【化学】411《开发利用金属矿物和海水资源》课件(新人教版必修2)

1、第四章 化学与可持续发展第一节 开发利用金属矿物和海水资源 第四章 化学与可持续发展第一节 开发利用金属矿物和海水资源 一、金属矿物的开发利用黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿 一、金属矿物的开发利用黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿“金属的冶炼”的实质是什么？ 冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。“金属的冶炼”的实质是什么？ 冶炼金属的实质是用还原的方法 金属冶炼的步骤：富集冶炼精炼 金属冶炼的步骤：富集金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg

2、 Ag Pt Au金属活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强金属的冶炼方法：金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn 冶炼金属的方法 要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法冶炼金属的方法要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法1、热分解法（适合一些不活泼金属: C u后面的金属）2HgO = 2Hg + O2 加热2Ag2O = 4Ag + O2 加热冶炼金属的几种方法1、热分解法（适合一些不活泼金属:2HgO = 2Hg2、热还原法（适用于大部分金属: Al后面的金属到Cu）CuO+H2 = Cu + H2O高温Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2

3、 高温2、热还原法（适用于大部分金属:CuO+H2 = Cu 铝热反应实验41 注意观察现象铝热反应注意观察现象反应现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高温铝热剂 铝是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金属也可作还原剂。反应现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高温其它铝热反应 3MnO

4、2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温Cr2铝热反应的应用 铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等铝热反应的应用3、电解法:（适合一些非常活泼金属Al及其Al前面的金属） MgCl2 (熔融) = Mg + Cl2 电解2Al2O3 (熔融) = 4Al + 3O2 电解冰晶石2NaCl (熔融) = 2Na + Cl2 电解3、电解法:（适合一些非常活泼金属MgCl2 (熔融) =K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag电解法热还原法热分解法物理提取法Pt AuK Ca

5、Na Mg Al 电解法热还原法热分解法金银人类最早发现和应用的金属分别是：铜金银人类最早发现和应用的金属分别是：铜 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。 然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成 分是Al2O3，当然还是有很多其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。Al 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵， 今天铝的产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成为现代文明不可缺少的金属，铝在工业上被称为“钢精”

6、，是因为它的合金不但轻，而且强度足以替代钢铁，铝除了用于建材之外，还被用于航天工业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全部用铝合金制成，美国的阿波罗11号，宇宙飞船所用的金属材料中，铝及合金75%左右，可以说人类送上太空的金属中，铝是最多的了。注意：正常人的人体，每70公斤体重约含61毫克铝。 但铝摄入过多却是对人体有害的，经研究表明，铝元素能渗入人脑，与神经元细胞释放出来的具有传递信息功能的有机碱反应，导致神经系统传递信息受阻，引起老年痴呆。 今天铝的产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成为现代文1、不同的金属，冶炼方法不同n +M得电子M（被还原）因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不

7、同。2、金属活动 性顺序金属的冶炼金属活动顺序金属失电子能力 金属离子的得电子主要冶炼方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、Pt、Au强弱弱强电解法热还原法热分解法1、不同的金属，冶炼方法不同n +M得电子M（被还原）因为金合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量3、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 合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（ ）A、加热氧化铝 B、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热2、根据

8、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：Na Zn Hg Au C电解法加热还原法加热分解法物理提取法练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得C电解法加热还原法加热分海水资源的开发利用海水资源的开发利用 从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中是“历史留给人类的资源储备”海洋是美丽的， 也是富饶的 从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”1.海水水资源的利用：海水的淡化 （1）使海水淡化的途径 通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。 （2）海水淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等

9、。 其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。1.海水水资源的利用：海水的淡化 （1）使海水淡化的途径 海水蒸馏原理示意图： 海水蒸馏原理示意图： 太阳能蒸发海水示意图： 太阳能蒸发海水示意图： 含80多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为“元素的故乡”。海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年海水中的化学资源含80多种元素，以氢、氧、海水中铀多达45亿吨海水中的化学资海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源2.海水化学资源的开发利用 海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠除食用

10、外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。 从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。 例如，铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。2.海水化学资源的开发利用 海水综合利用的重要方煮海为盐从海水中提取NaCl煮为从海水中提取NaCl海水提溴：主要方法是空气吹出法主要流程海水浓缩酸化浓缩海水Br-通入氯气海水Cl-Br2通入空气水蒸气(吹入)吸收塔SO2反应后富集溴HBr、SO42通入Cl2Cl-Br2分离溴单质化学方程式：2NaBr Cl2 = Br2