【課件】金屬礦物、海水資源的開發(fā)利用課件高一化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第1課時(shí)金屬礦物、海水資源的開發(fā)利用學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENT01020304通過金屬冶煉原理的學(xué)習(xí)和冶煉方法的歸納，理解氧化還原反應(yīng)在金屬礦物開發(fā)中的應(yīng)用，構(gòu)建金屬冶煉的思維模型通過鋁的冶煉，認(rèn)識合理開發(fā)和利用金屬資源的重要性和必要性以海水資源中的氯化鈉為原料，構(gòu)建物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系的思維導(dǎo)圖通過海水提溴工藝流程圖的設(shè)計(jì)分析，形成工業(yè)上提取物質(zhì)的一般思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生模型認(rèn)知和證據(jù)推理的能力知識點(diǎn)一、金屬礦物的開發(fā)利用1.金屬元素的存在：

除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。

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。n+M得電子M（被還原）2.金屬的冶煉要根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序不同，采取不同的冶煉方法（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）（1）物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、Au3.金屬冶煉的方法（3）熱還原法（適用于大部分金屬）常見的還原劑：焦碳一氧化碳?xì)錃獾?HgO2Hg+O2↑加熱2Ag2O4Ag+O2↑加熱CuO+H2Cu+H2OFe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫（4）熱電解法（適合一些非?；顫娊饘伲┩卣挂曇?/p>

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)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(jìn)，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(jià)格也一降千丈，走入千家萬戶。MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石電解2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解4.鋁熱反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，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3MnO2+4Al====3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al====2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al====9Co+4Al2O3高溫其他的鋁熱反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：(1)焊接鋼軌，(2)冶煉金屬。

鋁——還原劑（活潑金屬——可作還原劑）5.合理開發(fā)和利用礦物資源合理開發(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(qiáng)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鋁的回收與利用知識點(diǎn)二、海水資源的開發(fā)利用1.海水淡化海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。

海水蒸餾原理示意圖原理：加熱到水的沸點(diǎn)，液態(tài)水變?yōu)樗魵馀c海水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得到淡水。2.海水制鹽從海水中制得的氯化鈉除了供食用，還作為化工原料用于生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等。鹽場工人們在鹽田曬鹽收獲3.海水提鎂海水熟石灰過濾Mg(OH)2鹽酸MgCl2溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾MgCl2.6H2OHCl干燥氣流加熱MgCl2熔融電解Mg以海水為原料，寫出MgCl2的提取和Mg的制備流程。請寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式：Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2OMgCl2(熔融)Mg+Cl2↑電解4.海水提溴操作步驟：（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(zhuǎn)化為溴單質(zhì)。（3）向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)。（4）向吸收塔中溶液內(nèi)通入適量的氯氣。（5）用CCl4萃取吸收塔中溶液里的溴單質(zhì)。請寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式：Cl2+2NaBr=Br2+2NaClBr2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4Cl2+2HBr=Br2+2HCl海水濃縮酸化濃縮海水Br—通入Cl2

海水（Cl—、Br2

）

通入空氣吹出溴蒸汽

吸收塔（SO2吸收劑

）

反應(yīng)后富集溴氣Br—、SO42-通入Cl2（Br2、Cl—）

萃取分液單質(zhì)溴5.海水提碘海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機(jī)溶液萃取2KI+H2O2+H2SO4===I2+K2SO4+2H2O當(dāng)堂訓(xùn)練1.下列金屬適合用熱分解法冶煉的是()A．Na

B．Al

C．Fe

D．Ag解析：金屬活動(dòng)性順序表中Al及位于Al之前的金屬采用電解法冶煉，位于Al之后Hg之前的金屬采用熱還原法冶煉，Hg、Ag采用熱分解法冶煉，Pt、Au采用富集法來獲取，故D正確。D當(dāng)堂訓(xùn)練2.以下方法可用于工業(yè)冶煉金屬的是()A．電解熔融AlCl3獲取金屬鋁

B．電解MgCl2溶液獲取金屬鎂C．用CO還原鐵礦石來獲取金屬鐵

D．電解飽和食鹽水來獲取金屬鈉解析：A項(xiàng)，AlCl3是共價(jià)化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電，工業(yè)上是電解熔融Al2O3獲取金屬鋁，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解熔融MgCl2可以獲取金屬鎂，電解MgCl2溶液得到的是氫氧化鎂、氫氣和氯氣，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，用CO還原鐵礦石來獲取金屬鐵是工業(yè)煉鐵的原理，屬于熱還原法，正確；D項(xiàng)，電解飽和食鹽水得到的是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，電解熔融的氯化鈉可以冶煉金屬鈉，錯(cuò)誤。C當(dāng)堂訓(xùn)練3．許多國家十分重視海水資源的綜合利用，不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是()A．氯、溴、碘

B．鈉、鎂、鋁C．燒堿、氫氣

D．食鹽、淡水解析：海水中的各種元素都以化合態(tài)存在，要生成單質(zhì)必然發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A、B、C均錯(cuò)。海水曬鹽得NaCl，蒸餾海水得淡水只發(fā)生物理變化。D4.海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B．粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純C．工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑D．富集溴一般先用空氣和水