如何开发利用金属矿物与海水资源.ppt

第26讲开发利用金属矿物和海水资源 一 金属矿物的开发利用1 金属元素在自然界中的存在形式 1 游离态 如 2 化合态 绝大多数金属以此形式存在 金 铂 2 金属冶炼的原理金属冶炼的原理是 的过程 即Mn ne M 3 金属冶炼的一般步骤矿石的富集 4 金属冶炼的方法 金属活动性顺序表的反顺序 1 物理法 适用于化学性质稳定 在自然界中以游离态形式存在的金属 如Au Pt 2 热分解法 适用于冶炼金属活动性 的金属 写出化学方程式 较差 3 热还原法 适用于金属活动性介于 之间的大多数金属的冶炼 写出化学方程式 H2还原CuO CO还原Fe2O3 C还原Fe3O4 Zn Cu 4 电解法 适用于金属活动性 的金属的冶炼 写出化学方程式 Na Mg Al 很强 能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al Mg 提示 不能 因为AlCl3是共价化合物 熔融时无法电离出自由移动的离子 不导电 而MgO虽是离子化合物 但其熔点太高 熔融会消耗大量电能 成本较高 二 海水资源的开发利用1 海水水资源的利用 1 海水水资源的利用 主要包括 和直接利用海水进行 等 2 海水淡化的方法主要有 等 电解熔融NaCl 2 海水提镁 溴 碘 3 海水中提取 和 用于核能的开发 4 新型能源 的开发利用 2 从金属矿石中提炼金属的步骤 3 铝热反应 1 原理铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质 2 引燃剂和铝热剂 引燃剂 镁条 氯酸钾 铝热剂 铝粉和金属氧化物 Fe2O3 Cr2O3 V2O5等 组成的混合物 3 实验现象 镁条剧烈燃烧 放出一定的热量 使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 反应放出大量的热 并发出耀眼的强光 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 仔细观察 可以发现落下的是铁珠 答案 B 名师指点选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活泼性 金属活动性顺序表中 金属的位置越靠后 越容易被还原 金属的位置越靠前 越难被还原 1 下列化工生产原理错误的是 可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠 可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 用电解法冶炼铝时 原料是氯化铝 炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的 故无需加热 A B C D 解析 钠特别活泼 加入氯化镁溶液时先与水反应生成NaOH和H2 接着生成Mg OH 2沉淀 错 冶炼铝使用的是Al2O3 错 高炉炼铁中所发生的反应是放热反应 但是仍需要高温 错 选D 答案 D 海水资源的开发利用1 海水淡化方法及原理 2 镁的提取 1 流程 3 溴的提取 1 流程 1 指出提取碘的过程中有关的实验操作名称 写出过程 中有关反应的离子方程式 2 提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为 A 酒精 四氯化碳B 四氯化碳 苯C 汽油 醋酸D 汽油 甘油 3 为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液 实验室里有烧杯 玻璃棒 集气瓶 酒精灯 导管 圆底烧瓶 石棉网以及必要的夹持仪器 物品 尚缺少的玻璃仪器是 解析 1 从提取碘的流程图上看出 操作 是将固体 残渣 和液体 含I 的溶液 分离开的操作 这一操作称为过滤 反应 是用Cl2将I 氧化成I2的反应 2 利用I2在有机溶剂 如CCl4 苯 中的溶解度远大于水中的溶解度 用有机溶剂将碘水中的碘提取出来 其中 酒精 甘油 醋酸均与水互溶不分层 不合题目要求 3 操作 中缺少漏斗 操作 中缺少分液漏斗 答案 1 过滤2I Cl2 I2 2Cl 2 B 3 漏斗 分液漏斗 2 海水是镁的主要来源之一 从海水中提取镁可按如下步骤进行 把贝壳制成石灰乳 向引入的海水中加入石灰乳 沉降 洗涤 过滤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 干燥 电解得到产物 以上提取镁的全过程中 没有涉及的化学反应类型是 A 分解反应B 化合反应C 置换反应D 复分解反应 答案 C 1 2009年广东单科 广东正在建设海洋强省 下列说法不正确的是 A 从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B 往淡水中加入NaCl等配成人造海水 可用于海产品的长途运输C 赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的D 海洋经济专属区的资源开发可获得Fe Co K Au Mg B等金属解析 D选项中B不是金属 答案 D 1 请列举海水淡化的两种方法 2 将NaCl溶液进行电解 在电解槽中可直接得到的产品有H2 或H2 3 步骤 中已获得Br2 步骤 中又将Br2还原为Br 其目的为 4 步骤 用SO2水溶液吸收Br2 吸收率可达95 有关反应的离子方程式为 由此反应可知 除环境保护外 在工业生产中应解决的主要问题是 5 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法 查阅了有关资料 Br2的沸点为59 微溶于水 有毒性和强腐蚀性 他们参观生产过程后 绘制了如下装置简图 请你参与分析讨论 图中仪器B的名称 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管 其原因是 实验装置气密性良好 要达到提纯溴的目的 操作中如何控制关键条件 C中液体产物颜色为 为除去该产物中仍残留的少量Cl2 可向其中加入NaBr溶液 充分反应后 再进行的分离操作是 解析 Na Mg都是活泼金属 应选用电解法 故A项正确 B项错误 Fe是较活泼的金属 用还原剂还原的方法 C项正确 Hg是不活泼金属 用热分解法 D项正确 答案 B 2 2010年扬州模拟 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用 下列关于金属的一些说法不正确的是 A 合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B 工业上金属Mg Al都是用电解熔融氯化物制得的C 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D 越活泼的金属越难冶炼 解析 合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 如硬度 强度更大 熔点更低等 A正确 因AlCl3为共价化合物 熔融时不导电 冶炼铝应用电解熔融Al2O3的方法 B错误 金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子 越活泼的金属 其阳离子的氧化性越弱 越难被还原 C D正确 答案 B 3 从海水中提取镁可按如下步骤进行 把贝壳制成石灰乳 向引入的海水中加入石灰乳 沉降 洗涤 过滤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 干燥 电解得到产物 下列关于提取镁的说法中 不正确的是 A 此法的优点之一是原料来自大海B 进行 步骤的目的是富集MgCl2C 可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D 电解冶炼镁要消耗大量电能 解析 由于MgO的熔点高 不能使用电解熔融MgO的方法冶炼Mg 答案 C 5 工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示 1 电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽 离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是 电解槽中的阳极材料为 2 本工艺流程中先后制得Br2 CaSO4和Mg OH 2 能否按Br2 Mg OH 2 CaSO4的顺序制备 原因是 3 溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多 四氯化碳与水不互溶 故可用于萃取溴 但在上述工艺中却不用四氯化碳 原因是 解析 依据海水资源综合开发的图示和氯碱工业中隔膜的作用 逐步逆推 并注意每步操作所引起的影响与结果 1 阳极得NaOH溶液 则离子膜和隔膜只允许通过阳离子 即大量Na 阳极为钛或石墨 2 Br2可直接通过Cl2氧化制得Br2 若使第二步制得Mg OH 2 则必须加入石灰