第一节 开发利用金属矿物和海水资源(人教版)必修二

1、Page 1铁磁矿铁磁矿(Fe3O4）褐铁矿褐铁矿 Fe(OH)3 黄铁矿（黄铁矿（FeS2 ）高炉炼铁高炉炼铁导入新课导入新课Page 2拖网获取锰结核矿拖网获取锰结核矿机械化收盐机械化收盐在海洋中存在着多种元素在海洋中存在着多种元素Page 31.金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用2.海水资源的开发利用海水资源的开发利用第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源Page 41. 1.了解金属原色在自然界的存在形态；了解金属原色在自然界的存在形态；2. 2.掌握金属冶炼的原理和方法；掌握金属冶炼的原理和方法；3. 3.了解海水资源开发和利用的前景及化了解海水资源开发

2、和利用的前景及化 学在其中可以发挥的作用。学在其中可以发挥的作用。知识与能力知识与能力 体会化学在自然资源开发和利用中的意体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。系，树立资源保护意识及合理开发意识。教学目标教学目标情感、态度与价值观情感、态度与价值观Page 5 体会化学在自然资源开发和利用中体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。开发意识。情感、态度与价

3、值观情感、态度与价值观Page 6化学方法在金属冶炼中的应用；化学方法在金属冶炼中的应用；海水提碘海水提溴的原理。海水提碘海水提溴的原理。重点重点难点难点海水提碘、海水提溴原理。海水提碘、海水提溴原理。教学重难点教学重难点Page 71.1 金属冶炼的涵义（本质）金属冶炼的涵义（本质） 绝大多数金属以化合态形式存在，将绝大多数金属以化合态形式存在，将金属从其化合物中还原出来用于生产和制金属从其化合物中还原出来用于生产和制造金属材料的过程，即金属冶炼。造金属材料的过程，即金属冶炼。Mn+ +ne-=M1.金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用Page 8视频：炼铁技术视频：炼铁技术Page 91.

4、2 金属冶炼的步骤金属冶炼的步骤矿石的富集（除去杂质）矿石的富集（除去杂质）冶炼（一定条件下，把矿石中的金属冶炼（一定条件下，把矿石中的金属离子还原成金属单质）离子还原成金属单质）精炼（采用一定的方法提炼纯金属）精炼（采用一定的方法提炼纯金属）Page 101.3 金属冶炼的方法金属冶炼的方法 根据金属离子得电子能力的不同（活泼根据金属离子得电子能力的不同（活泼性不同）采用不同的冶炼方法。性不同）采用不同的冶炼方法。金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱Page 111.3

5、.1 热分解法（适合一些不活泼金属）热分解法（适合一些不活泼金属）2HgO = 2Hg + O2 加热加热2Ag2O = 4Ag + O2 加热加热Page 121.3.2 电解法（适合一些非常活泼金属）电解法（适合一些非常活泼金属） MgCl2 (熔融熔融) = Mg + Cl2 电解电解 2Al2O3 (熔融熔融) = 4Al + 3O2 电解电解冰晶石冰晶石 2NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2 电解电解Page 131.3.3 热还原法（适合大部分金属）热还原法（适合大部分金属）CuO+H2 = Cu + H2O高温高温Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高温高温

6、其实，一些活泼金属也可作还原剂，其实，一些活泼金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其金属化合物中置将相对不活泼的金属从其金属化合物中置换出来。比如铝热反应换出来。比如铝热反应Page 14注意观察现象哦！注意观察现象哦！铝热反应铝热反应Page 15视频：铝热反应视频：铝热反应Page 16实验现象：实验现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高温高温1、镁条的作用是什么？、镁条的作用是什么？2

7、、氯酸钾的作用是什么、氯酸钾的作用是什么？铝热剂铝热剂问题：问题： 镁条用于引发氯酸钾分解；氯酸镁条用于引发氯酸钾分解；氯酸钾和镁条共同引发铝热反应钾和镁条共同引发铝热反应。Page 173MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温高温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 Page 18铝热反应应用于铝热反应应用于焊接钢轨、冶炼钒、铬、锰等。焊接钢轨、冶炼钒、铬、锰等。铝热反应的应用铝热反应的应用Page 19金属的活动顺序金属的活动顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb C

8、uHg Ag 金属原子失电子能力金属原子失电子能力强强 弱弱金属离子得电子能力金属离子得电子能力弱弱 强强主要冶炼方法主要冶炼方法电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法小结小结:Page 201.4 合理开发和利用的主要途径：合理开发和利用的主要途径：1. 提高金属矿物的利用率提高金属矿物的利用率2. 减少金属的使用量减少金属的使用量3. 加强金属资源的回收和再利用加强金属资源的回收和再利用4. 使用其他材料代替金属材料使用其他材料代替金属材料Page 212.1 海水水资源的利用海水水资源的利用直接利用海水进行循环冷却和海水淡化等。直接利用海水进行循环冷却和海水淡化等。海水淡化的方法主

9、要有：海水淡化的方法主要有：蒸馏法、电渗析蒸馏法、电渗析法、离子交换法等法、离子交换法等。2.海水资源的开发利用海水资源的开发利用Page 22蒸馏法蒸馏法Page 23视频：海水蒸馏视频：海水蒸馏Page 24电渗析法电渗析法Page 25离子交换法离子交换法Page 262.2 海水化学资源的开发利用海水化学资源的开发利用 海水中含有氢、氧、氯、钠、镁、硫、海水中含有氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等钙、钾等80多种元素，被誉为多种元素，被誉为“元素的故元素的故乡乡”。 从海水中可获得除氯化钠外，还有烧从海水中可获得除氯化钠外，还有烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸和漂白粉等化碱、纯碱、钠、氯气、盐

10、酸和漂白粉等化工产品。工产品。Page 27产品简图产品简图Page 282.2.1 制食盐制食盐 海水直接晒可得食盐，然后再加工可海水直接晒可得食盐，然后再加工可得精盐。得精盐。长芦盐场长芦盐场Page 292.2.2制烧碱制烧碱2NaCl + 2H2O = H2 +Cl2 + 2NaOH电解电解2.2.3制金属钠制金属钠2NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2 电解电解2.2.4制纯碱制纯碱2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O Page 302.2.5制漂白粉制漂白粉2Cl2+2Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O2.2.6制金属镁制金属镁海水

11、蒸发海水蒸发后母液后母液Mg(OH)2盐酸盐酸,浓缩浓缩MgCl2 6H2O MgCl2脱水脱水电解电解Mg石灰乳石灰乳 CaO贝壳贝壳水水煅烧煅烧Page 312.2.7海水提碘海水提碘2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O实验方法：实验方法：1.将干海带剪碎、灼烧成灰烬；将干海带剪碎、灼烧成灰烬；2.将海带灰移至烧杯，加适量蒸馏水、搅拌、将海带灰移至烧杯，加适量蒸馏水、搅拌、 煮沸，过滤；煮沸，过滤；3.向滤液中加入几滴稀硫酸，再加入约向滤液中加入几滴稀硫酸，再加入约1mL H2O2(30%)；原理：原理：Page 32视频：海带中碘元素的测验视频：海带中碘元素的测验Pa

12、ge 332.2.8 海水提溴海水提溴实验方法：1.用硫酸将浓缩的海水酸化；用硫酸将浓缩的海水酸化；2.将其中通入适量氯气，使溴离子转化为溴单质；将其中通入适量氯气，使溴离子转化为溴单质；3.将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内；将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内；原理：4.向向 吸收塔中通入适量氯气；吸收塔中通入适量氯气；5.用四氯化碳萃取用四氯化碳萃取 吸收塔溶液中的溴。吸收塔溶液中的溴。Br2+2H2O+SO2=H2SO4+2HBr2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl2HBr+Cl2=Br2+2HClPage 341.常见金属冶炼方法常见金属冶炼方法2.海水淡化的主要方法海水淡化

13、的主要方法3.从海水中提取碘和溴的原理从海水中提取碘和溴的原理蒸馏法、电渗析法和离子交换法蒸馏法、电渗析法和离子交换法课堂小结课堂小结电解法：电解法：K Ca Na Mg Al热还原法：热还原法：Zn Fe Sn Pb (H) Cu热分解法热分解法：Hg Ag物理提取法物理提取法：Pt AuPage 35高考链接高考链接1（2004年全国高考）粉末状试样年全国高考）粉末状试样A是由等物质的是由等物质的量的量的MgO和和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：组成的混合物。进行如下实验：取适量取适量A进行铝热反应，产物中有单质进行铝热反应，产物中有单质B生成；生成；另取另取20g A全部溶于全部溶

14、于0.15 L 6.0molL-1盐酸中，盐酸中，得溶液得溶液C；将中得到的单质将中得到的单质B和溶液和溶液C反应，放出反应，放出1.12L(标况标况)气体，同时生成溶液气体，同时生成溶液D，还残留有固体，还残留有固体物质物质B；用用KSCN溶液检验时，溶液溶液检验时，溶液D不变色；不变色；Page 36请填空：请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是中引发铝热反应的实验操作是 。 产物中的单质产物中的单质B是是 。(2)中所发生反应的反应的化学方程式是中所发生反应的反应的化学方程式是 。(3)中所发生的各反应的离子方程式是中所发生的各反应的离子方程式是 。(4)若溶液若溶液D的体积仍视为的体

15、积仍视为0.15 L，则该溶液中，则该溶液中c （Mg2）为）为 ，c（Fe2）为）为 。Page 37（1）加少量）加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；，插上镁条并将其点燃；Fe（2）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O， MgO+2HCl=MgCl2+H2O（3）Fe+2H=Fe2+H2；Fe+2Fe3=3Fe2（4）0.67 molL-1；2.3 molL-1答案：答案：Page 38解析：解析：MgO不能与铝发生置换反应，所以发生的反不能与铝发生置换反应，所以发生的反应是应是Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3中发生的反应是中发生的反应是Fe2O3+6HCl=2FeCl3+

16、3H2O， MgO+2HCl=MgCl2+H2O中发生的反应是中发生的反应是Fe+2FeCl3=3FeCl2， Fe+2HCl=FeCl2+H2中加入中加入KSCN溶液不变色，说明溶液不变色，说明Fe3+完全被还原为完全被还原为 Fe2，溶液，溶液D为为MgCl2、FeCl2的混合液。根据题的混合液。根据题 意假设意假设20g A中中MgO和和Fe2O3的物质的量均为的物质的量均为x， 则则 ：40gmol-1 x+160 gmol-1 x=20g，解得，解得 x=0.1mol。溶液中。溶液中Mg2的物质的量等于的物质的量等于MgO的物的物 质的量，质的量，c（Mg2）= =0.67 molL

17、-1 Lmol15. 01 . 0Page 39所以所以c（Fe2）= =2.3molLmol15. 035. 0221 . 09 . 0molmol反应后原加入的盐酸中的反应后原加入的盐酸中的Cl-全部转移到全部转移到FeCl2和和MgCl2中，中，Cl-守恒，所以溶液守恒，所以溶液D中中n（Cl-）=n（Mg2）2+n（Fe2+）2 = 6.0molL-10.15 L =0.9moln（Fe2）= =0.35molL-1Page 402（07宁夏卷）冶炼金属一般有下列四种方法：宁夏卷）冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；焦炭法；水煤气（或氢气，或一氧化碳）法

18、；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（上均有应用。古代有（）火烧孔雀石炼铜；）火烧孔雀石炼铜；（）湿法炼铜；现代有（）湿法炼铜；现代有（）铝热法炼铬；）铝热法炼铬；（）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是（析不正确的是（ ）A.（）用）用 B.（）用）用 C.（）用）用 D.（）用）用BPage 41对于（对于（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）发生的反应分别是）发生的反应分别是 ( ) Cu(OH)2CO2 = 2CuO+CO2+H2O C+2CuO = 2Cu+CO2 ，符合，

19、符合 （）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，适合于，适合于 （）2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr，适合于，适合于 ( )先从光卤石中提取先从光卤石中提取MgCl2 ，再电解，再电解MgCl2 ， MgCl2 = Mg+Cl2 ，符合。，符合。解析：解析：Page 423(00广东卷广东卷)某化学课外小组用海带为原料制取某化学课外小组用海带为原料制取了少量的碘水。现有了少量的碘水。现有CCl4从碘水中萃取碘并用从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离出两种溶液。其实验操作可分解分液漏斗分离出两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：为如下几步：(A)把盛有溶液的分液漏斗放在把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台

20、的铁圈中；铁架台的铁圈中；(B)把把50mL碘水和碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；(C)检验分液漏斗活塞上的玻璃塞是否漏液；检验分液漏斗活塞上的玻璃塞是否漏液；(D)倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；(E)旋开旋开活塞，用烧杯接收溶液；活塞，用烧杯接收溶液；(F)从分液漏斗的上从分液漏斗的上口倒出上层水溶液；口倒出上层水溶液；(G)将漏斗上口的玻璃塞将漏斗上口的玻璃塞打开，使凹槽对准小孔；打开，使凹槽对准小孔；(H)静置，分层。静置，分层。Pa

21、ge 43(1)正确的操作顺序是：正确的操作顺序是： _(A)(G)_(E)(F)(2)上述上述(E)步骤的操作应注意：步骤的操作应注意：_。 上述上述(G)步骤操作的目的是步骤操作的目的是_。(3)能用能用CCl4萃取碘的原因是萃取碘的原因是_。(4)下列物质，不能用作从溴水中萃取溴的溶剂是下列物质，不能用作从溴水中萃取溴的溶剂是_。 A. 苯苯 B.四氯化碳四氯化碳 C.酒精酒精 D.碘化钾碘化钾Page 44(C)(B)(D)(A)(G)(H)(E)(F) 使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，及时关闭活使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，及时关闭活塞，不让上层液体流出使漏斗内外空气相通，塞，不让上层液体

22、流出使漏斗内外空气相通，以保证进行以保证进行E操作时漏斗里液体能顺利流出操作时漏斗里液体能顺利流出CCl4与水互不相溶，而且碘在与水互不相溶，而且碘在CCl4中的溶解中的溶解度比在水中的大得多。度比在水中的大得多。苯及四氯化碳都是典型的有机溶剂，都能溶苯及四氯化碳都是典型的有机溶剂，都能溶解溴，且都不溶于水，因而都可做溴的萃取剂解溴，且都不溶于水，因而都可做溴的萃取剂，而酒精、碘化钾都溶于水，不能与水分层，而酒精、碘化钾都溶于水，不能与水分层，所以不能做溴水的萃取剂，选所以不能做溴水的萃取剂，选(C)、(D)。 解答：解答：Page 451. 下列各种冶炼方法中，可以制得相应金下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（属的是（ ）A.加热氧化铝加热氧化铝 B.加热碳酸钙加热碳酸钙C.电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠 D.氯化钠与铝粉高温共热氯化钠与铝粉高温共热C课堂练习课堂练习Page 462. 根据金属在金属活动顺序表中的位置及性根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：质，推测制取下列金属最适宜的方法：Na Zn ；Hg Au 。电解法电解法加热分解法加热分解法加热还