高一化學(xué)《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》

1、.1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第1課時江西省萬載中學(xué)高一課題組.2知識與技能目標(biāo)知識與技能目標(biāo)：幫助學(xué)生體會和認(rèn)識化學(xué)在礦物資源開發(fā)利用中的意義和作用；掌握金屬的冶煉方法。過程與方法目標(biāo)過程與方法目標(biāo)：自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力；通過了解金屬資源的開發(fā)及冶煉培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力、比較能力。 情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)： 幫助學(xué)生樹立節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境、變廢為寶等意識。 .3金屬礦物的開發(fā)和利用金屬礦物的開發(fā)和利用含三價鐵的紅色石英含三價鐵的紅色石英自然界中存在著豐富的礦產(chǎn)資源自然界中存在著豐富的礦產(chǎn)資源纖磷錳鐵礦纖磷錳鐵礦.4藍(lán)藍(lán) 銅銅 礦礦赤赤 鐵鐵

2、 礦礦.5 冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。電子變成金屬原子。 將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。金屬的冶煉。.6冶煉金屬的方法冶煉金屬的方法1、熱分解法、熱分解法（適合一些不活潑金屬）（適合一些不活潑金屬）2HgO = 2Hg + O2 加熱加熱2Ag2O = 4Ag + O2 加熱加熱.72、電解法（適合一、電解法（適合一些非?；顫娊饘傩┓浅；顫娊饘伲?MgCl2 (熔融熔融)

3、 = Mg + Cl2 電解電解2Al2O3 (熔融熔融) = 4Al + 3O2 電解電解冰晶石冰晶石2NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2 電解電解.8電解熔融的氯化鈉電解熔融的氯化鈉.93、熱還原法（適合大部分金屬）、熱還原法（適合大部分金屬）CuO+H2 = Cu + H2O高溫高溫Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 高溫高溫.10一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵.11單質(zhì)的還原性單質(zhì)的還原性強(qiáng)強(qiáng)弱弱電解法還原法加熱法物理方法金屬的冶煉金屬的冶煉.12實(shí)驗實(shí)驗41 鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng)注意觀察現(xiàn)象注意觀察現(xiàn)象.13反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的鎂條劇

4、烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫高溫1 1、鎂條的作用是什么？、鎂條的作用是什么？2 2、氯酸鉀的作用是什么？、氯酸鉀的作用是什么？鋁熱劑鋁熱劑問題：問題：與氧氣反應(yīng)放出大量的熱，為鋁熱反應(yīng)提供熱量。與氧氣反應(yīng)放出大量的熱，為鋁熱反應(yīng)提供熱量。受熱分解產(chǎn)生氧氣，使鎂條繼續(xù)燃燒提供熱量。受熱分解產(chǎn)生氧氣，使鎂條繼續(xù)燃燒提供熱量。.143MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫高溫Cr2O3+2Al = 2Cr +

5、Al2O3高溫高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫高溫其它鋁熱反應(yīng)其它鋁熱反應(yīng) .15鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用 鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等.16合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：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、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量、減少金屬的使用量3、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用4

6、、使用其他材料代替金屬材料、使用其他材料代替金屬材料 .17 地球上的金屬資源是有限的，必須合理開地球上的金屬資源是有限的，必須合理開發(fā)和利用礦產(chǎn)資源，加強(qiáng)金屬資源的回收發(fā)和利用礦產(chǎn)資源，加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用。和再利用。.181、下列各種冶煉方法中，可以制得、下列各種冶煉方法中，可以制得 相應(yīng)金屬的是（相應(yīng)金屬的是（ ）A、加熱氧化鋁、加熱氧化鋁 B、加熱碳酸鈣、加熱碳酸鈣C、電解熔融氯化鈉、電解熔融氯化鈉 D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置、根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法：及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適

7、宜的方法：Na Zn Hg Au C電解法電解法加熱還原法加熱還原法加熱分解法加熱分解法物理提取法物理提取法.19冶煉金屬常用以下幾種方法：冶煉金屬常用以下幾種方法：（1）以）以C或或H2、CO作還原劑還原法；作還原劑還原法；（2）熱分解法（）熱分解法（3）電解法（）電解法（4）鋁熱）鋁熱法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：法?，F(xiàn)冶煉下列金屬：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，試標(biāo)明適宜的冶煉的方法。，試標(biāo)明適宜的冶煉的方法。Al:_ Hg:_Mg:_ Mn:_Cu:_（3）（3）（1）（2）（4）.20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第2課時.21a、海洋生物資源、海洋生物資源海洋資源海洋資

8、源.22b、海洋中的礦產(chǎn)資源、海洋中的礦產(chǎn)資源.23含含80多種元素，以氫、氧、多種元素，以氫、氧、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等較多，被稱為較多，被稱為“元素的故鄉(xiāng)元素的故鄉(xiāng)”。海水中鈾多達(dá)海水中鈾多達(dá)45億噸億噸是已知陸地鈾礦儲量是已知陸地鈾礦儲量的的4500倍。氘有倍。氘有50億億噸足夠人類用上千萬噸足夠人類用上千萬年年c、海水中的化學(xué)資源、海水中的化學(xué)資源.241、海水資源的廣泛性、海水資源的廣泛性：u海洋約占地球表面積海洋約占地球表面積71%u海洋中的資源海洋中的資源 ：u動物動物:（魚類、海獅、海馬、貝類（魚類、海獅、海馬、貝類u植物植物:（海草、海帶（海草、海帶

9、u礦物礦物:（各種鹽、（各種鹽、NaCl、MgCl2 . 海底金屬結(jié)核礦、石油海底金屬結(jié)核礦、石油u水水 : （水資源及各種溶解的鹽類（水資源及各種溶解的鹽類.252、海水資源的利用：、海水資源的利用： 主要有：主要有：u1.海水中水資源的利用海水中水資源的利用 海水的淡化（咸水海水的淡化（咸水 淡水）淡水）u2.直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻（作冷卻直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻（作冷卻用水）用水）.26海水的淡化：海水的淡化：（1）海水淡化的途徑）海水淡化的途徑:u 從海水中提取淡水從海水中提取淡水u 從海水中分離出鹽從海水中分離出鹽（2）海水淡化的方法）海水淡化的方法:u 蒸蒸 餾餾 法（最先使用，

10、技術(shù)成熟，但成本高）法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）u 電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）u 離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂）新離子交換樹脂）.27蒸餾法所用的裝置及原理蒸餾法所用的裝置及原理u原理：原理：加熱到水的沸點(diǎn)，加熱到水的沸點(diǎn)， 使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。u注意：注意：圖圖4-3海水蒸餾原理示意圖海水蒸餾原理示意圖進(jìn)進(jìn)冷卻水冷卻水 出出.28太陽能蒸發(fā)原理示意圖太陽能蒸發(fā)原理示意圖.29用高分子分離膜淡化海水.30利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻利用海水進(jìn)

11、行循環(huán)冷卻天津堿廠海水循環(huán)冷卻裝置天津堿廠海水循環(huán)冷卻裝置.31 海水中溶解和懸浮有大量的無機(jī)物和有海水中溶解和懸浮有大量的無機(jī)物和有機(jī)物，按含量計，機(jī)物，按含量計，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素等元素超過總量的超過總量的99，其他為微量元素，總，其他為微量元素，總計含有計含有80多種元素。多種元素。.323、海水的綜合利用、海水的綜合利用u（1）海水制鹽）海水制鹽生產(chǎn)生產(chǎn)NaCl u（2） NaCl的水溶液制的水溶液制NaOH u（3）制金屬）制金屬Nau（4）制）制Na2CO3 2NaCl + 2H2O 電解電解 H2 + Cl2 + 2NaOH2 N

12、aOH + CO2= Na2CO3 + H2O 2NaCl（熔融）（熔融）電解電解 2Na + Cl2.33煮海為鹽.34 海水曬鹽海水曬鹽.35海水海水濃縮濃縮過濾過濾HClHCl溶液，適量溶液，適量蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶NaOHNaOH溶液、溶液、 BaClBaCl2 2溶液、溶液、 NaNa2 2COCO3 3溶液溶液過量過量食鹽的提取食鹽的提取.36從海水中制金屬鎂從海水中制金屬鎂海水海水蒸發(fā)蒸發(fā) Mg(OH)Mg(OH)2 2鹽酸、濃縮鹽酸、濃縮 MgCl2 6H2O 脫水脫水 MgCl2 電解電解 Mg石灰乳石灰乳 水水 CaO 煅燒煅燒 貝殼貝殼粗鹽粗鹽.37海水提溴海水提溴將將Br轉(zhuǎn)

13、變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锽r2是海水提溴中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)。是海水提溴中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)。海水提溴是從海水中提取元素溴的技術(shù)。溴及其衍海水提溴是從海水中提取元素溴的技術(shù)。溴及其衍生物是制藥業(yè)和制取阻燃劑、鉆井液等的重要原料，生物是制藥業(yè)和制取阻燃劑、鉆井液等的重要原料，需求量很大。國外從需求量很大。國外從1934年開始海水提溴試驗和開年開始海水提溴試驗和開發(fā)，目前日本、法國、阿根廷和加拿大等國家和地發(fā)，目前日本、法國、阿根廷和加拿大等國家和地區(qū)已建有海水提溴工廠，年產(chǎn)量基本保持在區(qū)已建有海水提溴工廠，年產(chǎn)量基本保持在36萬噸萬噸的水平。中國從的水平。中國從1966年開始海水提溴，至今仍處于年開始海水提溴，至今仍

14、處于小型試生產(chǎn)的規(guī)模。小型試生產(chǎn)的規(guī)模。.38 從海水中提取溴從海水中提取溴 (閱讀資料卡片，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式閱讀資料卡片，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式) 2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2.39海水淡化廠兼電廠海水淡化廠兼電廠.40海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例.41赤赤 潮潮 現(xiàn)現(xiàn) 象象廈廈 門門 近近 海海.42赤 潮 定義定義: 在一定的條件下在一定的條件下,海域中的某些生物在短海域中的某些生物在短時間內(nèi)大量繁殖或聚集的現(xiàn)象時間內(nèi)大量繁殖或聚集的現(xiàn)象,常使海水常使海水變紅色或褐色變紅色或褐色. 危害危害: 污染環(huán)境污染環(huán)境,對海洋養(yǎng)殖業(yè)構(gòu)成極大的威脅對海洋養(yǎng)殖業(yè)構(gòu)成極大的威脅.43合理利用海洋資源 保護(hù)海洋，不進(jìn)行近海石油開采。保護(hù)海洋，不進(jìn)行近海石油開采。 建立可持續(xù)的海洋漁業(yè)。建立可持續(xù)的海洋漁業(yè)。 保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng) 。 把污水處理后再排入海洋把污水處理后再排入海洋,合理捕撈合理捕撈,嚴(yán)格嚴(yán)格防止石油外泄防止石油外泄.44 一位遇上海難的水手一位遇上海難的水手,隨著木排在海上漂流隨著木排在海上漂流.他他用完了淡水用完了淡水,感到