高中化學(xué)必修二 第四章第一節(jié)課件

1、 第四章第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用 第一節(jié)第一節(jié) 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 一、金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(fā)利用 1 1、金屬元素的存在：、金屬元素的存在： 除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕除了金、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大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于 自然界。自然界。 冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方 法使金屬化合物中的金屬離子得法使金屬化合物中的金屬離子得 到電子變成金屬原子。到電子變成金屬原子。 n+ m 得得電子電子 m （被還原）被還原） 2、金屬的冶煉、金屬的冶煉 金屬活動

2、性順序金屬活動性順序 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活動性逐漸減弱 金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng)金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng) （2）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 （1）物理提取法：）物理提取法： 適用于極不活潑的金屬適用于極不活潑的金屬pt、au 3、金屬冶煉的方法、金屬冶煉的方法 （3）熱還原法（適用于大部分金屬）熱還原法（適用于大部分金屬） cuo+h2 = cu + h2o fe2o3+3

3、co = 2fe + 3co2 高溫高溫 鋁鋁熱反應(yīng)熱反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)41 反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，鎂條劇烈燃燒，放出大量熱， 發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙劇烈反應(yīng)，紙 漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。 fe2o3+2al = 2fe + al2o3 高溫高溫 鋁熱劑鋁熱劑 鋁鋁還原劑還原劑 （活潑金屬（活潑金屬可作還原劑）可作還原劑） 3mno2+4al = 3mn+ 2al2o3 高溫高溫 cr2o3+2al = 2cr + al2o3 高溫高溫 3co3o4+8al = 9co + 4al2o3 高溫高溫 其它的鋁

4、熱反應(yīng)：其它的鋁熱反應(yīng)： 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)原理焊接鋼軌等。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，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳釩、鉻、錳等等 （4）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) = 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 小結(jié)金屬的不同冶煉方法：小結(jié)金屬的不

5、同冶煉方法： 金屬活動順金屬活動順 序序 金屬失電子金屬失電子 能力能力 金屬離子的金屬離子的 得電子得電子 主要冶煉方主要冶煉方 法法 k、ca、na、 mg、al zn、fe、sn、 pb（h）、）、cu hg、ag、 pt、au 強(qiáng)強(qiáng)弱弱 弱弱強(qiáng)強(qiáng) 電解法電解法熱還原法熱還原法 熱熱分解法分解法 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、使用其他材料代替金屬材料、使用其他材料代替金屬材料 二、海水資源的開發(fā)

6、利用二、海水資源的開發(fā)利用 主要包括主要包括海水的淡化海水的淡化和和直接利用海水進(jìn)直接利用海水進(jìn) 行循環(huán)冷卻行循環(huán)冷卻。通過從海水中提取淡水或從海。通過從海水中提取淡水或從海 水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的 目的。目的。 1、海水水資源的利用：、海水水資源的利用： 海洋約占地球面積的海洋約占地球面積的71%。 海水中海水中 的水的水1.3x109 億噸。占地球總水量億噸。占地球總水量97% （3%在陸地、淡水）。在陸地、淡水）。 海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有蒸餾法、蒸餾法、 電滲析法、離子交換法電滲析法、離子交換法等。等。 海水蒸餾原理

7、示意圖：海水蒸餾原理示意圖： 太陽能蒸發(fā)海水示意圖：太陽能蒸發(fā)海水示意圖： 海水資源的多樣性： 海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物 按含量計(jì)：含按含量計(jì)：含o o、h h及及clcl、nana、s s、c c、f f、b b、brbr、 srsr共共1313種元素的質(zhì)量占總水量的種元素的質(zhì)量占總水量的99%99%，其余，其余1%1%為為 7070多種含量微少的元素。多種含量微少的元素。 海水中除了水以外，還含有海水中除了水以外，還含有8080多種元素，有的多種元素，有的 含量很大（如含量很大（如naclnacl ）有的含量很少（如）有的含量很少（如auau

8、） 2、海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用、海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用 海水資源的分散性： 海水因?yàn)榱刻蟆⒚嫣珡V，大多數(shù)元素盡海水因?yàn)榱刻蟆⒚嫣珡V，大多數(shù)元素盡 管總量很大但由于太分散管總量很大但由于太分散 ，含量極微少，含量極微少 如：海水中金元素總含量約為如：海水中金元素總含量約為50000000t50000000t （5 5千萬噸）但一頓海水中只含金元素千萬噸）但一頓海水中只含金元素 0.000004g0.000004g（1010億分之四克）億分之四克） （百分之（百分之0.0000040.000004克）克） 從海水中提取食鹽的主要工藝流程從海水中提取食鹽的主要工藝流程 從海從海 水中制取鹽的

9、水中制取鹽的 方法主要有：方法主要有： 鹽田法、電滲鹽田法、電滲 析法和冷凍法。析法和冷凍法。 從海水中制得的從海水中制得的naclnacl除使用外，還除使用外，還 用作工業(yè)原料：用作工業(yè)原料： 1 1、制燒堿、純堿、金屬鈉以、制燒堿、純堿、金屬鈉以 及氯氣、鹽酸、漂白粉等。及氯氣、鹽酸、漂白粉等。 . . 制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品。制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品。 科學(xué)探究：科學(xué)探究： 如何證明海帶中有碘離子？如何證明海帶中有碘離子？ 海帶中的碘元素主要以海帶中的碘元素主要以i i- -的形式的形式 存在，提取時用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸纱嬖?，提取時用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸?i i2 2, ,再

10、萃取出來。再萃取出來。 用用h h2 2o o2 2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式：做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式： 2i 2i- -+ h+ h2 2o o2 2 +2h +2h+ +=i=i2 2+2h+2h2 2o o 反應(yīng)原理反應(yīng)原理 海海帶帶 海海帶灰?guī)Щ?溶解過濾溶解過濾 灼燒灼燒 殘?jiān)鼩堅(jiān)?含含i- -的溶液的溶液 稀稀h2so4 h2o2 含含i2的溶液的溶液含含i2的有機(jī)溶液的有機(jī)溶液 萃取萃取 提取流程提取流程 （1 1）稱?。┓Q取3g3g干海帶，用刷子把干海帶表面的干海帶，用刷子把干海帶表面的 附著物刷凈（附著物刷凈（不要用水洗，有不要用水洗，有i i- -）。）。 將海帶剪將海

11、帶剪 碎，用酒精潤濕（碎，用酒精潤濕（便于灼燒便于灼燒）后，放在坩堝中。）后，放在坩堝中。 （2 2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶 完全成灰，停止加熱，冷卻。完全成灰，停止加熱，冷卻。 （3 3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中 加入加入10ml10ml蒸餾水，攪拌，煮沸蒸餾水，攪拌，煮沸2min2min3min3min，使使 可溶物溶解，過濾?？扇芪锶芙?，過濾。 （4 4）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1ml 1ml h h2 2o o2 2溶液，觀察現(xiàn)象。溶液，觀察現(xiàn)象。 （

12、5 5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀 察現(xiàn)象。察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 從海水中提取溴的主要工藝流程從海水中提取溴的主要工藝流程 用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。 用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。 向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為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)：溴單質(zhì)：2nabr+cl2nabr+cl2 2=br=br2 2+2nacl+2nacl 向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì) 吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的： brbr2 2+so+so2 2+2h+2h2 2o=2hbr+ho=2hbr+h2 2soso4 4 向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣： 2hbr+cl2hbr+cl2 2=2hcl+br=2hcl+br2 2 從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣 闊的前景