量約5000萬噸，這萬噸，這對保護全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次，利用廢雜原料生產(chǎn)一噸金屬鋁對保護全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次，利用廢雜原料生產(chǎn)一噸金屬鋁與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸金屬鋁相比，可以節(jié)省與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸金屬鋁相比，可以節(jié)省9

8、5以上的能源消耗。同時由于金以上的能源消耗。同時由于金屬鋁可以反復循環(huán)使用，從再生鋁廢料中再生產(chǎn)鋁，其節(jié)能效果更加顯著。另外，屬鋁可以反復循環(huán)使用，從再生鋁廢料中再生產(chǎn)鋁，其節(jié)能效果更加顯著。另外，再生鋁生產(chǎn)中二氧化碳的產(chǎn)生量和排放量與原鋁生產(chǎn)相比，大為減少。有資料統(tǒng)計，再生鋁生產(chǎn)中二氧化碳的產(chǎn)生量和排放量與原鋁生產(chǎn)相比，大為減少。有資料統(tǒng)計，再生鋁生產(chǎn)可比生產(chǎn)原鋁減少二氧化碳排放量再生鋁生產(chǎn)可比生產(chǎn)原鋁減少二氧化碳排放量90%以上，環(huán)保效益十分顯著。以上，環(huán)保效益十分顯著。開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.加熱法加熱法2.熱還原法熱

9、還原法3.電解法電解法反饋練習反饋練習1、下列各組金屬中，最適合用氫氣或一氧化碳把它們從、下列各組金屬中，最適合用氫氣或一氧化碳把它們從化合物中還原出來的是（化合物中還原出來的是（ ）A、Ca Mg B、Al Fe C、Fe Cu D、Hg Ag2、寫出我國古代濕法煉銅的反應原理是、寫出我國古代濕法煉銅的反應原理是 ：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu C開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.加熱法加熱法2.熱還原法熱還原法3.電解法電解法二二.海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1.海水水資源的利用海水水資源的利用海水淡化的主要方法海水

10、淡化的主要方法：蒸餾法蒸餾法開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.加熱法加熱法2.熱還原法熱還原法3.電解法電解法二二.海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1.海水水資源的利用海水水資源的利用 另外還可將海水淡化與化工結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合另外還可將海水淡化與化工結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合（如蒸餾過程（如蒸餾過程 中的熱源可利用太陽能），這成為海水綜中的熱源可利用太陽能），這成為海水綜合利用的重要方向合利用的重要方向開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.加熱法加熱法2.熱還原法熱還原法3.電

11、解法電解法二二.海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1.海水水資源的利用海水水資源的利用2.海水化學資源的開海水化學資源的開 發(fā)利用發(fā)利用 檢驗海帶中碘元素（檢驗海帶中碘元素（I I- -)還可用哪些氧化劑還可用哪些氧化劑在什么儀器灼燒在什么儀器灼燒開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.加熱法加熱法2.熱還原法熱還原法3.電解法電解法二二.海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1.海水水資源的利用海水水資源的利用2.海水化學資源的開海水化學資源的開 發(fā)利用發(fā)利用（1）空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離）空氣吹出純堿吸收法。方法是

12、將氯氣通入到富含溴離子的海水中，使溴置換出來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶子的海水中，使溴置換出來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴單質(zhì)。該方法涉及到液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴單質(zhì)。該方法涉及到的反應有：的反應有： （寫出離子方程式）；（寫出離子方程式）；Br2+3CO32BrO3+ 5Br+3CO2; BrO3+ 5Br+6H3Br2+3H2O。（2）空氣吹出）空氣吹出SO2吸收法。該方法基本同（吸收法。該方法基本同（1），只是將溴），只是將溴吹出后是用吹出后是用SO2來吸收的，使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，然后再用氯來吸收的，使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，然后再用氯氣氧化氫溴酸即

13、得單質(zhì)溴。氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。 溴與二氧化硫反應：溴與二氧化硫反應：_ 。（3）溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和有機溶劑中溶）溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和有機溶劑中溶解度的不同的原理來進行的。解度的不同的原理來進行的。海水提溴（海水提溴（常用方法有三種常用方法有三種）2Br2Br- -+Cl+Cl2 2=2Cl=2Cl- -+Br+Br2 2SOSO2 2+Br+Br2 2+2H+2H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4+2HBr+2HBr開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一一.金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用1.加熱法加熱法2.熱還原法熱還原法3.電解法電解法二二.海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用1.海水水資源的利用海水水資源的利用2.海水化學資源的開海水化學資源的開 發(fā)利用發(fā)利用3.從海水中提取下列物質(zhì)，可以不涉及化學變化的是（從海水中提取下列物質(zhì)，可以不涉及化學變化的是（ ）A、Mg B、NaCl C、Br2 D、K反饋練習反饋練習開發(fā)利用金屬礦