【學海導航】山西省高中化學總復習 第11章第38課時 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件 新人教

第38課時開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一、金屬礦物的開發(fā)利用1．金屬在自然界中存在的形態(tài)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中。在這些金屬化合物中，金屬元素都顯正化合價。2．金屬冶煉的實質(zhì)使金屬化合物中的金屬離子得電子被還原為金屬單質(zhì)的過程：Mn＋＋ne－===M。3．金屬冶煉的一般步驟富集(除雜)→冶煉(將化合態(tài)金屬變?yōu)橛坞x態(tài)金屬)→精煉(提純)4．金屬冶煉方法(1)熱分解法例如：2HgO2Hg＋O2↑，

2Ag2O4Ag＋O2↑。用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點是：金屬元素的金屬性弱，金屬元素的原子不易失去電子，其金屬離子容易得到電子，該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)定性較差。(2)熱還原法冶煉金屬①焦炭還原法。例如：C還原ZnO、CuO，其化學方程式依次為：C＋2ZnO2Zn＋CO2↑，C＋2CuO2Cu＋CO2↑。②一氧化碳還原法。例如：CO還原Fe2O3、CuO，其化學方程式依次為：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO＋CuOCu＋CO2。③氫氣還原法。例如：H2還原WO3、Fe3O4，其化學方程式依次為：3H2＋WO3W＋3H2O,4H2＋Fe3O4Fe＋4H2O。④活潑金屬還原法。例如：Al還原Cr2O3、V2O5，其化學方程式依次為：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr,10Al＋3V2O56V＋5Al2O3?？捎脽徇€原法冶煉的金屬，其金屬性中等，金屬在常見金屬活動性順序表中居于中間區(qū)域。(3)電解法冶煉金屬例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的電解反應(yīng)，其化學方程式依次為：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑【基礎(chǔ)題一】下列反應(yīng)原理不符合工業(yè)實際的是()A．2Ag2O4Ag＋O2↑B．4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3C．2MgO2Mg＋O2↑D．2CuO＋C2Cu＋CO2↑C【解析】根據(jù)金屬的活潑性和特點，這四種金屬選用的冶煉方法看似都正確，但是工業(yè)上冶煉鎂時，并不是電解熔融的氧化鎂，而是電解熔融的氯化鎂。因為氧化鎂的熔點很高，與電解熔融的氯化鎂相比會消耗更多的能量，因此選C項。二、海水資源的開發(fā)利用海水資源的利用主要包括海水水資源的利用和海水化學資源的利用。1．海水水資源的利用(1)海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等；(2)直接利用海水進行循環(huán)冷卻；(3)海水制鹽(氯化鈉)；(4)從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品，是傳統(tǒng)海水制鹽工業(yè)上的發(fā)展；(5)從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景(如從海水中提取鈾和重水)；(6)開發(fā)海洋藥物；(7)潮汐能、波浪能等新能源的開發(fā)?！净A(chǔ)題二】若將海水淡化作飲用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是()A．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B．利用太陽能使海水蒸餾淡化C．將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D．將海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子A【解析】明礬凈水是利用Al3＋反應(yīng)生成的Al(OH)3膠體的吸附作用而除去水中的一些泥沙，并不能除去海水中的陰、陽離子而使海水淡化。利用太陽能使海水蒸餾淡化，是有研究價值的一種淡化途徑。海水緩慢凝固后可結(jié)成冰，在這個過程中可以除去海水中的離子而淡化。將海水通過離子交換樹脂使海水淡化是一種已被應(yīng)用的海水淡化方法。【基礎(chǔ)題三三】海水是一一個巨大大的化學學資源寶寶庫，下下列有關(guān)關(guān)海水綜綜合利用用的說法法正確的的是A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì)B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2D．利用潮汐發(fā)電是將化學能轉(zhuǎn)化為電能C2．海水化化學資源源的開發(fā)發(fā)利用(1)氯堿工業(yè)業(yè)海水→NaCl→獲得Cl2，H2，NaOH2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑(2)海水提鎂鎂海水(溶液)Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2O―→MgCl2Mg、Cl2(3)海水提溴溴海水(酸化)Br2HBrBr2(液)(4)海帶中碘碘的提取取(1)流程(2)主要化學學原理：：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。【基礎(chǔ)題四四】從海水中中提取金金屬鎂的的生產(chǎn)步步驟有：：①濃縮結(jié)晶晶并去除除結(jié)晶水水，②加熟石灰灰，③加鹽酸，，④過濾，⑤熔融電解解，正確確的生產(chǎn)產(chǎn)順序是是()A．①②③④④⑤B．⑤④③①①②C．②④③①①⑤D．③④②①①⑤C重要考點點1金屬礦物物的開發(fā)發(fā)利用【考點釋例例1】冶煉金屬屬一般有有下列四四種方法法：①焦炭法；；②水煤氣(或氫氣或或一氧化化碳)法；③活潑金屬屬置換法法；④電解法。。四種方方法在工工業(yè)上均均有應(yīng)用用。古代代有(Ⅰ)用樹木火火燒Cu2S煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅銅；現(xiàn)代代有(Ⅲ)鋁熱法煉煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石石中煉鎂鎂；(Ⅴ)用樹木火火燒MgO冶煉鎂。。對它們們的冶煉煉方法的的分析不不正確的的是()A．(Ⅰ)用①B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③D．(Ⅳ)用④E．(Ⅴ)用①AB【解析】(Ⅰ)火燒Cu2S，利用樹樹木燃燒燒時產(chǎn)生生的高溫溫條件，，加熱發(fā)發(fā)生反應(yīng)應(yīng)；Cu2S＋O22Cu＋SO2，不是焦焦炭法。。(Ⅱ)濕法煉銅是是我國西漢漢時期用鐵鐵從某些含含銅化合物物的溶液中中置換出銅銅，屬活潑潑金屬置換換法。Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，適合于③。(Ⅲ)是使鋁粉和和Cr2O3的混合物在在高溫下反反應(yīng)，置換換出鉻，反反應(yīng)產(chǎn)生的的熱量使鉻鉻熔化而分分離。2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr，適合于③。(Ⅳ)從光鹵石(KCl··MgCl2·6H2O)中可得到六六水合氯化化鎂晶體，，再采用通通電分解熔熔融的氯化化鎂的方法法制取鎂。。MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，符合④?；馃龝r，，使用的樹樹木變?yōu)槟灸咎?，MgO再與木炭反反應(yīng)，產(chǎn)生生鎂，屬于于焦炭法。。C＋MgOMg↑＋CO↑，符合①?！局R歸納】1.鋁熱反應(yīng)(1)原理：Al是還原劑，，金屬氧化化物作氧化化劑，是鋁鋁將金屬氧氧化物中的的金屬置換換出來的反反應(yīng)；實質(zhì)質(zhì)是鋁將金金屬離子還還原為金屬屬單質(zhì)。(2)反應(yīng)特點：：①高溫條件；；②劇烈燃燒，，放出大量量的熱；③新生成的液液態(tài)金屬單單質(zhì)易與Al2O3(固態(tài))分離。(3)引燃劑和鋁鋁熱劑①引燃劑：鎂鎂條、氯酸酸鉀。②鋁熱劑：鋁鋁粉和金屬屬氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)組成的混合合物。(4)應(yīng)用①鋁熱反應(yīng)常常用于冶煉煉難熔金屬屬如V、Cr、Mn等；②焊接鋼軌等等。2．常見金屬屬的冶煉原原理金屬冶煉原理FeFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高爐煉鐵)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(鋁熱法煉鐵)金屬冶煉原理CuCu2S＋O22Cu＋SO2(火法煉銅)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(濕法煉銅)MgMgO＋CMg(g)＋CO(g)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑Al2Al2O3(熔融)

4Al＋3O2↑Na2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑4NaOH(熔融)4Na＋O2↑＋2H2O1.閱讀以下內(nèi)內(nèi)容，回答答問題。冶煉金屬一一般有下列列四種方法法：①焦炭法；②水煤氣(或H2，或CO)法；③活潑金屬置置換法；④電解法。四四種方法各各有優(yōu)缺點點，在工業(yè)業(yè)上均有應(yīng)應(yīng)用。(1)一種無色氣氣體A與紅熱的炭炭反應(yīng)，得得到另一種種無色氣體體B，B與灼熱的氧氧化銅反應(yīng)應(yīng)，又得到到A，則A、B分別為(填序號)。A．O2、CO2B．O2、COC．CO2、COD．CO、CO2C(2)下列說法錯錯誤的是(填序號)。A．對廢舊金金屬的最好好處理方法法是回收、、再利用B．提煉金屬屬要經(jīng)過礦礦石的富集集、冶煉、、精煉三步步C．活潑金屬屬的冶煉都都是通過電電解其鹽溶溶液制得D．熱還原法法中還原劑劑有焦炭、、一氧化碳碳、氫氣或或活潑金屬屬等C(3)鈦(Ti)有“未來鋼鐵”之稱。工業(yè)業(yè)上常以：：TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2獲得海綿狀狀鈦。該反反應(yīng)在下列列哪種環(huán)境境中進行(填序號)。A．稀有氣體體中B．空氣中C．氮氣中D．CO2氣體中A2.工業(yè)上用鋁鋁土礦(主要成分為為Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取氧化鋁鋁做冶煉鋁鋁的原料，，提取的操操作過程如如圖：(1)寫出步驟①中發(fā)生反應(yīng)應(yīng)的化學方方程式：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，F(xiàn)e2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。(2)寫出濾液(甲)中一種溶質(zhì)質(zhì)與過量NaOH溶液反應(yīng)進進入濾液(乙)所發(fā)生反應(yīng)應(yīng)的化學方方程式：AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋2H2O＋3NaCl。重要考點2海水資源的的開發(fā)利用用【考點釋例2】海水的綜合合利用部分分流程如下下圖所示：：(1)粗鹽中含有有Ca2＋、Mg2＋、SO42-及泥沙，要要得到精鹽鹽，可將粗粗鹽溶于水水，然后進進行下列五五項操作。。其中正確確的操作順順序是________。①過濾②加過量的NaOH溶液③加適量鹽酸酸④加過量Na2CO3溶液⑤加過量BaCl2溶液A．①④②⑤③③B．④①②⑤③③C．②⑤④①③③D．⑤②④①③③(2)已知MgCl2·6H2O晶體在空氣氣中加熱時時，釋放部部分結(jié)晶水水，同時生生成Mg(OH)Cl(堿式氯化鎂鎂)或生成MgO。下列是關(guān)關(guān)于MgCl2·6H2O的綜合利用用：a．括號內(nèi)應(yīng)應(yīng)填的條件件為_____________________________________________。b．Mg(OH)2固體存在如如下溶解平平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋2OH－。向體系中中加入(至少填兩種種不同類別別的物質(zhì))__________________，有利于Mg(OH)2溶解。(3)Mg(OH)2沉淀中混有有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去去？寫出實實驗步驟。。_____________________________________________?！窘馕鑫觥?1)考查查有有關(guān)關(guān)粗粗鹽鹽提提純純的的知知識識點點。。(2)a.在干干燥燥的的HCl氣流流中中加加熱熱，，抑抑制制了了MgCl2水解解，，且且?guī)ё咦進gCl2·6H2O受熱熱產(chǎn)產(chǎn)生生的的水水氣氣，，故故能能得得b．加入酸性物質(zhì)都可以。酸類：HCl、H2SO4、HNO3等；強酸弱堿鹽：CuSO4、FeCl3等；銨鹽類：CH3COONH4、NH4Cl等(只要寫出兩類即可)。(3)由于Mg(OH)2難溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故要除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需要加入試劑使Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)，從而達到除去雜質(zhì)Ca(OH)2的目的，可以選可溶性鎂鹽，如MgCl2，Mg(NO3)2等?！敬鸢赴浮?1)CD(2)a.在干干燥燥的的HCl氣流流中中加加熱熱b．HCl或者者FeCl3、NH4Cl等(3)加入入MgCl2溶液液，，充充分分攪攪拌拌，，過過濾濾，，沉沉淀淀用用水水洗洗滌滌1.向淀淀粉粉溶溶液液中中加加入入少少量量稀稀H2SO4，加加熱熱使使淀淀粉粉發(fā)發(fā)生生了了水水解解。。為為測測定定水水解解程程度度，，需需加加入入下下列列試試劑劑中中的的()①NaOH溶液液②銀氨氨溶溶液液③新制制Cu(OH)2懸濁濁液液④碘水水⑤BaCl2溶液液A．①⑤⑤B．①③③④④C．②④④D．②③③④④B【知識識歸歸納納】1.海水水淡淡化化的的方方法法及及原原理理淡化方法原理蒸餾法將海水加熱蒸發(fā)汽化，然后蒸汽冷凝得到蒸餾水電滲析法利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達到除鹽目的離子交換法用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂除去海水中的陰、陽離子得到去離子水的方法2.海水水中中鎂鎂的的提提取取(1)流程程(2)有關(guān)關(guān)反反應(yīng)應(yīng)的的化化學學方方程程式式MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑↑MgCl2(熔融融)Mg＋Cl2↑3．海水提溴(1)工藝流程：(2)原理①用蒸餾法將海海水濃縮，用用硫酸將濃縮縮的海水酸化化。②向酸化的海水水中通入適量量的氯氣，使使溴離子轉(zhuǎn)化化為溴單質(zhì)：：2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl。③向含溴單質(zhì)的的水溶液中通通入空氣和水水蒸氣，將溴溴單質(zhì)吹入盛盛有二氧化硫硫溶液的吸收收塔內(nèi)以達到到富集的目的的：Br2＋SO2＋2H2O===