開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 (人教版必修2)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2021/5/91人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬2021/5/92C+2CuO==CO2↑+2Cu高溫

銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長的“石器時代”。銅鏡漢武帝時銅幣先秦刀幣

在公元前6000年到7000年左右，人類開始邁進了象征古代文明開端的“銅器時代”。資料卡片Cu2(OH)2CO3

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石2021/5/93青銅：主要含銅和錫、鉛，有良好的強度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機器零件如軸承、齒輪等。黃銅：主要含銅和鋅，有良好的強度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制機器零件、儀表和日用品。白銅：主要含銅和鎳，它不容易生銅綠，常用于制造精密儀器和裝飾品。2021/5/94

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。請同學(xué)們勿忘我們的國恥：中國還有上百萬件珍貴文物流失海外。2021/5/95

人類最早是在由天而降的隕石中獲得單質(zhì)鐵的，隕石中含鐵量高達90%以上。

古代阿拉伯人曾傳說“天上的金雨落進沙漠里變成了黑色的鐵”。濟南隕鐵新疆隕鐵南極洲隕鐵2021/5/96金、鉑等為游離態(tài)得電子，被還原Mn+

M+ne-主要是化合態(tài)

將金屬從其化合物中還原出來，使之轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)的過程。(1)金屬在自然界中的存在形式？

(2)金屬冶煉指的是什么？

一、金屬礦物的開發(fā)利用

1、金屬的冶煉冶煉金屬的步驟：礦石富集→金屬冶煉→精煉2021/5/97

法國皇帝拿破侖是一個喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請?zhí)煜沦e客。每次宴會，他總是擺出一副高人一等的樣子。餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個碗?yún)s是鋁制品。思考與交流

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。

為什么貴為法國皇帝，在當(dāng)時卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？2021/5/98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）中冶煉鋁的技術(shù)，使得制鋁成本大大下降，使鋁走入千家萬戶。2021/5/99電解槽2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石反應(yīng)原理:2021/5/910

古代中國勞動人民用木炭煉鐵

我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時已經(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)。2021/5/911反應(yīng)原理:Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高溫鐵礦石焦炭空氣石灰石主要原料：2021/5/912電解法熱還原法熱分解法

工業(yè)上如何冶煉鋁和鐵?為什么鐵和鋁的冶煉方法不同？金屬越活潑，越難冶煉2、金屬冶煉方法的確定—由金屬活潑性決定KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg弱強電解法還原法Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑

電解

冰晶石2021/5/913

3、金屬冶煉的方法舉例（1）熱分解法2HgO2Hg＋O2↑加熱2Ag2O4Ag＋O2↑加熱適合一些不活潑金屬2021/5/914（2）電解法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石鋁土礦適合一些非?；顫娊饘?021/5/915

（常用的還原劑有：焦炭、CO、H2

等）（3）熱還原法（Zn—Cu中等活潑金屬）

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高溫2CuO+C2Cu+CO2

高溫高爐煉鐵主要反應(yīng)WO3+3H2W+3H2O

高溫

常用的還原劑還有哪些?2021/5/916實驗4－1

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，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入漏斗。鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高溫3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn高溫Cr2O3+2Al2Cr+Al2O33Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高溫高溫其它鋁熱反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)：鋁＋某些金屬氧化物Al2O3＋金屬高溫2021/5/917鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：鋁熱反應(yīng)應(yīng)用冶煉難熔的金屬焊接鋼軌

（冶練常用的還原劑有：焦炭、CO、H2

、Al等活潑金屬）2021/5/918火法煉銅

古法煉銅-----興于商周時期灼燒輝銅礦（Cu2S）灼燒孔雀石[Cu2(OH)2CO3]與木炭混合物碳法制銅2021/5/919Fe+CuSO4==濕法煉銅中國古代首創(chuàng)的膽水冶銅

西漢古籍《淮南萬畢術(shù)》上就有“曾青得鐵，則化為銅”的記載?！端问贰池浻洝酚杏涊d：把生鐵打成薄片，排放在儲有膽水的槽中，浸漬幾天，然后刮取出泥狀銅……2021/5/9204、合理開發(fā)和利用礦物資源的途徑：（1）廢舊金屬回收；（2）礦物資源保護；（3）尋找金屬替代品。金屬鋁的回收與利用2021/5/921（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染（1）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（2）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3）定影液用于回收銀回收金屬的實例：回收金屬的意義：2021/5/922二、海水資源的開發(fā)和利用2021/5/923

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2021/5/924

為什么日韓在獨島問題上互不相讓?問題與討論

韓國方面稱獨島，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，海底還蘊藏著比較豐富的油氣田。2021/5/925

海水資源主要分為幾大類？海水中含有多少種元素？

海水中蘊含著的豐富資源。21世紀(jì)人類將重點開發(fā)海洋資源。海水中的化學(xué)資源和礦產(chǎn)資源水資源生物資源能源化學(xué)資源海水是元素的寶庫，含有８０多種元素2021/5/926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2021/5/927海洋中的礦產(chǎn)資源大陸架的淺海海底：石油、天然氣、煤、硫、磷等近岸帶的濱海砂礦：砂、貝殼等建筑材料和金屬礦產(chǎn)2021/5/928海洋生物資源2021/5/929海洋油、氣開發(fā)2021/5/930海洋能源具有商業(yè)開發(fā)價值的：潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電2021/5/931海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例2021/5/932海水蒸餾原理示意圖1、海水淡化

原理：加熱到水的沸點，液態(tài)水變?yōu)樗羝c海水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得到淡水如何用海水制備淡水？海洋中的化學(xué)資源的提取和檢驗2021/5/933

太陽能蒸發(fā)海水示意圖：

2021/5/934海水曬鹽（煮海為鹽）2021/5/9352

、科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？2021/5/936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