人教版高一化學(xué)必修二開發(fā)利用金屬礦物和海水資源課件

1、第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 鐵礦石的種類磁鐵礦赤鐵礦銅礦石的種類 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金銀人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：銅這是英法聯(lián)軍洗劫焚毀世界建筑史上最杰出的園林圓明園后，被劫掠到國外的珍貴文物銅虎頭，2000年在香港被拍賣。由中國派員出高價將其贖回。記住我們的國恥：中國還有上百萬件珍貴文物流失海外 我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我們在西漢初時已經(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)。古代中國勞動人民用木炭煉鐵“金屬的冶煉”的實質(zhì)

2、是什么？ 冶煉金屬的實質(zhì)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。 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)上稱為金屬的冶煉。金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強冶煉金屬的方法 要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法1、熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO = 2Hg + O2 加熱2Ag2O = 4Ag + O2 加熱冶煉金屬的幾種方法2、物理提取法（適用于極不活潑的金屬Pt、Au）3、熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2 =

3、 Cu + H2O高溫Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2 高溫鋁熱反應(yīng)實驗41 注意觀察現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，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 鋁是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫其它鋁熱反應(yīng) 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

4、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 由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，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珠寶店的高檔貨。 然而自從美國青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工 藝不斷改進，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，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。Al4、電解法（適合一些非?；顫娊饘伲?MgCl2 (熔融) = Mg + Cl2 電解2Al2O3 (熔融) = 4Al + 3O2 電解冰晶石2NaCl (熔融) = 2Na + Cl2 電解K Ca

5、 Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg AgPt Au電解法熱還原法熱分解法物理提取法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag電解法熱還原法熱分解法不同金屬冶煉方法的選擇K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 今天鋁的產(chǎn)量已經(jīng)僅次于鋼鐵了，鋁及鋁合金成為現(xiàn)代文明不可缺少的金屬，鋁在工業(yè)上被稱為“鋼精”，是因為它的合金不但輕，而且強度足以替代鋼鐵，鋁除了用于建材之外，還被用于航天工業(yè)，如我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號，外殼全部用鋁合金制成，美國的阿波羅11號，宇宙飛船所用的金屬材料中，鋁及合金75%左右，可以

6、說人類送上太空的金屬中，鋁是最多的了。注意：正常人的人體，每70公斤體重約含61毫克鋁 但鋁攝入過多卻是對人體有害的，經(jīng)研究表明，鋁元素能滲入人腦，與神經(jīng)元細胞釋放出來的具有傳遞信息功能的有機堿反應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息受阻，引起老年癡呆。鎂在地殼中含量只有鋁的四分之一，而且鎂比鋁更加活潑，所以要想礦物質(zhì)中獲取鎂，代價比鋁更高。Mg海洋中含有大量的氯化鎂，海水又咸又苦。咸是因為含有氯化鈉，苦是因為含有氯化鎂，同樣道理，粗鹽易潮解是因為其中含有較多的氯化鎂，而氯化鎂易吸水。據(jù)估算，假如每年從海水中提取1億噸鎂再過一百萬年，海水中鎂的含量也只會從目前的0.13%降低到0.12%，即只減少了萬分之一

7、。可謂取之不盡，用之不竭。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、加強金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料 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：Na Zn Hg Au C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法海水資源的開發(fā)利用 從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍色的海洋之中是“歷史留給人類的資源儲備”海洋是美麗的， 也是富饒的 1.海水水資源的利用：海水

8、的淡化 （1）使海水淡化的途徑 通過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。 （2）海水淡化的方法及其特點 海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。 其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，但成本較高。海水蒸餾原理示意圖： 太陽能蒸發(fā)海水示意圖： 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45億噸是已知陸地鈾礦儲量的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2.海水化學(xué)資源的開發(fā)利用 海水綜合利用的重要方向是：海水淡化同化工生產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合。如從海水中制得的氯化鈉除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工業(yè)上的發(fā)展。 從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。例如，鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義?；瘜W(xué)在開發(fā)海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。煮海為鹽從海水中提取NaCl海水提溴：主要方法是空氣吹出法主要流程海水濃縮酸化濃縮海水Br-通入氯氣海水Cl-Br2通入空氣水蒸氣(吹入)吸收塔SO2反應(yīng)后富集溴HBr、SO42通入C