开发利用金属矿物和海

第四章化学与自然资源的开发与利用第一节开发利用金属矿物和海水资源一、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。Mn+得电子M（被还原）+nM矿石中的金属是:化合态分析:得电子,被还原M0金属活动性逐渐减弱K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb(H)Cu

Hg

Ag

PAu金属活动性不同，还原方法一样吗？①热分解法:适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。Hg

Ag②热还原法:适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼ZnFe

Sn

Pb(H)

Cu③电解法:适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。

K

Ca

Na

Mg

Al④物理提取法：适用于极不活泼的金属的冶炼。Pt

Au3、金属冶炼的方法冶炼方法的选择原则:2Ag2O==

4Ag+

O2↑▲简单，实用，节省的原则1.热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热能分解。▲2HgO

==

2Hg

+

O2↑2

3Fe

O +

3CO高=温== 2Fe

+3FCe2OO23

+

2

Al

===

2Fe

+2.热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属WAlO2O3+

3

H高温=== W+3

23MHg2O+C高=温==Mg+

CO高温3．电解法在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。2

3

22Al

O(熔融)=电==解==4Al+3O↑冰晶石电解2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)====Mg+Cl2↑电解热还原法活泼

中等活泼

不活泼K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb（H）Cu

HgAg同种金属可以有不同的冶炼方法:如

Mg既可用还原法,也可用电解法,根据其不同用途选择不同的冶炼方法。（C、CO、H2、Al等）电解法（氧化物、氯化物）（氧化物）实验4－1 铝热反应引燃剂1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2A高l=温==2Fe+

Al2O3铝热剂结论：铝是常用的还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。Fe2O3+2Al高温===2Fe+Al2O33MnO2+4Al高温===3Mn+2Al2O3Cr2O3+2Al高温===2Cr+Al2O33Co3O4+8Al高温===9Co+4Al2O3其它铝热反应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，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等等高熔点金属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：1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（

C

）①Na

②Zn③Hg

加热分解法④Au电解法加热还原法物理提取法A．钠

C．铝B．镁

D．铁A．FeC．MgB．KD．Al3.冶炼下列金属时，常用还原剂把它从化合物中还原出来的是（

D）4.列金属冶炼方法与其他三种不同的是（A

）海水水资源的利用海水化学资源的利用二、海水资源的开发利用海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，21世纪人类将重点开发海洋资源。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。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。海水蒸馏原理示意图大连石化公司海水淡化处理海水过滤器经处理后海水就变成了可以饮用的纯净的水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：2KI

+

H2O2

+

H2SO4===

I2+

K2SO4

+2H2O海带提碘：海带

灼烧海带灰溶解过滤残渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有机溶液萃取证明海带中含有碘，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

②

,现象是,反应的离子方程式是③①④②滴入淀粉溶液，溶液变蓝2I-

+

2H+

+

H2O2I2

+

2H2O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溴单质通氯气①通空气，SO2吸收②通氯气③2NaBr

+

Cl2==

Br2+2NaCl2H2O

+

Br2+SO2==

H2SO4+2HBr2HBr

+

Cl2==

Br2+2HCl水、重结晶海水

粗盐

精盐①

MgCl2

+

Ca(OH)2

=

Mg(OH)2↓+C②aCMl2g(OH)2

+

2HCl

=

MgCl2+蒸发

母液Mg(OH盐)酸、浓缩

MgCl2

•H2O补充：（1）、从海水中制金属镁2H

O③MgCl(熔融)===Mg+Cl2

2通电①2石灰乳

水CaO②煅贝烧壳脱水MgCl2

电解M③（1）海水制盐——生产NaCl制金属Na2NaCl（熔融）=电=解=2Na+Cl2制Na2CO32

NaOH

+

CO2

= Na2CO3

+

H2O2NaCl+

2H2O

===

H2+

Cl2+

2NaOH（2）

NaCl的水溶液制NaOH电解补充：（2）、海水的综合利用1从海水中提取下列物质,可以不涉及到化学变化的是

()A

MgC

Br2B

NaClD

K2

医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食用海带,这是因为海带中含有较丰富的

()A碘元素B铁元