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學(xué)習(xí)目標(biāo)了解化學(xué)方法在金屬礦物開發(fā)〔主要是金屬冶煉〕及海水資源開發(fā)中的作用。把握金屬冶煉的一般原理根底及不同金屬的冶煉方法。把握從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品原理及方法。生疏到關(guān)心科學(xué)、爭(zhēng)論科學(xué)和探究科學(xué)的精神。教學(xué)重難點(diǎn)：本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：把握金屬冶煉的一般原理根底，了解適用于不同金屬的冶煉方法。了解海水資源開發(fā)和利用。教學(xué)過程：【引言】1.28俗稱“可燃冰”。“可燃冰”是一種晶體，晶體中平均每4681CH1HO86CH4 2 4分子，另外2個(gè)籠被游離的HO分子填充。則“可燃冰”的平均組成可表示為〔 〕2A.3CH·HO B.CH·3HO C.CH·6HO D.CH·8HO4 2 4 2 4 2 4 2解析：“可燃冰”是一種甲烷化合物，要推想“可燃冰”的平均組成，關(guān)鍵是要依據(jù)818466CH

分子、2HOCH分子與HO4 2 4 26∶〔46＋2〕＝1∶8。所以，正確答案是D。象“可燃冰”這樣，由兩種或兩種以上的分子依靠分子間作用力結(jié)合在一起的具有肯定構(gòu)造和功能的聚攏體叫超分子。類利用自然資源、豐富物質(zhì)世界的重要科學(xué)依據(jù)。本節(jié)課我們主要以金屬礦物為例，一起生疏和體會(huì)化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用。第一課時(shí) 金屬礦物的開發(fā)和利用P80金屬單質(zhì)在自然界中的存在形式。一、金屬的存在少數(shù)化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)存在，如金、鉑、銅、銀；化存在的，如鋁以鋁土礦形式存在，鐵以鐵礦石形式存在。二、金屬的冶煉金屬冶煉是工業(yè)上將金屬?gòu)暮薪饘僭氐牡V石中復(fù)原出來的生產(chǎn)過程。金屬的活動(dòng)性不同，可以承受不同的冶煉方法?？偟恼f來，金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定，越簡(jiǎn)潔將其從化合物中復(fù)原出來。㈠金屬冶煉的方法主要有：熱分解法2HgO△2Hg+O↑22

4Ag+O↑2熱復(fù)原法在金屬活動(dòng)性挨次表中處于中間位置的金屬，通常是用復(fù)原劑COH2屬等〕將金屬?gòu)钠浠衔镏袕?fù)原出來，例如：FeO+3CO高溫2Fe+CO23 2

高溫W+3HO3ZnO+C

2 2Zn+CO↑MgO+C高溫Mg(g)+CO(g)Fe+CuSO=FeSO+Cu4 4FeO+2Al高溫2Fe+AlO〔鋁熱反響〕23 23【演示試驗(yàn)】課本P814-1物；鋁粉要細(xì)〔200〕，最好用鋁銀粉〔商業(yè)名稱〕；10cm〔過短熱量不夠，影響試驗(yàn)效果?，F(xiàn)象：，鎂條猛烈燃燒，并發(fā)出刺眼的光線。紙漏除去外層熔渣，可以覺察落下的是鐵珠。結(jié)論：FeO+2Al高溫2Fe+AlO〔鋁熱反響〕 鋁熱反響的特點(diǎn)：高溫引燃劇23 23烈放熱，表達(dá)氧化鋁高熔點(diǎn)的性質(zhì)。應(yīng)用：①焊接鋼軌②冶煉高熔點(diǎn)金屬電解法合物的方法冶煉活潑金屬，例如：4NaOH〔熔融〕MgCl〔熔融〕2

電解2Na+Cl2電解4Na+O+2HO2 2電解Mg+Cl2

電解4Al+3O↑23 2冰晶石如：2CuSO+2HO電解2Cu+2HSO+O4 2 2 4 2有些金屬可以利用氧氣從其硫化物中冶煉出來，例如：CuS+O 高溫2Cu+SO2 2 2結(jié)論：〔學(xué)生總結(jié)〕金屬活動(dòng)挨次表中不同金屬冶煉方法的選擇KKCaNaMgAlZnFeSnPb〔H〕CuHgAg電解法熱復(fù)原法熱分解法【思考】為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？金屬使用的先后與金屬冶煉的難易有關(guān)。三、金屬提煉步驟：礦石的富集、除雜；〔2〕冶煉；〔3〕精煉。礦產(chǎn)資源是大自然賜予人類的貴重財(cái)寶，但并非取之不盡用之不竭，隨著人們的開發(fā)利用，將會(huì)日漸削減，因此要加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用，節(jié)約礦產(chǎn)資源。我國(guó)幅員寬廣，是世界上礦產(chǎn)資源比較豐富、礦產(chǎn)品種比較齊全的國(guó)家。我國(guó)礦產(chǎn)資源總值居133。因此，我們更應(yīng)留意金屬的回收和資源的保護(hù)。1]冶煉金屬一般有以下四種方法：①焦炭法，②水煤氣〔或H2

CO〕法，③活潑金屬置換法，④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有〔Ⅰ〕火燒孔雀石法煉銅，〔Ⅱ〕濕法煉銅，現(xiàn)代有〔Ⅲ〕鋁熱法煉鉻，〔Ⅳ〕從光鹵石〔KCl?MgCl6HO〕中煉2 2鎂，對(duì)它們的冶煉方法分析不正確的選項(xiàng)是〔〕A．〔Ⅰ〕用①B．〔Ⅱ〕用②C．〔Ⅲ〕用③D．〔Ⅳ〕用④解析：〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕〔Ⅳ〕發(fā)生的反響分別是：〔Ⅰ〕符合①〔Ⅱ〕 符合③〔Ⅲ〕 符合③〔Ⅳ〕先從光鹵石中提取MgCl，再電解MgCl， 符合2 2④答案：B〔AlO〕生產(chǎn)鋁的過程，可用簡(jiǎn)潔示意圖表示如下〔圖23中字母代表有關(guān)物質(zhì)的分子式〕寫出①～④反響的方程式。答案：①AlO+2NaOH====2NaAlO+HO23 2 2②2NaAlO+CO+3HO====2Al(OH)↓+NaCO2 2 2 3 2 3③NaCO+Ca(OH)====CaCO↓+2NaOH2 3 2 3④2Al(OH)AlO+3HO3 23 2【作業(yè)】課本P85其次課時(shí)海水資源的開發(fā)利用一、海水淡化海洋水資源：海水中水的儲(chǔ)量約為1.3×19億噸，約占全球總水量的97％。海水取淡水或從海水中把鹽分別出去，都可以到達(dá)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、海水中的化學(xué)資源按含量計(jì)，水中的H、OCl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr1199%，80海洋有取之不盡的化學(xué)資源。海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學(xué)資源。目前，在陸地上覺察的１００多種化學(xué)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。海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：種類多，總儲(chǔ)量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。從海水中提取物質(zhì)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。其中鹽田法歷史最悠久，而且也是最簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的方法，現(xiàn)在還在廣泛承受。鹽田法又叫灘曬法，鹽田建在海灘邊，借用海灘漸漸上升的坡度，開出一片片象扶梯一樣的池子。利用漲潮或用風(fēng)車和泵抽取海水到池內(nèi)。海水流過幾個(gè)池子，隨著風(fēng)吹日曬，水份不斷蒸發(fā)，海水中的鹽濃度愈來愈高，最終讓濃鹽水進(jìn)入結(jié)晶池，連續(xù)蒸發(fā)，直到析出食鹽晶體。我國(guó)是202380%。⑵．從海水中提取鎂的主要工藝流程60%的鎂從海水中提取。主要步驟如下：為了使MgCl轉(zhuǎn)化為Mg〔OH〕，試劑①可以選用 ，要使MgCl完全2 2 2轉(zhuǎn)化為沉淀，參加試劑①的量應(yīng) ，驗(yàn)證MgCl2

已完全轉(zhuǎn)化為Mg〔OH〕2的方法是 。參加試劑①，能夠分別得到Mg〔OH〕2

沉淀的方法是 選用 〔4〕無水MgCl2

在熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生MgCl2化學(xué)方程式 。答案.〔1〕過量NaOH取上層清液，滴入NaOH〔2〕過濾 〔3〕HCl 〔4〕MgCl2⑶．從海水中提取溴的主要工藝流程

Mg+Cl↑2①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(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：2NaBr+Cl=Br+2NaCl2 2內(nèi)以到達(dá)富集的目的：Br+SO+2HO=2HBr+HSO2 2 2 2 4④向吸取塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：2HBr+Cl=2HCl+Br2 2海帶灼燒海帶灼燒含碘元素的溶液試劑含碘單質(zhì)的溶液海帶灰殘?jiān)鈫钨|(zhì)的有機(jī)溶液⑷．從海帶中提取碘的試驗(yàn)【演示試驗(yàn)】課本P834-2I的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2用HO2I-+HO+2H+=I+2HO22 22 2 2②提取流程③試驗(yàn)留意事項(xiàng)海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要留意通風(fēng)。海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例〔如以下圖〕〔投影展現(xiàn)〕三、 海水資源的開發(fā)利用簡(jiǎn)述從海水中提取淡水——海水淡化海水制鹽從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品從海水中獵取鈾和重水作為核能開發(fā)的重要原料從海水中獵取其他物質(zhì)和能量1]海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如以下圖所示：假設(shè)在空氣中加熱MgCl·6HO，生成的是Mg(OH)ClMgO，寫出相應(yīng)反響的化學(xué)方2 2程式 。用電解法制取金屬鎂時(shí)，需要無水氯化鎂。在枯燥的HClMgCl·6HO2 2能得到無水MgCl2。Mg(OH)2

沉淀中混有的Ca(OH)2

應(yīng)怎樣除去？寫出試驗(yàn)步驟。.試驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種狀況下使用玻璃棒的目的；溶解時(shí)： 。過濾時(shí)： 。蒸發(fā)時(shí)： 。(4HCl2CH+O+4Cl=======2CO+8HCl(不考慮其他反響)。事實(shí)上，生產(chǎn)4 2 2HClHCl，簡(jiǎn)要說明理由。答案： △MgCl·6HO=Mg(OH)Cl+HCl↑+5H