人教版高中化學(xué)(必修2)第四章同步教學(xué)課件41 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 (共50張PPT)

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金銀鉑隕鐵赤鐵礦磁鐵礦黃鐵礦孔雀石菱鎂礦鋁土礦氯化鈉游離態(tài)金屬礦化合態(tài)金屬礦黃銅礦金銀人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：銅一、金屬礦物的開發(fā)利用思考：分析一下這是什么原因呢？

不活潑的金屬最早使用，因為簡單的冶煉技術(shù)就可以冶煉不活潑的金屬！而活潑金屬則不然，需要的冶煉技術(shù)較為復(fù)雜！1、金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu一、金屬冶煉的原理2、“金屬的冶煉”的定義是什么？

將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。3.你知道從金屬礦物中冶煉金屬,一般要經(jīng)過哪些步驟?礦石富集金屬冶煉金屬精煉金屬冶煉的步驟:4.“金屬的冶煉”的實質(zhì)是什么？金屬冶煉的實質(zhì)

金屬元素：化合態(tài)

即：Mn++ne-→M得到電子游離態(tài)冶煉金屬的方法依據(jù)

要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法《浪淘沙》-劉禹錫日照澄洲江霧開,濤金女伴滿江隈.美人首飾侯王印,盡是沙中海底來.二、金屬冶煉的方法1、物理方法：淘金原理

剛果手工金礦開采馬達(dá)加斯加街頭淘金者原理是:金的質(zhì)量較沙重,在淘去粗沙后,用水銀滾動吸附金,水銀是已知唯一可以粘附金的物質(zhì).2、化學(xué)方法Ⅰ、熱分解法：2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑古代煉丹術(shù)家葛洪，曾經(jīng)在他的著作《抱樸子》中記載有“丹砂燒之成水銀”Ⅱ、熱還原法CuO+H2==Cu+H2O2CuO+C==2Cu+CO2↑Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2★鋁熱反應(yīng)

活潑金屬也可以做還原劑，把相對不活潑的金屬置換出來，例如：鋁

實驗4-1鋁熱反應(yīng)現(xiàn)象原理鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導(dǎo)致混合物劇烈反應(yīng)，發(fā)出強光，有紅熱的熔融物生成。2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3高溫鎂條為引燃劑氯酸鉀為助燃劑鋁熱劑：鋁與氧化鐵的混合物3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它鋁熱反應(yīng)應(yīng)用：(1)焊接鋼軌，(2)冶煉金屬。

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。

1886年，在鋁的歷史上又是一個里程碑。這一年美國的大學(xué)生霍爾和法國大學(xué)生埃羅，都各自獨立地研究出電解制鋁法。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，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。AlⅢ、電解法：

MgCl2（熔融）===Mg+Cl2↑電解電解2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑冰晶石電解2NaCl（熔融）===2Na+Cl2↑小結(jié)：請結(jié)合金屬活潑性順序表總結(jié)金屬冶煉方法的一般規(guī)律：強弱強弱電解法熱還原法熱分解法金屬的活動順序KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg

PtAu金屬原子失電子能力

金屬離子得電子能力

主要冶煉方法

物理方法小試牛刀1．在冶金工業(yè)上，均不能用通?；瘜W(xué)還原劑制得的金屬組是（）

A．Na、Mg、Al

B．Na、K、Zn

C．Fe、Cu、Ag D．Na、Ca、CuA2．目前，工業(yè)上冶煉鋁通常采用的方法是（） A．CO或氫氣還原法B．鋁熱反應(yīng)法C．電解法 D．熱分解法C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、加強金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料……………1．下列敘述正確的是（）

A．工業(yè)上用電解熔融氯化鈉的方法制取鈉

B．鈉加入氯化鎂的飽和溶液中可以制取金屬鎂

C．電解冶煉鋁的原料是氯化鋁

D．碳在高溫下能還原氧化鋁中的鋁A效果檢測2.冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法，②水煤氣（或H2或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?MgCl2?6H2O）中煉鎂，對它們的冶煉方法分析不正確的是（）

A．（Ⅰ）用①B．（Ⅱ）用②

C．（Ⅲ）用③D．（Ⅳ）用④

B解析：

（Ⅰ）符合①

（Ⅱ）符合③

（Ⅲ）符合③

（Ⅳ）先從光鹵石中提取MgCl2，再電解MgCl2，符合④

答案：B

今天鋁的產(chǎn)量已經(jīng)僅次于鋼鐵了，鋁及鋁合金成為現(xiàn)代文明不可缺少的金屬，鋁在工業(yè)上被稱為“鋼精”，是因為它的合金不但輕，而且強度足以替代鋼鐵，鋁除了用于建材之外，還被用于航天工業(yè)，如我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號，外殼全部用鋁合金制成，美國的阿波羅—11號，宇宙飛船所用的金屬材料中，鋁及合金75%左右，可以說人類送上太空的金屬中，鋁是最多的了。注意：正常人的人體，每70公斤體重約含61毫克鋁。

但鋁攝入過多卻是對人體有害的，經(jīng)研究表明，鋁元素能滲入人腦，與神經(jīng)元細(xì)胞釋放出來的具有傳遞信息功能的有機堿反應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息受阻，引起老年癡呆。知識拓展金屬礦石黃銅礦CuFeS2菱鎂礦MgCO3

螢石CaF2

表4-1常見金屬的冶煉原理金屬冶煉原理FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高爐煉鐵)Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(鋁熱法煉鐵)高溫高溫CuCu2S+O2===2Cu+SO2(火法煉銅)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(濕法煉銅)高溫MgMgO+C===Mg+CO↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑高溫Al2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石Na2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解電解三、金屬的回收和環(huán)境保護回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染

海洋約占地球表面積的71%海洋是人類賴以生存的資源寶庫

二、海水資源的開發(fā)利用海洋生物資源海底礦產(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)

多數(shù)海盆中：深海錳結(jié)核海洋油、氣開發(fā)海洋能源的利用具有開發(fā)價值的：潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電海水資源其他資源物質(zhì)海洋資源能量獲得資料海水提Mg海水淡化海水提取NaClBr2的提取海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例任務(wù)1：海水的淡化：蒸餾法加入沸石或碎瓷片溫度計水銀球處于支管口處水，下進(jìn)上出液體體積不超過燒瓶體積1/3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蒸餾適用于分離哪些混合物？海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。任務(wù)二：知識回顧海水中提取NaCl設(shè)計海水提取NaCl的可行性方案

粗鹽（含Ca2+、Mg2+

、SO42-

、泥沙等雜質(zhì)）泥沙（）（）加（）除（）……精鹽任務(wù)二：知識回顧海水中提取NaCl粗鹽中的雜質(zhì)：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-除雜試劑：①Na2CO3②NaOH③BaCl2試劑加入順序：②③①③②①③①②基本原則：先加BaCl2,后加Na2CO3粗鹽的提純物質(zhì)提純的方案設(shè)計一般思路：分析混合物的組成根據(jù)雜質(zhì)的特點選擇除雜試劑和分離方法所加試劑的順序、用量及過量后如何處理

思考與交流：如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？1、設(shè)計海水提溴的實驗流程圖；2、寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。濃縮海水Br2HBr溶液Br2通入Cl2①通入空氣，SO2吸收②通入Cl2③任務(wù)三：知識應(yīng)用海水中提取Br2①2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl②

2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr③2HBr+Cl2==Br2+2HCl海水提Br2的實驗室模擬裝置--是空氣吹出法

思考：1、用什么方法提取反應(yīng)③后溶液中的溴單質(zhì)？實驗室提取溴單質(zhì)所用主要儀器是什么？思考2：萃取Br2、I2常用的萃取劑是什么？它們在萃取劑中一般呈現(xiàn)什么顏色？碘的有機溶液紫紅溴的有機溶液海水鎂飛機鎂被譽為“國防金屬”，60%的鎂從海水提取任務(wù)四：知識拓展從海水中提取鎂工業(yè)從鹵水中提取鎂的工藝流程圖：鹵水池含Mg2+、Br-沉淀池②生成石灰乳池①過濾中和池③鹽酸濃縮結(jié)晶脫水MgCl2固體電解池④加熱熔融Mg任務(wù)四：知識拓展從海水中提取Mg