第1节开发利用金属矿物和海水资源

第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源人类最早发现和应用的金属是：法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。思考与交流为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？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）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，使铝走入千家万户。蓝铜矿Cu32OH2赤铁矿氯化钠晶体铜铁钠一、金属矿物的开发利用一、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1、金属元素的存在：除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。2、金属的冶炼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。n+M得电子M（被还原）原理是氧化还原反应金属活动性顺序CaNaMgAlnFeSnPbHCuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱（1）热分解法（适用于不活泼金属）2HgO===2Hg+O2↑加热2Ag2O===4Ag+O2↑加热3、金属冶炼的方法CaNaMgAlnFeSnPb（H）CuHgAg热分解法（2）热还原法（适用于中等活泼的金属）CuO+H2===Cu+H2O

△Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温常用的还原剂有：CCOH2Al等铝热反应实验4－1注意观察现象反应现象：镁条燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，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——还原剂（活泼金属——可作还原剂）3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温其它的铝热反应：CaNaMgAlnFeSnPb（H）CuHgAg热分解法热还原法应用：1焊接钢轨，2冶炼金属。（3）电解法（适用于非常活泼金属）MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解CaNaMgAlnFeSnPb（H）CuHgAg热分解法热还原法电解法湿法炼铜:FeCuSO4=FeSO4Cu火法炼铜:Cu2SO2=2CuSO2高温（5）其他冶炼方法（4）物理提取法：适用于极不活泼的金属——Pt、AuKCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg金属活动性（还原性）：强弱电解法热还原法热分解法1、金属回收的意义⑴节约矿物资源；⑵节约能源；⑶减少环境污染。2、回收废旧金属的利用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……………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：①Na②n③Hg④AuC电解法加热还原法加热分解法物理提取法第一节开发利用金属资源和海水资源二、海水资源的开发和利用（第二课时）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109亿吨占地球总水量97%（3%在陆地、淡水）海水中的水资源含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海洋中的化学资源海水资源的利用海水水资源的利用海水化学资源的利用1、从海水中提取淡水——海水淡化

海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。海水蒸馏原理示意图进出原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水。海水水资源的利用太阳能蒸发海水示意图：2、海水晒盐（煮海为盐）科学探究：如何证明海带中有碘离子？阅读P91实验4-2化学方程式：2IH2O2H2SO4===I22SO42H2O海水化学资源的利用海带提碘：海带海带灰溶解过滤灼烧残渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有机溶液萃取蒸馏I2证明海带中含有碘，有以下步骤①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；②在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液；③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；④海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤1合理的步骤是____________2证明含碘的步骤是_______,现象是_____________________,反应的离子方程式是__________________________③①④②②滴入淀粉溶液，溶液变蓝2I-+2H++H2O2I2+2H2O其他氧化I-的反应2I-Cl2==I22Cl-2I-MnO22H==I2H2OMn2思考与交流：如何将海水中的溴离子转变成溴单质？阅读教材P91页资料卡片——海水提溴。1、推测海水提溴的步骤和实验装置；2、写出相关的化学方程式。浓缩海水溴单质氢溴酸单质溴通入Cl2①通入空气，SO2吸收②通入Cl2③富集溴海水资源的分散性：海水因为量太大、面太广，大多数元素尽管总量很