高中化学必修2-第四章《开发利用金属矿物和海水资源》课件

第四章、化学与自然资源的开发利用1、开发利用金属矿物和海水资源

1第四章、化学与自然资源的开发利用1一、金属矿物的开发利用含三价铁的红色石英自然界中存在着丰富的矿产资源

锰铁矿2贵州省道真中学高一年级课题组一、金属矿物的开发利用含三价铁的红色石英自然界中存在着丰富的蓝铜矿赤铁矿3贵州省道真中学高一年级课题组蓝铜矿赤铁矿3贵州省道真中学高一年级课题组1、金属在自然界的存在形式：

除金、铂等少数金属外，绝大多数的金属元素以化合物的形式存在于自然界。

4贵州省道真中学高一年级课题组1、金属在自然界的存在形式：除金、铂等少数

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，这一过程在工业上叫做金属的冶炼。

Mn++ne-=M5贵州省道真中学高一年级课题组将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造2、金属的冶炼方法（1）加热分解法（适合一些不活泼金属）2HgO=2Hg+O2↑2Ag2O=4Ag+O2↑根据金属活泼性的不同，不同的金属采用不同的冶炼方法。6贵州省道真中学高一年级课题组2、金属的冶炼方法（1）加热分解法（适合一些不活泼金属）2H（2）电解法（适合一些非常活泼金属）

MgCl2(熔融)=Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑电解7贵州省道真中学高一年级课题组（2）电解法（适合一些非常活泼金属）MgCl2（3）热还原法（适合大部分金属）CuO+H2=Cu+H2O高温

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2↑高温WO3+3H2

=W+3H2O高温常用的还原剂：C、CO、H2、活泼金属（如：Na、Al）8贵州省道真中学高一年级课题组（3）热还原法（适合大部分金属）CuO+H2=Cu其他冶炼金属的方法高温Cu2S+O2=2Cu+SO2（火法炼铜）

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(湿法炼铜）9贵州省道真中学高一年级课题组其他冶炼金属的方法高温

KCaNaMgAlZZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分物理提解法取法

金属的冶炼方法总结10贵州省道真中学高一年级课题组

金属的冶炼方法总结10贵州省道真中学高一年级课题组实验4－1

3、铝热反应注意观察现象11贵州省道真中学高一年级课题组实验4－13、铝热反应注意观察现象11贵州省道反应现象：1、镁条剧烈燃烧，发白光，放出大量的热，2、纸漏斗被烧穿，有熔融物掉入沙中。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？铝热剂问题：与氧气反应放出大量的热，为铝热反应提供热量。受热分解产生氧气，使镁条继续燃烧提供热量。12贵州省道真中学高一年级课题组反应现象：1、镁条剧烈燃烧，发白光，放出铝热反应的应用

用于焊接钢轨，冶炼钒、铬、锰等13贵州省道真中学高一年级课题组铝热反应的应用

3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温3V2O5+10Al=6V+5Al2O3高温14贵州省道真中学高一年级课题组3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温Cr2（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4、合理开发和利用矿物资源的主要途径15贵州省道真中学高一年级课题组（1）提高金属矿物的利用率（2）减少金属的使用量（3）加强金练习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：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C电解法热还原法热分解法物理提取法16贵州省道真中学高一年级课题组练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得C电解法热还原法热分解法3、下图表示人类使用不同金属的大致年代。

这个先后顺序跟下列有关的是（）①地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序③金属的导电性；④金属冶炼的难易程度；⑤金属的延展性；A、①③B、②⑤

C、③⑤

D、②④D17贵州省道真中学高一年级课题组3、下图表示人类使用不同金属的大致年代。这个先后顺序跟

4、用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是（）D

A．MnO2

B．WO3

C．Cr2O3

D．Fe3O4 DA．MnO25、用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜在高温下反应，使氧化铜中的铜全部还原出来，至少消耗氢气、碳、一氧化碳的质量之比为（）A、1：1：1B、1：3：14C、1：6：14D、2：1：2B5、用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜在高温下反应，使A6、下列金属冶炼原理类似于铝热反应的是(）A．3Mg＋Cr2O3

=B．CO＋CuO

Cu＋CO2

C．KCl＋Na(熔融)=NaCl＋K↑ D．Zn＋FeSO4=Fe＋ZnSO4

3MgO＋2Cr

高温20A6、下列金属冶炼原理类似于 C．KCl＋Na(熔融)=Na7、下列各组物质可以选用铝热

反应进行冶炼的是(）A．NaCl、FeO、Cr2O3B

B．Fe2O3、MnO2、Cr2O3 C．Fe3O4、MnO2、KMnO4 D．HgO、MnO2、MgO

217、下列各组物质可以选用铝热A．NaCl、FeO、Cr2O3开发利用金属矿物和海水资源第2课时22贵州省道真中学高一年级课题组开发利用金属矿物和海水资源第2课时22贵州省道真中学高一年级a、海洋生物资源海洋资源23贵州省道真中学高一年级课题组a、海洋生物资源海洋资源23贵州省道真中学高一年级课题组b、海洋中的矿产资源24贵州省道真中学高一年级课题组b、海洋中的矿产资源24贵州省道真中学高一年级课题组含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c、海水中的化学资源25贵州省道真中学高一年级课题组含80多种元素，以氢、氧、海水中铀多达45亿吨c、海水中的化1、海水资源的广泛性：海洋约占地球表面积71%海洋中的资源：动物:（鱼类、海狮、海马、贝类………植物:（海草、海带…………矿物:（各种盐、NaCl、MgCl2……….

海底金属结核矿、石油水:（水资源及各种溶解的盐类26贵州省道真中学高一年级课题组1、海水资源的广泛性：海洋约占地球表面积71%26贵州省道真2、海水资源的利用：

主要有：1.海水中水资源的利用海水的淡化（咸水淡水）2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）27贵州省道真中学高一年级课题组2、海水资源的利用：主要有：27贵州省道真中学高一年海水的淡化：（1）海水淡化的途径:

从海水中提取淡水从海水中分离出盐（2）海水淡化的方法:

蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）电渗析法（成本低，但未能大量生产）离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）28贵州省道真中学高一年级课题组海水的淡化：（1）海水淡化的途径:28贵州省道真中学高一年级蒸馏法所用的装置及原理原理：加热到水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。注意：图4-3海水蒸馏原理示意图进冷却水出29贵州省道真中学高一年级课题组蒸馏法所用的装置及原理原理：加热到水的沸点，太阳能蒸发原理示意图30贵州省道真中学高一年级课题组太阳能蒸发原理示意图30贵州省道真中学高一年级课题组用高分子分离膜淡化海水31贵州省道真中学高一年级课题组用高分子分离膜淡化海水31贵州省道真中学高一年级课题组利用海水进行循环冷却天津碱厂海水循环冷却装置32贵州省道真中学高一年级课题组利用海水进行循环冷却天津碱厂海水循环冷却装置32贵州省道真中海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素超过总量的99％，其他为微量元素，总计含有80多种元素。33贵州省道真中学高一年级课题组海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，H、O、C3、海水的综合利用（1）海水制盐——生产NaCl（2）NaCl的水溶液制NaOH（3）制金属Na（4）制Na2CO3

2NaCl+2H2O电解

H2+Cl2+2NaOH2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

2NaCl（熔融）电解

2Na+Cl234贵州省道真中学高一年级课题组3、海水的综合利用（1）海水制盐——生产NaCl2NaCl煮海为盐35贵州省道真中学高一年级课题组煮为35贵州省道真中学高一年级课题组海水晒盐36贵州省道真中学高一年级课题组海水晒盐36贵州省道真中学高一年级课题组海水浓缩过滤HCl溶液，适量蒸发结晶NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液过量食盐的提取37贵州省道真中学高一年级课题组海水浓缩过滤HCl溶液，适量蒸发结晶NaOH溶液、BaCl从海水中制金属镁海水蒸发

Mg(OH)2盐酸、浓缩

MgCl2•6H2O

脱水

MgCl2

电解

Mg石灰乳水CaO煅烧贝壳粗盐38贵州省道真中学高一年级课题组从海水中制金属镁海水蒸发Mg(OH)2盐酸、浓缩MgC海水提溴将Br－转变为Br2是海水提溴中关键的化学反应。海水提溴是从海水中提取元素溴的技术。溴及其衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要原料，需求量很大。国外从1934年开始海水提溴试验和开发，目前日本、法国、阿根廷和加拿大等国家和地区已建有海水提溴工厂，年产量基本保持在36万吨的水平。中国从1966年开始海水提溴，至今仍处于小型试生产的规模。39贵州省道真中学高一年级课题组海水提溴将Br－转变为Br2是海水提溴中关键的化学反应。海水

从海水中提取溴(阅读资料卡片，写出有关的化学方程式)

2NaBr

+Cl2=2NaCl

+Br2

Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO42HBr+Cl2

=2HCl+Br240贵州省道真中学高一年级课题组从海水中提取溴40贵州省道真中学高一年级课题组海水淡化厂兼电厂41贵州省道真中学高一年级课题组海水淡化厂兼电厂41贵州省道真中学高一年级课题组海水综合利用联合工业体系一例42贵州省道真中学高一年级课题组海水综合利用联合工业体系一例42贵州省道真中学高一年级课题组赤潮现象厦门近海43贵州省道真中学高一年级课题组赤潮现象厦门近海43贵州省道真中学高一年级课题赤潮定义:在一定的条件下,海域中的某些生物在短时间内大量繁殖或聚集的现象,常使海水变红色或褐色.危害:污染环境,对海洋养殖业构成极大的威胁.44贵州省道真中学高一年级课题组赤潮定义:44贵州省道真中学高一年级课题组合理利用海洋资源保护海洋，不进行近海石油开采。建立可持续的海洋渔业。保护海洋生态系统。把污水处理后再排入海洋,合理捕捞,严格防止石油外泄.45贵州省道真中学高一年级课题组合理利用海洋资源保护海洋，不进行近海石油开采。45贵州省道真一位遇上海难的水手,随着木排在海上漂流.他用完了淡水,感到异常的口渴,但是他不喝海水,因为他知道海水会致命,原因()A.海水有苦涩味,根本喝不下去.B.海水中含有多种盐,能使肠胃溃烂导致人死亡.C.海水中有多种微生物,有些微生物可以使人死亡.D.海水会造成水分从血液和组织内脱离出来,进入肠胃中,使人脱水死亡.D46贵州省道真中学高一年级课题组一位遇上海难的水手,随着木排在海上漂流.他用完了淡水第四章、化学与自然资源的开发利用1、开发利用金属矿物和海水资源

47第四章、化学与自然资源的开发利用1一、金属矿物的开发利用含三价铁的红色石英自然界中存在着丰富的矿产资源

锰铁矿48贵州省道真中学高一年级课题组一、金属矿物的开发利用含三价铁的红色石英自然界中存在着丰富的蓝铜矿赤铁矿49贵州省道真中学高一年级课题组蓝铜矿赤铁矿3贵州省道真中学高一年级课题组1、金属在自然界的存在形式：

除金、铂等少数金属外，绝大多数的金属元素以化合物的形式存在于自然界。

50贵州省道真中学高一年级课题组1、金属在自然界的存在形式：除金、铂等少数

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，这一过程在工业上叫做金属的冶炼。

Mn++ne-=M51贵州省道真中学高一年级课题组将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造2、金属的冶炼方法（1）加热分解法（适合一些不活泼金属）2HgO=2Hg+O2↑2Ag2O=4Ag+O2↑根据金属活泼性的不同，不同的金属采用不同的冶炼方法。52贵州省道真中学高一年级课题组2、金属的冶炼方法（1）加热分解法（适合一些不活泼金属）2H（2）电解法（适合一些非常活泼金属）

MgCl2(熔融)=Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑电解53贵州省道真中学高一年级课题组（2）电解法（适合一些非常活泼金属）MgCl2（3）热还原法（适合大部分金属）CuO+H2=Cu+H2O高温

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2↑高温WO3+3H2

=W+3H2O高温常用的还原剂：C、CO、H2、活泼金属（如：Na、Al）54贵州省道真中学高一年级课题组（3）热还原法（适合大部分金属）CuO+H2=Cu其他冶炼金属的方法高温Cu2S+O2=2Cu+SO2（火法炼铜）

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(湿法炼铜）55贵州省道真中学高一年级课题组其他冶炼金属的方法高温

KCaNaMgAlZZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分物理提解法取法

金属的冶炼方法总结56贵州省道真中学高一年级课题组

金属的冶炼方法总结10贵州省道真中学高一年级课题组实验4－1

3、铝热反应注意观察现象57贵州省道真中学高一年级课题组实验4－13、铝热反应注意观察现象11贵州省道反应现象：1、镁条剧烈燃烧，发白光，放出大量的热，2、纸漏斗被烧穿，有熔融物掉入沙中。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？铝热剂问题：与氧气反应放出大量的热，为铝热反应提供热量。受热分解产生氧气，使镁条继续燃烧提供热量。58贵州省道真中学高一年级课题组反应现象：1、镁条剧烈燃烧，发白光，放出铝热反应的应用

用于焊接钢轨，冶炼钒、铬、锰等59贵州省道真中学高一年级课题组铝热反应的应用

3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温3V2O5+10Al=6V+5Al2O3高温60贵州省道真中学高一年级课题组3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温Cr2（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4、合理开发和利用矿物资源的主要途径61贵州省道真中学高一年级课题组（1）提高金属矿物的利用率（2）减少金属的使用量（3）加强金练习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：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C电解法热还原法热分解法物理提取法62贵州省道真中学高一年级课题组练习1、下列各种冶炼方法中，可以制得C电解法热还原法热分解法3、下图表示人类使用不同金属的大致年代。

这个先后顺序跟下列有关的是（）①地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序③金属的导电性；④金属冶炼的难易程度；⑤金属的延展性；A、①③B、②⑤

C、③⑤

D、②④D63贵州省道真中学高一年级课题组3、下图表示人类使用不同金属的大致年代。这个先后顺序跟

4、用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是（）D

A．MnO2

B．WO3

C．Cr2O3

D．Fe3O4 DA．MnO25、用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜在高温下反应，使氧化铜中的铜全部还原出来，至少消耗氢气、碳、一氧化碳的质量之比为（）A、1：1：1B、1：3：14C、1：6：14D、2：1：2B5、用氢气、碳、一氧化碳分别与等质量的氧化铜在高温下反应，使A6、下列金属冶炼原理类似于铝热反应的是(）A．3Mg＋Cr2O3

=B．CO＋CuO

Cu＋CO2

C．KCl＋Na(熔融)=NaCl＋K↑ D．Zn＋FeSO4=Fe＋ZnSO4

3MgO＋2Cr

高温66A6、下列金属冶炼原理类似于 C．KCl＋Na(熔融)=Na7、下列各组物质可以选用铝热

反应进行冶炼的是(）A．NaCl、FeO、Cr2O3B

B．Fe2O3、MnO2、Cr2O3 C．Fe3O4、MnO2、KMnO4 D．HgO、MnO2、MgO

677、下列各组物质可以选用铝热A．NaCl、FeO、Cr2O3开发利用金属矿物和海水资源第2课时68贵州省道真中学高一年级课题组开发利用金属矿物和海水资源第2课时22贵州省道真中学高一年级a、海洋生物资源海洋资源69贵州省道真中学高一年级课题组a、海洋生物资源海洋资源23贵州省道真中学高一年级课题组b、海洋中的矿产资源70贵州省道真中学高一年级课题组b、海洋中的矿产资源24贵州省道真中学高一年级课题组含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c、海水中的化学资源71贵州省道真中学高一年级课题组含80多种元素，以氢、氧、海水中铀多达45亿吨c、海水中的化1、海水资源的广泛性：海洋约占地球表面积71%海洋中的资源：动物:（鱼类、海狮、海马、贝类………植物:（海草、海带…………矿物:（各种盐、NaCl、MgCl2……….

海底金属结核矿、石油水:（水资源及各种溶解的盐类72贵州省道真中学高一年级课题组1、海水资源的广泛性：海洋约占地球表面积71%26贵州省道真2、海水资源的利用：

主要有：1.海水中水资源的利用海水的淡化（咸水淡水）2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）73贵州省道真中学高一年级课题组2、海水资源的利用：主要有：27贵州省道真中学高一年海水的淡化：（1）海水淡化的途径:

从海水中提取淡水从海水中分离出盐（2）海水淡化的方法:

蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）电渗析法（成本低，但未能大量生产）离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）74贵州省道真中学高一年级课题组海水的淡化：（1）海水淡化的途径:28贵州省道真中学高一年级蒸馏法所用的装置及原理原理：加热到水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。注意：图4-3海水蒸馏原理示意图进冷却水出75贵州省道真中学高一年级课题组蒸馏法所用的装置及原理原理：加热到水的沸点，太阳能蒸发原理示意图76贵州省道真中学高一年级课题组太阳能蒸发原理示意图30贵州省道真中学高一年级课题组用高分子分离膜淡化海水77贵州省道真中学高一年级课题组用高分子分离膜淡化海水31贵州省道真中学高一年级课题组利用海水进行循环冷却天津碱厂海水循环冷却装置78贵州省道真中学高一年级课题组利用海水进行循环冷却天津碱厂海水循环冷却装置32贵州省道真中海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素超过总量的99％，其他为微量元素，总计含有80多种元素。79贵州省道真中学高一年级课题组海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，H、O、C3、海水的综合利用（1）海水制盐——生产NaCl（2）NaCl的水溶液制NaOH（3）制金属Na（4）制Na2CO3

2NaCl+2H2O电解

H2+Cl2+2NaOH2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

2NaCl（熔融）电解

2Na+Cl280贵州省道真中学高一年级课题组3、海水的综合利用（1）海水制盐——生产NaCl2NaCl煮海为盐81贵州省道真中学高一年级课题组煮为35贵州省道真中学高一年级课题组海水晒盐82贵州省道真中学高一年级课题组海水晒盐36贵州省道真中学高一年级课题组海水浓缩过滤HCl溶液，适量蒸发结晶NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液过量食盐的提取83贵州省道真中学高一年级课题组海