開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件-人教課標版

第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

第1課時金屬礦物的開發(fā)利用

第一節(jié)

絕大多數金屬元素以什么形態(tài)

存在于自然界中？大多數金屬元素：化合態(tài),如Na、Fe極少數金屬元素：游離態(tài),如Au、Pt一、金屬的冶煉方法1.金屬的存在形態(tài)：絕大多數金屬元素以什么形態(tài)

存在于自然界中？大多數金屬元金屬礦石黃銅礦CuFeS2菱鎂礦MgCO3

螢石CaF2

金屬礦石黃銅礦CuFeS2菱鎂礦MgCO3螢石Ca開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件-人教課標版開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件-人教課標版現代—鋁、鐵合金等多樣化的材料自行車不銹鋼器具不銹鋼器具金條首飾現代—鋁、鐵合金等多樣化的材料自行車不銹鋼器具不銹鋼器具金條2.你知道從金屬礦物中冶煉金屬,一般要經過哪些步驟?礦石富集金屬冶煉金屬精煉金屬冶煉的步驟:3.金屬冶煉的實質是什么？2.你知道從金屬礦物中冶煉金屬,一般礦石富集金屬冶煉金屬精煉

金屬冶煉的實質

金屬元素：化合態(tài)

金屬冶煉方法的依據為：

金屬活動性即：Mn++ne-→M得到電子游離態(tài)金屬冶煉的實質金屬活動2HgO2Hg+O2↑△2Ag2O4Ag+O2↑△（不活潑金屬的冶煉）（1）加熱分解法4.冶煉金屬的方法2HgO2Hg+O2↑△2Ag2O4（2）.電解法（非?；顫娊饘俚囊睙挘╇娊?Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑電解電解冰晶石：Na3AlF6（2）.電解法（非?；顫娊饘俚囊睙挘╇娊?Al2O3(熔融)（3）.熱還原法

常用的還原劑：H2、CO、C、活潑金屬

高溫

H2+CuOCu+H2O

高溫

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（較活潑金屬的冶煉）（3）.熱還原法常用的還原劑：H2、CO、C、活潑金屬（較小結：請結合金屬活潑性順序表總結金屬冶煉方法的一般規(guī)律：金屬的活動順序KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg金屬原子失電子能力金屬離子得電子能力主要冶煉方法強弱強弱電解法熱還原法熱分解法小結：請結合金屬活潑性順序表總結金屬的活動順序KCaN二、鋁熱反應

活潑金屬也可以做還原劑，把相對不活潑的金屬置換出來，例如：鋁

高溫

Fe2O3+2Al==2Fe+Al2O3

二、鋁熱反應活潑金屬也可以做還原劑，把相對不活潑的金屬置換實驗4-1鋁熱反應現象原理鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導致混合物劇烈反應，發(fā)出強光，有紅熱的熔融物生成。2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3高溫鎂條為引燃劑氯酸鉀為助燃劑鋁熱劑：鋁與氧化鐵的混合物實驗4-1鋁熱反應原理鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導致混合3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它鋁熱反應3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2鋁熱反應的應用

鋁熱反應的原理可以應用在生產上，如用于焊接鋼軌等；在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，冶煉釩、鉻、錳等熔點高的金屬。鋁熱反應的應用

鋁熱反應的原理可以應用在生產上，表4-1常見金屬的冶煉原理金屬冶煉原理FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高爐煉鐵)Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(鋁熱法煉鐵)高溫高溫CuCu2S+O2===2Cu+SO2(火法煉銅)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(濕法煉銅)高溫MgMgO+C===Mg+CO↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑高溫Al2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石Na2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解電解表4-1常見金屬的冶煉原理金屬冶煉原理FeFe2O3+3C討論1、人類先進入青銅器時代，還是先進入鐵器時代，為什么？2、從能量轉化和環(huán)保的角度討論，為什么要合理利用金屬資源？怎樣合理利用？討論1、人類先進入青銅器時代，還是金屬資源的合理利用1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量3、加強金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料金屬資源的合理利用1、提高金屬礦物的利用率三、金屬的回收和環(huán)境保護回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染三、金屬的回收和環(huán)境保護回收金屬的意義：KCaNaMgAlZnFe…CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法金屬活動順序與金屬冶煉方法的關系：思考總結：KCaNaMgAlZnFe…CuHgA達標練習1．在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W還原劑制得的金屬組是（）

A．Na、Mg、Al

B．Na、K、Zn

C．Fe、Cu、Ag D．Na、Ca、CuA達標練習1．在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W還2．目前，工業(yè)上冶煉鋁通常采用的方法是（）

A．CO或氫氣還原法

B．鋁熱反應法C．電解法

D．熱分解法C2．目前，工業(yè)上冶煉鋁C3．下列敘述正確的是（）

A．工業(yè)上用電解熔融氯化鈉的方法制取鈉

B．鈉加入氯化鎂的飽和溶液中可以制取金屬鎂

C．電解冶煉鋁的原料是氯化鋁

D．碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁A3．下列敘述正確的是（）A4．下列說法正確的是（）

A．Mg可以用置換法和電解法冶煉得到

B．Cu可以用電解法冶煉得到

C．Al可以用直接加熱法冶煉得到D．Fe可以用鋁熱法冶煉得到D4．下列說法正確的是（）D

（第2課時）

一、海水中蘊藏的資源及其開發(fā)意義海洋水資源：海水中水的儲量約為1.3×109億噸，約占全球總水量的97％?；瘜W資源：含元素80多種，海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學資源。目前，在陸地上發(fā)現的１００多種化學元素，在海水中已找到８０多種，其中７０多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有４億億噸，鎂約有１８００萬億噸，鉀有５００萬億噸，溴約有９０萬億噸，核燃料約４０億噸－５０億噸。礦產資源：海洋中所貯存的各種礦物約500億噸。通常只要每平方米有5㎏的礦物。錳結核、可燃冰、砂和礫石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。一、海水中蘊藏的資源及其開發(fā)意義海洋水資源：海水中水的儲量約開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件-人教課標版開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件-人教課標版空間資源：海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個部分。海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運輸擴大到生產、通信、電力輸送、儲藏、文化娛樂等諸多領域。我國擁有18000公里的大陸海岸線，管轄的海域面積近300萬平方公里。能源：海水運動中蘊藏著巨大的能量，包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上水能資源，它們都屬于可再生能源，而且沒有污染。生物資源：由魚、蝦、貝、藻等組成的海洋生物資源，除了直接捕撈供食用和藥用外，通過養(yǎng)殖、增殖等途徑還可實現可持續(xù)利用。海洋生物品種繁多，我國就有20278種，其中入藥的有700種。空間資源：海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個部分。海洋空二、海水淡化海水中水資源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻。通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。

海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。二、海水淡化海水中水資源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用三、海水中的化學資源

由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮有大量的無機物和有機物，按含量計，水中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種超過總量的99%，其他為微量元素，總計含有80多種元素。海洋有取之不盡的化學資源。三、海水中的化學資源由于與巖石、大氣、生物的相互作1．海水中含有的各種元素的特點：

種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質需要解決物質的富集的問題。2．從海水中提取物質的方法⑴．從海水中提取食鹽的主要工藝流程

從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。

1．海水中含有的各種元素的特點：種類多，總儲量大，富鹽田法制得的粗鹽中含較多的氯化鎂和氯化鈣及泥沙，請設計實驗除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+離子的方法（需要儀器及實驗步驟）

先將樣品溶解，加稍過量的氫氧化鈣，再加入稍過量的碳酸鈉溶液，過濾；在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結晶即可。思考：鹽田法制得的粗鹽中含較多的氯化鎂和氯化鈣及泥沙，請設計實驗(2)．從海水中提取溴的主要工藝流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內的溶液中的溴單質。①用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉化為溴單質：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl③向含溴單質的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內以達到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4④向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣：

2HBr+Cl2=2HCl+Br2(2)．從海水中提取溴的主要工藝流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時用適當的氧化劑將其氧化成I2,再萃取出來。用H2O2做氧化劑，反應的離子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O(3)．從海帶中提取碘的實驗②提取流程①反應原理

含碘單質的有機溶液含碘單質的溶液試劑殘渣含碘元素的溶液海帶溶解過濾海帶灰灼燒海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時用適當的氧化劑將其（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。將海帶剪碎，用酒精潤濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。

（2）用酒精燈灼燒