下1非惯性系中的质点动力学

章化学与自然资源的开发利用节开发利用金属矿物和海水资源章化学与自然资源的开发利用节开发利用金属矿物和海水资源1一、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锌矿2一、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。一、金属矿物的开发利用1、金属元素的存在：32、金属的冶炼原理

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）2、金属的冶炼原理冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合43、冶炼金属的方法a、热分解法（对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来）2HgO===2Hg+O2↑加热2Ag2O===4Ag+O2↑加热b、电解法（适合一些非常活泼金属）

MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解电解什么状态的金属化合物？3、冶炼金属的方法a、热分解法（对于不活泼金属，可以直接用加52Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解c、热还原法〔在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来〕写出符合上述条件的几个方程式Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑高温2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰CuO+H2===Cu+H2O高温ZnO+C===Zn+CO↑高温Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3

↑高温CuO+H2===Cu+H2O高温ZnO+C===7铝热反应

注意观察演示实验现象铝热反应注意观察演示实验现象8反应现象：镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。

其它铝热反应

3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温反应现象：镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿9

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于冶炼高熔点金属

，如冶炼钒、铬、锰等铝热反应的应用

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10小结：结合金属活动顺序表思考不同金属的冶炼方法电解法热还原法热分解法KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

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小结：结合金属活动顺序表思考不同金属的冶炼方法电解法114、金属的冶炼的步骤：矿石的富集、冶炼、精炼5、金属的回收和资源保护

回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银4、金属的冶炼的步骤：5、金属的回收和资源保护回收金属的意12

以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省95％以上的能源消耗。你知道吗？以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当13据有关资料统计，每生产一吨原铝锭需要消耗能源213．2TJ(电能约占82％)，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消耗为5．5TJ(燃料约占80％)，仅为原铝锭生产能源消耗的2．6％，优势比较明显。由于铝可以反复循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二氧化碳排放量91%，比用燃油发电减少二氧化碳排放量97％以上，比用煤发电减少的二氧化碳排放量更多，环保效益十分显著。

小资料据有关资料统计，小资料14练习:1、冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法②水煤气法（或CO、H2法）③活泼金属置换法④电解法，4种方法在工业上均有应用。古代有(I)火烧孔雀石炼铜(II)湿法炼铜，现代有(III)铝热法炼铬(IV)从光卤石中炼镁，下列对这四种金属制备方法的分类中不正确的是（）

A、(I)①B、(II)②C、(III)③D、(IV)④B练习:1、冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法②水15练习:2、根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答以下问题：①反应过程中发生的现象是

；②塑料袋的作用是

。练习:2、根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实16海水资源的开发和利用海水资源的开发和利用17下1非惯性系中的质点动力学18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19海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源20海水资源的广泛性：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海水资源的广泛性：21海水资源的多样性：海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物按含量计：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13种元素的质量占总水量的99%，其余1%为70多种含量微少的元素。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大但由于太分散，含量极微少如：海水中金元素总含量约为50000000t（5千万吨）但一顿海水中只含金元素0.000004g（10亿分之四克）（百分之0.000004克）海水资源的多样性：海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物海水资22海水中的水1.3X109

亿吨占地球总水量97%（3%在陆地、淡水）海水中除了水以外，还含有80多种元素，有的含量很大（如NaCl）有的含量很少（如Au）海水资源的利用海水水资源的利用海水化学资源的利用海水中的水1.3X109亿吨海水资源的利用海水水资源231、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。1、从海水中提取淡水——海水淡化

海水淡化的方24太阳能蒸发海水示意图：

太阳能蒸发海水示意图：252、海水化学资源的利用

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。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。

2、海水化学资源的利用种类多，总储量大，富集程度低。26海水晒盐（煮海为盐）海水晒盐（煮海为盐）27

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：2KI+H2O2+H2SO4===I2+K2SO4+2H2O科学探究：化学方程式：28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的有机溶液萃取海带提碘：海带海带灰溶解过滤灼烧残渣含I-的溶液稀H2SO429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30

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思考与交流：1、推测海水提溴的步骤和实验装置；浓31(3)．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(3)．从海水中提取溴的主要工艺流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl海水提溴的实验室模拟装置2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+33[课堂练习]海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：

（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式

。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是：MgCl2·6H2O=Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑

△在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气，故能得到无水MgCl2

△MgCl2·6H2O=MgO+HCl↑+5H2O↑

[课堂练习]海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。（3）实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，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：①溶解②过滤③蒸发①搅拌，加速溶解②使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒③搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅(4)获得HCl的反应为2CH4+O2+4Cl2=======2CO+8HCl(不考虑其他反应)。事实上，生产中HCl一直在循环使用。试从理论上分析是否需要补充HCl，简要说明理由不需要补充HCl,因为Cl2～2HCl～Mg(OH)2～MgCl2～Cl2；依氯元素守恒可以看出理论上不要补充HCl。（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写二、海水资源的开发利用海洋水资源：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。二、海水资源的开发利用海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×36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37海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源38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39图4-5海水综合利用联合工业体系一例图4-5海水综合利用联合工业体系一例401、海水水资源的利用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。1、海水水资源的利用海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化和412、海水化学资源的利用a、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。b．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。

2、海水化学资源的利用a、海水中含有的各种元素的特点：42盐田法制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验室除去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，请设计实验室(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）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。

（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min，使可溶物溶解，过滤。

（4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1mlH2O2溶液，观察现象。（5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。

④实验注意事项③实验方法

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；灼烧海带的地方要注意通风。（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3.海水综合利用联合工业体系一例（如下图）3.海水综合利用联合工业体系一例（如下图）

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海洋是“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”48

85.每一年，我都更加相信生命的浪费是在于：我们没有献出爱，我们没有使用力量，我们表现出自私的谨慎，不去冒险，避开痛苦，也失去了快乐。――[约翰·B·塔布]86.微笑，昂首阔步，作深呼吸，嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌，吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来，你想让自己烦恼都不可能。――[戴尔·卡内基]87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。――[贾柯·瑞斯]88.每个意念都是一场祈祷。――[詹姆士·雷德非]89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。――[柏格森]90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。――[托尔斯泰]91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。――[兰斯顿·休斯]92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。――[玛科斯·奥雷利阿斯]93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。[约翰·纳森·爱德瓦兹]94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。――[约翰·拉斯金]95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。――[威廉·班]96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。――[萧伯纳]97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格]98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根]99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特]100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹]101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰]102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华]103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗]104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭]105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基]106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克]107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼]108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿]109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基]110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆]111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯]112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯]113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯]114.要经常