高中化学 第四章第1节 开发利用金属矿物和海水资源课件 新人教版必修2.ppt

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 广义地讲 所谓自然资源 是指在一定时间 地点的条件下能够产生经济价值的 以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称 可持续发展的目标是满足人类需要 强调人类的行为要受到自然界的制约 强调代际之间 人类和其它生物种群之间 不同国家和不同地区之间的公平 它包括经济的可持续发展 社会的可持续发展 资源可持续发展 环境可持续发展和全球可持续发展 一 金属矿物的开发和利用 请同学们列举出常见金属的名称 金属元素种类多 分布广 活动性差别大 在自然界的存在形式各异 少数不活泼金属以游离态存在 如金和铂等 多数金属以化合态存在 人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属 这就需要把金属从矿石中提炼出来 提炼的过程就是金属的冶炼过程 一 金属的冶炼 1 金属冶炼的实质 利用氧化还原反应 使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子 即 想一想 要使金属矿物转化为金属单质 金属元素的化合价如何变化 发生什么反应 金属活动性顺序 kcanamgalznfesnpb h cuhgagptau 金属活动性由强逐渐减弱 快速阅读课本89页内容 找出金属冶炼有多少种方法 分别是什么 适用于金属活动顺序表中的哪些金属 金属的冶炼的步骤 矿石的富集 冶炼 精炼 要根据金属的活动性顺序不同 采取不同的冶炼方法 1 热分解法 2 热还原法 3 电解法 二 金属冶炼的方法的选择 热分解法 练习 写出hgo ag2o受热分解的化学方程式 2hgo 2hg o2 2ag2o 4ag o2 适用hg及其以后的不活泼金属 kcanamgalznfesnpb h cuhgag hgag 热还原法 kcanamgalznfesnpb h cuhgag znfesnpb h cu 适合大部分金属 cuo h2 cu h2o 高温 fe2o3 3co 2fe 3co2 高温 适合一些非常活泼金属 mgcl2 熔融 mg cl2 电解 2al2o3 熔融 4al 3o2 电解 冰晶石 2nacl 熔融 2na cl2 电解 电解法 kcanamgalznfesnpb h cuhgagptau kcanamgal kcanamgalznfesnpb h cuhgagptau 电解法 热还原法 热分解法 物理方法 金属活动性顺序与金属的冶炼方法 小结 铝热反应 反应现象 剧烈反应 发出强光 纸漏斗被烧穿 沙子上落有黑色铁珠 fe2o3 2al 2fe al2o3 高温 其它铝热反应 3mno2 4al 3mn 2al2o3 高温 cr2o3 2al 2cr al2o3 高温 3co3o4 8al 9co 4al2o3 高温 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 阅读课本p89页表4 1常见金属的冶炼原理 金属的回收和资源保护 1 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 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 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 2 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 练习1 冶炼金属常用以下几种方法 以c co或h2作还原剂还原 利用铝热反应原理用al还原 电解法 热分解法 下列金属各采用哪种方法还原最佳 fe zn cu等中等活泼的金属 na mg al等活泼或较活泼金属 hg ag等不活泼金属 v cr mn w等高熔点金属 练习2 下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是 a wo3b mno2c mgod v2o5 c 谢谢您的倾听 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 二 海水资源的开发利用 1 海水资源的广阔性 海洋约占地球表面积的71 海水中水的储量约为1 3 109亿吨 约占地球总水量的97 海水中除了水以外 还含有很多种常量元素和微量元素 2 海水资源的多样性 由于与岩石 大气和生物的相互作用 海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物 按含量计 h2o中的h o两种元素 加上cl na k mg ca s c f b br sr等11种元素超过总量的99 其他为微量元素 总计含有80多种元素 3 海水资源的分散性 虽然海水中元素种类很多 总储量很大 但许多元素的富集程度却很低 例如 海水中金元素的总储量约为5 107t 而1t海水中的含量仅有4 10 6g 总之 海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库 4 海水中水资源利用的项目 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的循环冷却等 5 海水的淡化 1 使海水淡化的途径 通过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 2 海水淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有蒸馏法 电渗析法 离子交换法等 其中蒸馏法的历史最久 技术和工艺也比较完善 但成本较高 6 海水综合利用的重要方向 海水综合利用的重要方向是 海水淡化同化工生产结合 同能源技术结合 如从海水中制得的氯化钠除食用外 还用作工业原料 如生产烧碱 纯碱 金属钠以及氯气 盐酸 漂白粉等含氯化工产品 从海水中制取镁 钾 溴及其化工产品 是在传统制盐工业上的发展 从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景 铀和重水目前是核能开发中的重要原料 从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义 化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用 潮汐能 波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源 7 海水中提取溴的实验 实验方法 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 3 向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气 将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内 4 向吸收塔中溶液内通入适量的氯气 5 用ccl4萃取吸收塔中溶液里的溴单质 7 海水中提取溴的实验 化学方程式 2nabr cl2 br2 2naclbr2 so2 2h2o 2hbr h2so42hbr cl2 br2 2hcl 8 海带中提取碘的实验 实验方法 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