高一化学 必修2第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源 ppt.ppt

第四章化学与可持续发展 金属的冶炼 的实质是什么 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 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼 练习 1 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 Na Zn Hg Au 电解法 加热还原法 加热分解法 物理提取法 2 下列金属氧化物 不能用碳还原制得金属单质的是 A 氧化铁B 氧化铝C 氧化镁D 氧化铜3 列说法中不正确的是 A 金属的冶炼原理 就是利用氧化还原反应原理 用还原剂在一定条件下将金属从矿石中还原出来B 冶炼金属时 必须加入一种物质作为还原剂C 金属由化合态变为游离态 都是被还原D 金属单质被发现和应用得越早 其活动性一般较弱 BC BC 4 下列冶炼金属的反应 一定是置换反应的是 A 热分解法B 电解法C 铝热法炼铁D 高炉炼铁5 下列冶炼金属的反应 一定是分解反应的是 A 热分解法B 电解法C 铝热法炼铁D 高炉炼铁 C AB 6 下列说法正确的是 A 有些活泼金属如铝可作还原法的还原剂B 用电解氯化钠溶液的方法可冶炼金属钠C 可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D 回收废旧金属 可以重新制成金属或它们的化合物 AD 7 用H2做还原剂和用金属做还原剂相比较 所得金属的纯度 A 用H2高B 用金属的高C 二者相同D 无法比较用H2还原的产物是金属和水 水受热挥发 只得到金属 用金属还原所得的是混合物 金属与金属的化合物 A 8 下列有关热分解冶炼金属的说法不正确的是 A Ag2O受热就能分解 Ag用热分解法制得B Ag2O受热分解的反应中 Ag2O既是氧化剂又是还原剂C ZnCO3高温下可分解 Zn可用热分解法制得D 工业上制汞既可用热分解法也可用热还原法热分解法用于冶炼不活泼的金属 不活泼金属的阳离子氧化性较强 可被还原剂还原 C 二 海水资源的开发和利用 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 是 历史留给人类的资源储备 海洋是美丽的 也是富饶的 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 海水中水资源利用的项目 1 海水淡化的途径 从海水中提取淡水从海水中分离出盐 2 海水淡化的方法 蒸馏法 最先使用 技术成熟 但成本高 电渗析法 成本低 但未能大量生产 离子交换法 目前正迅速发展 但需要不断更新离子交换树脂 蒸馏法所用的装置及原理 原理 加热到水的沸点 使水汽化变成水蒸气 再冷凝得淡水 注意 图4 3海水蒸馏原理示意图 进 冷却水出 图4 4太阳能蒸发原理示意图 海水浓缩 过滤 蒸发结晶 食盐的提取 海水的综合利用 1 海水制盐 生产NaCl 2 NaCl的水溶液制NaOH 3 制金属Na 4 制Na2CO3 2NaCl 熔融 电解2Na Cl2 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O 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 例如 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 镁在地壳中含量只有铝的四分之一 而且镁比铝更加活泼 所以要想矿物质中获取镁 代价比铝更高 Mg 海洋中含有大量的氯化镁 海水又咸又苦 咸是因为含有氯化钠 苦是因为含有氯化镁 同样道理 粗盐易潮解是因为其中含有较多的氯化镁 而氯化镁易吸水 据估算 假如每年从海水中提取1亿吨镁再过一百万年 海水中镁的含量也只会从目前的0 13 降低到0 12 即只减少了万分之一 可谓取之不尽 用之不竭 从海水中制金属镁 海水蒸发 母液 Mg OH 2 MgCl2 Ca OH 2 Mg OH 2 CaCl2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 H2O 科学探究 一 如何将海水中的溴离子变成溴单质 阅读P83资料卡片 海水提溴 1 概括海水提溴的步骤2 写出相关的化学方程式 浓缩海水 溴单质 氢溴酸 溴单质 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 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 科学探究 二 如何证明海带中有碘离子 阅读P83实验4 2 证明海带中含有碘 有以下步骤 灼烧海带至完全生成灰 停止加热 冷却 在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2 然后加入几滴淀粉溶液 用剪刀剪碎海带 用酒精润湿 放入坩埚中 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 滴入淀粉溶液 溶液变蓝 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2min 3min 使可溶物溶解 过滤 4 向滤液中滴入几滴硫酸 再加入约1mlH2O2溶液 观察现象 取少量上述滤液 滴加几滴淀粉溶液 观察现象 海带中提取碘的实验 实验现象 加入H2O2溶液后 溶液由无色变为深黄色 加入淀粉溶液后 溶液又变为深蓝色 化学方程式 2KI H2O2 H2SO4 I2 K2SO4 2H2O 科学视野 自然资源的开源和节流 1 电解法炼铝时 冰晶石的作用是 A 熔剂B 溶剂C 还原剂D 氧化剂2 下列海洋资源中属于可再生资源的是 A 海底石油 天然气B 潮汐能C 滨海砂矿D 锰结核 A B 3 通入氯气 把海水中的溴化物氧化成单质溴 该反应的离子方程式为 4 把生成的溴从溶液中吹出 用纯碱 Na2CO3 溶液吸收 生成NaBr NaBrO3 CO2 这一过程的化学方程式为 Cl2 2Br 2Cl Br2 3Br2 3Na2CO3 5NaBr NaBrO3 3CO2 5 下列属于海水化学资源利用的是 A 海水淡化B 海水提盐C 海水提溴D 海水发电6 冶炼金属一般有下列四种方法 1 焦炭法 2 水煤气 或氢气 一氧化碳 法 3 活泼金属置换法 4 电解法 四种方