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学习目标了解化学方法在金属矿物开发〔主要是金属冶炼〕及海水资源开发中的作用。把握金属冶炼的一般原理根底及不同金属的冶炼方法。把握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。生疏到关心科学、争论科学和探究科学的精神。教学重难点：本节教学重点：把握金属冶炼的一般原理根底，了解适用于不同金属的冶炼方法。了解海水资源开发和利用。教学过程：【引言】1.28俗称“可燃冰”。“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每4681CH1HO86CH4 2 4分子，另外2个笼被游离的HO分子填充。则“可燃冰”的平均组成可表示为〔 〕2A.3CH·HO B.CH·3HO C.CH·6HO D.CH·8HO4 2 4 2 4 2 4 2解析：“可燃冰”是一种甲烷化合物，要推想“可燃冰”的平均组成，关键是要依据818466CH

分子、2HOCH分子与HO4 2 4 26∶〔46＋2〕＝1∶8。所以，正确答案是D。象“可燃冰”这样，由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有肯定构造和功能的聚拢体叫超分子。类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物为例，一起生疏和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。第一课时 金属矿物的开发和利用P80金属单质在自然界中的存在形式。一、金属的存在少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、铜、银；化存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。二、金属的冶炼金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中复原出来的生产过程。金属的活动性不同，可以承受不同的冶炼方法。总的说来，金属的性质越稳定，越简洁将其从化合物中复原出来。㈠金属冶炼的方法主要有：热分解法2HgO△2Hg+O↑22

4Ag+O↑2热复原法在金属活动性挨次表中处于中间位置的金属，通常是用复原剂COH2属等〕将金属从其化合物中复原出来，例如：FeO+3CO高温2Fe+CO23 2

高温W+3HO3ZnO+C

2 2Zn+CO↑MgO+C高温Mg(g)+CO(g)Fe+CuSO=FeSO+Cu4 4FeO+2Al高温2Fe+AlO〔铝热反响〕23 23【演示试验】课本P814-1物；铝粉要细〔200〕，最好用铝银粉〔商业名称〕；10cm〔过短热量不够，影响试验效果。现象：，镁条猛烈燃烧，并发出刺眼的光线。纸漏除去外层熔渣，可以觉察落下的是铁珠。结论：FeO+2Al高温2Fe+AlO〔铝热反响〕 铝热反响的特点：高温引燃剧23 23烈放热，表达氧化铝高熔点的性质。应用：①焊接钢轨②冶炼高熔点金属电解法合物的方法冶炼活泼金属，例如：4NaOH〔熔融〕MgCl〔熔融〕2

电解2Na+Cl2电解4Na+O+2HO2 2电解Mg+Cl2

电解4Al+3O↑23 2冰晶石如：2CuSO+2HO电解2Cu+2HSO+O4 2 2 4 2有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：CuS+O 高温2Cu+SO2 2 2结论：〔学生总结〕金属活动挨次表中不同金属冶炼方法的选择KKCaNaMgAlZnFeSnPb〔H〕CuHgAg电解法热复原法热分解法【思考】为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属使用的先后与金属冶炼的难易有关。三、金属提炼步骤：矿石的富集、除杂；〔2〕冶炼；〔3〕精炼。矿产资源是大自然赐予人类的贵重财宝，但并非取之不尽用之不竭，随着人们的开发利用，将会日渐削减，因此要加强金属资源的回收和再利用，节约矿产资源。我国幅员宽广，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家。我国矿产资源总值居133。因此，我们更应留意金属的回收和资源的保护。1]冶炼金属一般有以下四种方法：①焦炭法，②水煤气〔或H2

CO〕法，③活泼金属置换法，④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有〔Ⅰ〕火烧孔雀石法炼铜，〔Ⅱ〕湿法炼铜，现代有〔Ⅲ〕铝热法炼铬，〔Ⅳ〕从光卤石〔KCl•MgCl6HO〕中炼2 2镁，对它们的冶炼方法分析不正确的选项是〔〕A．〔Ⅰ〕用①B．〔Ⅱ〕用②C．〔Ⅲ〕用③D．〔Ⅳ〕用④解析：〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕〔Ⅲ〕〔Ⅳ〕发生的反响分别是：〔Ⅰ〕符合①〔Ⅱ〕 符合③〔Ⅲ〕 符合③〔Ⅳ〕先从光卤石中提取MgCl，再电解MgCl， 符合2 2④答案：B〔AlO〕生产铝的过程，可用简洁示意图表示如下〔图23中字母代表有关物质的分子式〕写出①～④反响的方程式。答案：①AlO+2NaOH====2NaAlO+HO23 2 2②2NaAlO+CO+3HO====2Al(OH)↓+NaCO2 2 2 3 2 3③NaCO+Ca(OH)====CaCO↓+2NaOH2 3 2 3④2Al(OH)AlO+3HO3 23 2【作业】课本P85其次课时海水资源的开发利用一、海水淡化海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×19亿吨，约占全球总水量的97％。海水取淡水或从海水中把盐分别出去，都可以到达淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。二、海水中的化学资源按含量计，水中的H、OCl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr1199%，80海洋有取之不尽的化学资源。海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上觉察的１００多种化学元素，在海水中已找到８０多种，其中７０多种可供提取。如，氯化钠〔即食盐〕有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，钾有５００万亿吨，溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨。海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。从海水中提取物质的方法⑴．从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。其中盐田法历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法，现在还在广泛承受。盐田法又叫滩晒法，盐田建在海滩边，借用海滩渐渐上升的坡度，开出一片片象扶梯一样的池子。利用涨潮或用风车和泵抽取海水到池内。海水流过几个池子，随着风吹日晒，水份不断蒸发，海水中的盐浓度愈来愈高，最终让浓盐水进入结晶池，连续蒸发，直到析出食盐晶体。我国是202380%。⑵．从海水中提取镁的主要工艺流程60%的镁从海水中提取。主要步骤如下：为了使MgCl转化为Mg〔OH〕，试剂①可以选用 ，要使MgCl完全2 2 2转化为沉淀，参加试剂①的量应 ，验证MgCl2

已完全转化为Mg〔OH〕2的方法是 。参加试剂①，能够分别得到Mg〔OH〕2

沉淀的方法是 选用 〔4〕无水MgCl2

在熔融状态下，通电后会产生MgCl2化学方程式 。答案.〔1〕过量NaOH取上层清液，滴入NaOH〔2〕过滤 〔3〕HCl 〔4〕MgCl2⑶．从海水中提取溴的主要工艺流程

Mg+Cl↑2①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl=Br+2NaCl2 2内以到达富集的目的：Br+SO+2HO=2HBr+HSO2 2 2 2 4④向吸取塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl=2HCl+Br2 2海带灼烧海带灼烧含碘元素的溶液试剂含碘单质的溶液海带灰残渣含碘单质的有机溶液⑷．从海带中提取碘的试验【演示试验】课本P834-2I的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2用HO2I-+HO+2H+=I+2HO22 22 2 2②提取流程③试验留意事项海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要留意通风。海水综合利用联合工业体系一例〔如以下图〕〔投影展现〕三、 海水资源的开发利用简述从海水中提取淡水——海水淡化海水制盐从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品从海水中猎取铀和重水作为核能开发的重要原料从海水中猎取其他物质和能量1]海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如以下图所示：假设在空气中加热MgCl·6HO，生成的是Mg(OH)ClMgO，写出相应反响的化学方2 2程式 。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在枯燥的HClMgCl·6HO2 2能得到无水MgCl2。Mg(OH)2

沉淀中混有的Ca(OH)2

应怎样除去？写出试验步骤。.试验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种状况下使用玻璃棒的目的；溶解时： 。过滤时： 。蒸发时： 。(4HCl2CH+O+4Cl=======2CO+8HCl(不考虑其他反响)。事实上，生产4 2 2HClHCl，简要说明理由。答案： △MgCl·6HO=Mg(OH)Cl+HCl↑+5H