第1節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

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人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬是：法國(guó)皇帝拿破侖是一個(gè)喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請(qǐng)?zhí)煜沦e客。每次宴會(huì)，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(gè)碗?yún)s是鋁制品。思考與交流為什么貴為法國(guó)皇帝，在當(dāng)時(shí)卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？從美國(guó)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）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。藍(lán)銅礦Cu32OH2赤鐵礦氯化鈉晶體銅鐵鈉一、金屬礦物的開發(fā)利用一、金屬礦物的開發(fā)利用黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦一、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。2、金屬的冶煉冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。n+M得電子M（被還原）原理是氧化還原反應(yīng)金屬活動(dòng)性順序CaNaMgAlnFeSnPbHCuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性逐漸減弱（1）熱分解法（適用于不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱3、金屬冶煉的方法CaNaMgAlnFeSnPb（H）CuHgAg熱分解法（2）熱還原法（適用于中等活潑的金屬）CuO+H2===Cu+H2O

△Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫常用的還原劑有：CCOH2Al等鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)4－1注意觀察現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條燃燒，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高溫鋁熱劑鋁——還原劑（活潑金屬——可作還原劑）3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它的鋁熱反應(yīng)：CaNaMgAlnFeSnPb（H）CuHgAg熱分解法熱還原法應(yīng)用：1焊接鋼軌，2冶煉金屬。（3）電解法（適用于非?；顫娊饘伲㎝gCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解CaNaMgAlnFeSnPb（H）CuHgAg熱分解法熱還原法電解法濕法煉銅:FeCuSO4=FeSO4Cu火法煉銅:Cu2SO2=2CuSO2高溫（5）其他冶煉方法（4）物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、AuKCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg金屬活動(dòng)性（還原性）：強(qiáng)弱電解法熱還原法熱分解法1、金屬回收的意義⑴節(jié)約礦物資源；⑵節(jié)約能源；⑶減少環(huán)境污染。2、回收廢舊金屬的利用合理開發(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……………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：①Na②n③Hg④AuC電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法第一節(jié)開發(fā)利用金屬資源和海水資源二、海水資源的開發(fā)和利用（第二課時(shí)）海水資源的廣泛性：海洋約占地球表面積71%海洋中的資源：動(dòng)物:（魚類、海獅、海馬、貝類………植物:（海草、海帶…………礦物:（各種鹽、NaCl、MgCl2………海底金屬結(jié)核礦、石油水:（水資源及各種溶解的鹽類109億噸占地球總水量97%（3%在陸地、淡水）海水中的水資源含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50億噸足夠人類用上千萬年海水中的化學(xué)資源海洋中的化學(xué)資源海水資源的利用海水水資源的利用海水化學(xué)資源的利用1、從海水中提取淡水——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進(jìn)出原理：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。海水水資源的利用太陽能蒸發(fā)海水示意圖：2、海水曬鹽（煮海為鹽）科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？閱讀P91實(shí)驗(yàn)4-2化學(xué)方程式：2IH2O2H2SO4===I22SO42H2O海水化學(xué)資源的利用海帶提碘：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)溶液萃取蒸餾I2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(rùn)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證明含碘的步驟是_______,現(xiàn)象是_____________________,反應(yīng)的離子方程式是__________________________③①④②②滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)2I-+2H++H2O2I2+2H2O其他氧化I-的反應(yīng)2I-Cl2==I22Cl-2I-MnO22H==I2H2OMn2思考與交流：如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？閱讀教材P91頁資料卡片——海水提溴。1、推測(cè)海水提溴的步驟和實(shí)驗(yàn)裝置；2、寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。濃縮海水溴單質(zhì)氫溴酸單質(zhì)溴通入Cl2①通入空氣，SO2吸收②通入Cl2③富集溴海水資源的分散性：海水因?yàn)榱刻蟆⒚嫣珡V，大多數(shù)元素盡管總量很