高級(jí)中學(xué)高一化學(xué)必修二第四章《第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》課件

第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源一、金屬礦物的開發(fā)利用黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬元素的存在：

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。

是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。n+M得電子M（被還原）2、金屬的冶煉金屬活動(dòng)性順序KCaNaMgAlZnFeSn

Pb(H)CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng)要根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序不同，采取不同的冶煉方法（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱（1）物理提取法：

適用于極不活潑的金屬——Pt、Au3、金屬冶煉的方法（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O△Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫常見的還原劑;焦碳一氧化碳?xì)錃獾?/p>

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級(jí)珠寶店的高檔貨。

然而自從美國(guó)青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進(jìn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當(dāng)然還是有很多其它雜質(zhì)的）中冶煉鋁的技術(shù)了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價(jià)格也一降千丈，走入千家萬戶。Al（4）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲㎝gCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)4－1

注意觀察現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑

鋁——還原劑（活潑金屬——可作還原劑）應(yīng)用：(1)焊接鋼軌，(2)冶煉金屬。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它的鋁熱反應(yīng)：KCaNaMgAlZnFeSn

Pb（H）CuHgAg金屬活動(dòng)性（還原性）：強(qiáng)弱電解法熱還原法熱分解法KCaNaMgAl

ZnFeSn

Pb（H）Cu

HgAg離子的氧化性弱強(qiáng)KCaNaMgAl

ZnFeSn

Pb(H)Cu

HgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理提取法常見金屬的冶煉原理(方程式):P89表4-1必會(huì)練習(xí)1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是（）A、加熱氧化鋁

B、加熱碳酸鈣C、電解熔融氯化鈉

D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動(dòng)順序表中的位置及性質(zhì)，推測(cè)制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法金銀人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：銅思考：分析一下這是什么原因呢？Cu2（OH）2CO3=====2CuO+H2O+CO2↑

C+2CuO=====CO2+2Cu高溫銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長(zhǎng)的“石器時(shí)代”.

在公元前6000年到7000年左右，人類開始邁進(jìn)了象征古代文明開端的“銅器時(shí)代”。銅鏡漢武帝時(shí)銅幣先秦刀幣

我國(guó)古代煉鐵工業(yè)長(zhǎng)期領(lǐng)先于世界，我們?cè)谖鳚h初時(shí)已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國(guó)直到500年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。古代中國(guó)勞動(dòng)人民用木炭煉鐵1996年之后，我國(guó)再度成為鋼鐵產(chǎn)量最大的國(guó)家。4、合理開發(fā)和利用礦物資源的途徑：金屬鋁的回收與利用合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量3、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料……………二、海水資源的開發(fā)和利用

為什么日韓在獨(dú)島問題上互不相讓?問題與討論：

韓國(guó)方面稱獨(dú)島，日本方面稱竹島。面積為18.6平方千米，四周海域是一片豐饒的漁場(chǎng)，海底還蘊(yùn)藏著比較豐富的油氣田。

問題與討論

海水中蘊(yùn)含著豐富的水資源和化學(xué)資源，21世紀(jì)人類將重點(diǎn)開發(fā)海洋資源。含80多種元素，以氫、氧、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等較多。被稱為“元素的故鄉(xiāng)”。海水中鈾多達(dá)45億噸是已知陸地鈾礦儲(chǔ)量的4500倍。氘有50億噸足夠人類用上千萬年海水中的化學(xué)資源海洋中的礦產(chǎn)資源

從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍(lán)色的海洋之中海洋是“歷史留給人類的資源儲(chǔ)備”海洋是美麗的，也是富饒的海水資源的廣泛性：海洋約占地球表面積71%海洋中的資源：動(dòng)物:（魚類、海獅、海馬、貝類………植物:（海草、海帶…………礦物:（各種鹽、NaCl、MgCl2……….

海底金屬結(jié)核礦、石油水:

（水資源及各種溶解的鹽類海水中的水1.3X109

億噸占地球總水量97%

（3%在陸地、淡水），海水中除了水以外，還含有80多種元素，有的含量很大（如NaCl

）有的含量很少（如Au）海水資源的多樣性：海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物按含量計(jì)：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、

Br、Sr共13種元素的質(zhì)量占總水量的99%，其余1%為70多種含量微少的元素。海水資源的分散性：海水因?yàn)榱刻?、面太廣，大多數(shù)元素盡管總量很大但由于太分散，含量極微少如：海水中金元素總含量約為50000000t（5千萬噸）但一頓海水中只含金元素

0.000004g（10億分之四克）（百分之0.000004克）１.海水水資源的利用海水水資源的利用海水化學(xué)資源的開發(fā)利用從海水中提取淡水——海水淡化

（海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、

離子交換法等。）

海水蒸餾原理示意圖（海水水資源的利用）進(jìn)出原理：加熱到水的沸點(diǎn)，液態(tài)水變?yōu)樗魵馀c海水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得到淡水。太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖：

２．海水化學(xué)資源的開發(fā)利用（海水曬鹽）海水提鎂的步驟為：貝殼生石灰石灰乳氫氧化鎂氯化鎂鎂寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式：

a、

；

b、

；

c、

；

d、

；

e、

。煅燒a水b海水cde

科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？閱讀P91實(shí)驗(yàn)4-2化學(xué)方程式：2KI+H2O2+H2SO4===I2+K2SO4+2H2O海帶提碘：海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機(jī)溶液萃取證明海帶中含有碘，有以下步驟①灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻；②在濾液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入幾滴淀粉溶液；③用剪刀剪碎海帶，用酒精潤(rùn)濕，放入坩堝中；④海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過濾.(1)合理的步驟是____________(2)證明含碘的步驟是_______,

現(xiàn)象是_____________________,反應(yīng)的離子方程式是__________________________③①④②②滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)2I-+2H++H2O2I2+2H2O

＊思考與交流：如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？（閱讀教材P91頁(yè)資料卡片——海水提溴。）1、推測(cè)海水提溴的步驟和實(shí)驗(yàn)裝置；2、寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。濃縮海水溴單質(zhì)氫溴酸單質(zhì)溴通入Cl2①通入空氣，SO2吸收②通入Cl2③2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2=H2SO4+2HBr2HBr+Cl2=Br2+2HCl海水提溴的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置自然資源海水資源礦產(chǎn)資源化