開發(fā)利用金屬礦物和海水資源教學(xué)課件-2

1、高一年級(jí)化學(xué)2章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第1頁(yè)，共39頁(yè)。第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 第2頁(yè)，共39頁(yè)。1、化學(xué)在自然資源的開發(fā)利用中發(fā)揮哪些重要作用？改變物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)使之具有更加優(yōu)異的性質(zhì)和功能;合成自然界原本沒有的物質(zhì);開發(fā)人類社會(huì)發(fā)展所需要的能源;擴(kuò)大可利用自然資源的范圍;思考第3頁(yè)，共39頁(yè)。2、你能說出金屬元素在自然界中的存在有哪兩種形態(tài)？它與金屬的化學(xué)性質(zhì)有何關(guān)系？思考一、金屬礦物的開發(fā)利用第4頁(yè)，共39頁(yè)。1、金屬的存在形式（1）游離態(tài)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：Au Pt 及少量 Ag Cu（2）化合態(tài)化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，在自然界中總

2、是以化合態(tài)存在，如：Na Mg Al 等第5頁(yè)，共39頁(yè)。黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦第6頁(yè)，共39頁(yè)。2、金屬的冶煉原理（1）定義：（2）原理：將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來，用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程。n+M得電子M（被還原）利用氧化還原反應(yīng)，使化合態(tài)的金屬得到電子，還原為游離態(tài)的金屬。第7頁(yè)，共39頁(yè)。思考： 1、金屬的提煉要經(jīng)過哪幾步？ 2、目前工業(yè)上冶煉金屬有哪幾種方法？各適用于哪些金屬？（3）步驟：礦石的富集、除雜；冶煉；精煉、提純。第8頁(yè)，共39頁(yè)。b、熱分解法：2HgO 2Hg + O2 高溫2Ag2O 4Ag + O2 高溫a、物理提取法： 適用于極不活潑的金屬Pt、Au（

3、4） 方法選擇：適用于很不活潑的金屬（金屬活動(dòng)性順序表中氫后面的金屬）；第9頁(yè)，共39頁(yè)。c、電解法（適合一些非?；顫娊饘伲?MgCl2 (熔融) Mg + Cl2 通電2Al2O3 (熔融) 4Al + 3O2 電解冰晶石2NaCl (熔融) 2Na + Cl2 電解缺點(diǎn)：耗能大，成本高第10頁(yè)，共39頁(yè)。d、熱還原法：寫出符合上述條件的幾個(gè)方程式Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 高溫CuO+H2 Cu + H2O高溫ZnO+C Zn + CO 高溫適用于金屬活動(dòng)性順序表中的中間的多數(shù)金屬。它是金屬冶煉的常用方法。常用的還原劑有：焦炭 、CO 、氫氣 、 活潑金屬第11頁(yè)，共39頁(yè)。

4、注意觀察演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋁熱反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)4-1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。反應(yīng)現(xiàn)象：Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫鋁熱劑第12頁(yè)，共39頁(yè)。1、鎂條的作用是什么？2、氯酸鉀的作用是什么？問題其它鋁熱反應(yīng) 3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫第13頁(yè)，共39頁(yè)。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)上也常用于冶煉高熔點(diǎn)金屬 ，如冶煉釩、鉻、錳等。鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用第14頁(yè)，共39頁(yè)。

5、K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬單質(zhì)的還原性減弱，金屬離子的氧化性增強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法物理方法金屬活動(dòng)性順序與金屬的冶煉方法小 結(jié)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) 第15頁(yè)，共39頁(yè)。1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量4、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用3、使用其他材料代替金屬材料 地球上的金屬礦物資源是有限的，金屬的冶煉常會(huì)消耗許多能量，也會(huì)造成環(huán)境污染。合理開發(fā)和利用礦物資源，主要有哪些途徑？第16頁(yè)，共39頁(yè)。（1）回收金屬的意義： 節(jié)約礦物資源；節(jié)約能源；減少環(huán)境污染（2）回收

6、金屬的實(shí)例（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3、金屬的回收和資源保護(hù)第17頁(yè)，共39頁(yè)。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(dòng)順序表中的位置及性質(zhì)，推測(cè)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第18頁(yè)，共39頁(yè)。3、下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是( )A.WO3 B.MnO2C.MgO D.V2O5C第19頁(yè)，共39頁(yè)。濕法煉銅:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu火法煉銅:Cu2S+O2=2Cu+

7、SO2高溫第20頁(yè)，共39頁(yè)。二、海水資源的開發(fā)利用海洋水資源：海水中水的儲(chǔ)量約為1.3109億噸，約占全球總水量的97。 化學(xué)資源：含元素80多種，海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學(xué)資源。目前，在陸地上發(fā)現(xiàn)的多種化學(xué)元素，在海水中已找到多種，其中多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有億億噸，鎂約有萬億噸，鉀有萬億噸，溴約有萬億噸，核燃料約億噸億噸。礦產(chǎn)資源：海洋中所貯存的各種礦物約500億噸。通常只要每平方米有5的礦物。錳結(jié)核、可燃冰、砂和礫石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。第21頁(yè)，共39頁(yè)。空間資源：海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個(gè)部分。海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸

8、擴(kuò)大到生產(chǎn)、通信、電力輸送、儲(chǔ)藏、文化娛樂等諸多領(lǐng)域。我國(guó)擁有18000公里的大陸海岸線，管轄的海域面積近300萬平方公里。能源：海水運(yùn)動(dòng)中蘊(yùn)藏著巨大的能量，包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上水能資源，它們都屬于可再生能源，而且沒有污染。 生物資源：由魚、蝦、貝、藻等組成的海洋生物資源，除了直接捕撈供食用和藥用外，通過養(yǎng)殖、增殖等途徑還可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。海洋生物品種繁多，我國(guó)就有20278種，其中入藥的有700種。第22頁(yè)，共39頁(yè)。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(dá)45億噸是已知陸地鈾礦儲(chǔ)量的4500倍。氘有

9、50億噸足夠人類用上千萬年.海水中的化學(xué)資源第23頁(yè)，共39頁(yè)。海洋生物資源第24頁(yè)，共39頁(yè)。海洋中的礦產(chǎn)資源第25頁(yè)，共39頁(yè)。1、海水水資源的利用海水中水資源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。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)到淡化海水的目的。 海水淡化的方法主要有:蒸餾法：最先使用，技術(shù)成熟，但成本高電滲析法：成本低，但未能大量生產(chǎn)離子交換法：目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂等。第26頁(yè)，共39頁(yè)。蒸餾法所用的裝置及原理原理：加熱到水的沸點(diǎn),使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。注意：圖4-3海水蒸餾原理示意圖進(jìn)冷卻水出第27頁(yè)，共39頁(yè)。圖

10、4-4太陽能蒸發(fā)原理示意圖海水的淡化通常與化工生產(chǎn)、能源技術(shù)相結(jié)合。第28頁(yè)，共39頁(yè)。2、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用a、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。b從海水中提取物質(zhì)的方法從海水中提取食鹽從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。 第29頁(yè)，共39頁(yè)。第30頁(yè)，共39頁(yè)。鹽田法制得的粗鹽中含較多的氯化鎂和氯化鈣及泥沙，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+離子的方法（需要儀器及實(shí)驗(yàn)步驟） 先將樣品溶解，加稍過量的氫氧化鈣，再加入稍過量的碳酸鈉溶液，過濾；在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶

11、即可。思考：第31頁(yè)，共39頁(yè)。海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2,再萃取出來。用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O (2)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)提取流程反應(yīng)原理 含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液含碘單質(zhì)的溶液試劑殘?jiān)庠氐娜芤汉芙膺^濾海帶灰灼燒試劑第32頁(yè)，共39頁(yè)。（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。 將海帶剪碎，用酒精潤(rùn)濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。 （2）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。 （3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入10ml蒸餾水，

12、攪拌，煮沸2min3min，使可溶物溶解，過濾。 （4）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1ml H2O2溶液，觀察現(xiàn)象。（5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟 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；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。 實(shí)驗(yàn)視頻第33頁(yè)，共39頁(yè)。(3)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，使溴離子氧化為溴單質(zhì)：2NaBr+Cl2=Br2+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)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)

13、以達(dá)到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣溴離子氧化： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2第34頁(yè)，共39頁(yè)。海水提溴的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置工業(yè)生產(chǎn)中，海水提溴常與核電廠、制鹽廠、海水淡化相結(jié)合。第35頁(yè)，共39頁(yè)。3.海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例（如下圖）第36頁(yè)，共39頁(yè)。課堂練習(xí) 海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： （1）若在空氣中加熱MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式 。MgCl26H2O = Mg(OH)Cl+HCl+5H2O MgCl26H2O = MgO+HCl+5H2O 第

14、37頁(yè)，共39頁(yè)。（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟。 加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢?，過濾，沉淀用水洗滌。 （3）實(shí)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，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的：溶解過濾蒸發(fā)攪拌，加速溶解 使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外灑 攪拌，防止因局部過熱液滴或晶體飛濺 (4)獲得HCl的反應(yīng)為2CH4+O2+4Cl2=2CO+8HCl(不考慮其他反應(yīng))。事實(shí)上，生產(chǎn)中HCl一直在循環(huán)使用。試從理論上分析是否需要補(bǔ)充HCl，簡(jiǎn)要說明理由 不需要補(bǔ)充HCl,因?yàn)镃l22HClMg(OH)2MgC

15、l2Cl2；依氯元素守恒可以看出理論上不要補(bǔ)充HCl。 第38頁(yè)，共39頁(yè)。1、快樂總和寬厚的人相伴，財(cái)富總與誠(chéng)信的人相伴，聰明總與高尚的人相伴，魅力總與幽默的人相伴，健康總與闊達(dá)的人相伴。2、人生就有許多這樣的奇跡，看似比登天還難的事，有時(shí)輕而易舉就可以做到，其中的差別就在于非凡的信念。3、影響我們?nèi)松慕^不僅僅是環(huán)境，其實(shí)是心態(tài)在控制個(gè)人的行動(dòng)和思想。同時(shí)，心態(tài)也決定了一個(gè)人的視野和成就，甚至一生。4、無論你覺得自己多么了不起，也永遠(yuǎn)有人比更強(qiáng);無論你覺得自己多么不幸，永遠(yuǎn)有人比你更不幸。5、也許有些路好走是條捷徑，也許有些路可以讓你風(fēng)光無限，也許有些路安穩(wěn)又有后路，可是那些路的主角，都不

16、是我。至少我會(huì)覺得，那些路不是自己想要的。6、在別人肆意說你的時(shí)候，問問自己，到底怕不怕，輸不輸?shù)钠稹２槐睾ε?，不要后退，不須猶豫，難過的時(shí)候就一個(gè)人去看看這世界。多問問自己，你是不是已經(jīng)為了夢(mèng)想而竭盡全力了?7、人往往有時(shí)候?yàn)榱藸?zhēng)奪名利，有時(shí)驅(qū)車去爭(zhēng)，有時(shí)驅(qū)馬去奪，想方設(shè)法，不遺余力。壓力挑戰(zhàn)，這一切消極的東西都是我進(jìn)取成功的催化劑。8、真想干總會(huì)有辦法，不想干總會(huì)有理由;面對(duì)困難，智者想盡千方百計(jì)，愚者說盡千言萬語;老實(shí)人不一定可靠，但可靠的必定是老實(shí)人;時(shí)間，抓起來是黃金，抓不起來是流水。9、成功的道路上，肯定會(huì)有失敗;對(duì)于失敗，我們要正確地看待和對(duì)待，不怕失敗者，則必成功;怕失敗者，則

17、一無是處，會(huì)更失敗。1、快樂總和寬厚的人相伴，財(cái)富總與誠(chéng)信的人相伴，聰明總與高尚的人相伴，魅力總與幽默的人相伴，健康總與闊達(dá)的人相伴。2、人生就有許多這樣的奇跡，看似比登天還難的事，有時(shí)輕而易舉就可以做到，其中的差別就在于非凡的信念。3、影響我們?nèi)松慕^不僅僅是環(huán)境，其實(shí)是心態(tài)在控制個(gè)人的行動(dòng)和思想。同時(shí)，心態(tài)也決定了一個(gè)人的視野和成就，甚至一生。4、無論你覺得自己多么了不起，也永遠(yuǎn)有人比更強(qiáng);無論你覺得自己多么不幸，永遠(yuǎn)有人比你更不幸。5、也許有些路好走是條捷徑，也許有些路可以讓你風(fēng)光無限，也許有些路安穩(wěn)又有后路，可是那些路的主角，都不是我。至少我會(huì)覺得，那些路不是自己想要的。6、在別人肆意

18、說你的時(shí)候，問問自己，到底怕不怕，輸不輸?shù)钠稹２槐睾ε?，不要后退，不須猶豫，難過的時(shí)候就一個(gè)人去看看這世界。多問問自己，你是不是已經(jīng)為了夢(mèng)想而竭盡全力了?7、人往往有時(shí)候?yàn)榱藸?zhēng)奪名利，有時(shí)驅(qū)車去爭(zhēng)，有時(shí)驅(qū)馬去奪，想方設(shè)法，不遺余力。壓力挑戰(zhàn)，這一切消極的東西都是我進(jìn)取成功的催化劑。8、真想干總會(huì)有辦法，不想干總會(huì)有理由;面對(duì)困難，智者想盡千方百計(jì)，愚者說盡千言萬語;老實(shí)人不一定可靠，但可靠的必定是老實(shí)人;時(shí)間，抓起來是黃金，抓不起來是流水。14、成長(zhǎng)是一場(chǎng)和自己的比賽，不要擔(dān)心別人會(huì)做得比你好，你只需要每天都做得比前一天好就可以了。15、最終你相信什么就能成為什么。因?yàn)槭澜缟献羁膳碌亩€(gè)詞，一

19、個(gè)叫執(zhí)著，一個(gè)叫認(rèn)真，認(rèn)真的人改變自己，執(zhí)著的人改變命運(yùn)。只要在路上，就沒有到不了的地方。16、你若堅(jiān)持，定會(huì)發(fā)光，時(shí)間是所向披靡的武器，它能集腋成裘，也能聚沙成塔，將人生的不可能都變成可能。17、人生，就要活得漂亮，走得鏗鏘。自己不奮斗，終歸是擺設(shè)。無論你是誰，寧可做拼搏的失敗者9、成功的道路上，肯定會(huì)有失敗;對(duì)于失敗，我們要正確地看待和對(duì)待，不怕失敗者，則必成功;怕失敗者，則一無是處，會(huì)更5、別著急要結(jié)果，先問自己夠不夠格，付出要配得上結(jié)果，工夫到位了，結(jié)果自然就出來了。6、你沒那么多觀眾，別那么累。做一個(gè)簡(jiǎn)單的人，踏實(shí)而務(wù)實(shí)。不沉溺幻想，更不庸人自擾。7、別人對(duì)你好，你要爭(zhēng)氣，圖日后有能

20、力有所報(bào)答，別人對(duì)你不好，你更要爭(zhēng)氣望有朝一日，能夠揚(yáng)眉吐氣。8、奮斗的路上，時(shí)間總是過得很快，目前的困難和麻煩是很多，但是只要不忘初心，腳踏實(shí)地一步一步的朝著目標(biāo)前進(jìn)，最后的結(jié)局交給時(shí)間來定奪。9、運(yùn)氣是努力的附屬品。沒有經(jīng)過實(shí)力的原始積累，給你運(yùn)氣你也抓不住。上天給予每個(gè)人的都一樣，但每個(gè)人的準(zhǔn)備卻不一樣。不要羨慕那些總能撞大運(yùn)的人，你必須很努力，才能遇上好運(yùn)氣。10、你的假裝努力，欺騙的只有你自己，永遠(yuǎn)不要用戰(zhàn)術(shù)上的勤奮，來掩飾戰(zhàn)略上的懶惰。11、時(shí)間只是過客，自己才是主人，人生的路無需苛求，只要你邁步，路就在你的腳下延伸，只要你揚(yáng)帆，便會(huì)有八面來風(fēng)，啟程了，人的生命才真正開始。12、不

21、管做什么都不要急于回報(bào)，因?yàn)椴シN和收獲不在同一個(gè)季節(jié)，中間隔著的一段時(shí)間，我們叫它為堅(jiān)持。失敗。11、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的人，是非常幸福的人。米南德12、你們要學(xué)習(xí)思考，然后再來寫作。布瓦羅13、在尋求真理的長(zhǎng)河中，唯有學(xué)習(xí)，不斷地學(xué)習(xí)，勤奮地學(xué)習(xí)，有創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，才能越重山跨峻嶺。華羅庚14、許多年輕人在學(xué)習(xí)音樂時(shí)學(xué)會(huì)了愛。萊杰15、學(xué)習(xí)是勞動(dòng)，是充滿思想的勞動(dòng)。烏申斯基16、我們一定要給自己提出這樣的任務(wù)：第一，學(xué)習(xí)，第二是學(xué)習(xí)，第三還是學(xué)習(xí)。列寧17、學(xué)習(xí)的敵人是自己的滿足，要認(rèn)真學(xué)習(xí)一點(diǎn)東西，必須從不自滿開始。對(duì)自己，“學(xué)而不厭”，對(duì)人家，“誨人不倦”，我們應(yīng)取這種態(tài)度。毛澤東18、只要愿意學(xué)習(xí)，就一定能夠?qū)W會(huì)。列寧19、如果學(xué)生在學(xué)校里學(xué)習(xí)的