开发利用金属矿物和海水资源课件-人教课标版

第一节开发利用金属矿物和海水资源

第1课时金属矿物的开发利用

第一节

绝大多数金属元素以什么形态

存在于自然界中？大多数金属元素：化合态,如Na、Fe极少数金属元素：游离态,如Au、Pt一、金属的冶炼方法1.金属的存在形态：绝大多数金属元素以什么形态

存在于自然界中？大多数金属元金属矿石黄铜矿CuFeS2菱镁矿MgCO3

萤石CaF2

金属矿石黄铜矿CuFeS2菱镁矿MgCO3萤石Ca开发利用金属矿物和海水资源课件-人教课标版开发利用金属矿物和海水资源课件-人教课标版现代—铝、铁合金等多样化的材料自行车不锈钢器具不锈钢器具金条首饰现代—铝、铁合金等多样化的材料自行车不锈钢器具不锈钢器具金条2.你知道从金属矿物中冶炼金属,一般要经过哪些步骤?矿石富集金属冶炼金属精炼金属冶炼的步骤:3.金属冶炼的实质是什么？2.你知道从金属矿物中冶炼金属,一般矿石富集金属冶炼金属精炼

金属冶炼的实质

金属元素：化合态

金属冶炼方法的依据为：

金属活动性即：Mn++ne-→M得到电子游离态金属冶炼的实质金属活动2HgO2Hg+O2↑△2Ag2O4Ag+O2↑△（不活泼金属的冶炼）（1）加热分解法4.冶炼金属的方法2HgO2Hg+O2↑△2Ag2O4（2）.电解法（非常活泼金属的冶炼）电解2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑电解电解冰晶石：Na3AlF6（2）.电解法（非常活泼金属的冶炼）电解2Al2O3(熔融)（3）.热还原法

常用的还原剂：H2、CO、C、活泼金属

高温

H2+CuOCu+H2O

高温

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（较活泼金属的冶炼）（3）.热还原法常用的还原剂：H2、CO、C、活泼金属（较小结：请结合金属活泼性顺序表总结金属冶炼方法的一般规律：金属的活动顺序KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg金属原子失电子能力金属离子得电子能力主要冶炼方法强弱强弱电解法热还原法热分解法小结：请结合金属活泼性顺序表总结金属的活动顺序KCaN二、铝热反应

活泼金属也可以做还原剂，把相对不活泼的金属置换出来，例如：铝

高温

Fe2O3+2Al==2Fe+Al2O3

二、铝热反应活泼金属也可以做还原剂，把相对不活泼的金属置换实验4-1铝热反应现象原理镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3高温镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂铝热剂：铝与氧化铁的混合物实验4-1铝热反应原理镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温其它铝热反应3MnO2+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，冶炼钒、铬、锰等熔点高的金属。铝热反应的应用

铝热反应的原理可以应用在生产上，表4-1常见金属的冶炼原理金属冶炼原理FeFe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高炉炼铁)Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(铝热法炼铁)高温高温CuCu2S+O2===2Cu+SO2(火法炼铜)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(湿法炼铜)高温MgMgO+C===Mg+CO↑MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑高温Al2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石Na2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解电解表4-1常见金属的冶炼原理金属冶炼原理FeFe2O3+3C讨论1、人类先进入青铜器时代，还是先进入铁器时代，为什么？2、从能量转化和环保的角度讨论，为什么要合理利用金属资源？怎样合理利用？讨论1、人类先进入青铜器时代，还是金属资源的合理利用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金属资源的合理利用1、提高金属矿物的利用率三、金属的回收和环境保护回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染三、金属的回收和环境保护回收金属的意义：KCaNaMgAlZnFe…CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法金属活动顺序与金属冶炼方法的关系：思考总结：KCaNaMgAlZnFe…CuHgA达标练习1．在冶金工业上，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是（）

A．Na、Mg、Al

B．Na、K、Zn

C．Fe、Cu、Ag D．Na、Ca、CuA达标练习1．在冶金工业上，均不能用通常化学还2．目前，工业上冶炼铝通常采用的方法是（）

A．CO或氢气还原法

B．铝热反应法C．电解法

D．热分解法C2．目前，工业上冶炼铝C3．下列叙述正确的是（）

A．工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠

B．钠加入氯化镁的饱和溶液中可以制取金属镁

C．电解冶炼铝的原料是氯化铝

D．碳在高温下能还原氧化铝中的铝A3．下列叙述正确的是（）A4．下列说法正确的是（）

A．Mg可以用置换法和电解法冶炼得到

B．Cu可以用电解法冶炼得到

C．Al可以用直接加热法冶炼得到D．Fe可以用铝热法冶炼得到D4．下列说法正确的是（）D

（第2课时）

一、海水中蕴藏的资源及其开发意义海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。化学资源：含元素80多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的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。矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨。通常只要每平方米有5㎏的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。一、海水中蕴藏的资源及其开发意义海洋水资源：海水中水的储量约开发利用金属矿物和海水资源课件-人教课标版开发利用金属矿物和海水资源课件-人教课标版空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有18000公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300万平方公里。能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。海洋生物品种繁多，我国就有20278种，其中入药的有700种。空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空二、海水淡化海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。通过从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。

海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。二、海水淡化海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用三、海水中的化学资源

由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种超过总量的99%，其他为微量元素，总计含有80多种元素。海洋有取之不尽的化学资源。三、海水中的化学资源由于与岩石、大气、生物的相互作1．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。2．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。

1．海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富盐田法制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子的方法（需要仪器及实验步骤）

先将样品溶解，加稍过量的氢氧化钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可。思考：盐田法制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验(2)．从海水中提取溴的主要工艺流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。①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+Cl2=Br2+2NaCl③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：

2HBr+Cl2=2HCl+Br2(2)．从海水中提取溴的主要工艺流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O(3)．从海带中提取碘的实验②提取流程①反应原理

含碘单质的有机溶液含碘单质的溶液试剂残渣含碘元素的溶液海带溶解过滤海带灰灼烧海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有I-）。将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。

（2）用酒精灯灼烧