高中化学 开发利用金属矿物同步学案课件 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 学案19利用金属矿物和海水资源 2 废旧电池最好的处理方法是 a 深埋入地下b 丢弃c 回收利用d 烧掉 1 下列金属一般用电解熔融盐的方法冶炼的是 a kb cuc fed ag a 一般活泼性强的金属如k ca na等要用电解熔融盐的方法冶炼 c 由于电池中含有污染环境的金属物质 很难分解消化 容易造成环境污染 故应回收利用 3 下列反应原理不符合工业冶炼金属的实际情况的是 c 根据金属活动性顺序与冶炼方法选择关系可知 c项不正确 学点一金属矿物的开发利用 金属的冶炼方法金属的活动性不同 冶炼方法也不同 1 加热分解法 对于金属活动顺序表中排在cu以后的不活泼金属 可以用加热分解法 例如 hgo ag2o 2 电解法对于较活泼的金属 如k ca na mg al等 一般采用电解法 例如 3 热还原法 用焦炭还原 例如 zno c cuo c 用一氧化碳还原 例如 fe2o3 co cuo co 用氢气还原 例如 wo3 h2 fe3o4 h2 用活泼金属还原 如图4 1 1所示 图4 1 1 实验现象 镁条燃烧后 铝与氧化铁剧烈反应 放出 使生成的铁呈状态 反应的化学方程式为 将和一些的金属氧化物 如fe2o3 fe3o4 mno2 cr2o3等混合 铝粉和某些金属性弱于铝的金属氧化物的混合物称铝热剂 就会发生剧烈反应 放出大量热 放出的热使生成的金属呈熔化状态 这个反应叫铝热反应 大量热 熔化 铝粉 高熔点 加热或引燃 例如 fe3o4 al mno2 al cr2o3 al 有关铝热反应实验的探究与讨论 1 什么是铝热剂 铝热反应的原理是什么 铝热剂就是指铝粉和某些金属氧化物 如fe2o3 fe3o4 v2o5 cr2o3 mno2等 组成的混合物 铝热反应实质就是利用金属铝很强的还原性 在引燃条件下与某些金属氧化物发生了置换反应 反应是剧烈的放热反应 温度可高达2000 以上 因此叫做铝热反应 2 铝热反应有什么用途 铝热反应放出大量的热 可使置换出来的金属熔化成液态 因而可用于焊接钢轨 铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂 还可用其他的氧化物代替氧化铁作铝热剂 如mno2 v2o5 co3o4等 因此铝热反应可用于冶炼这些高熔点的金属 还可用于定向爆破 3 实验中镁条和氯酸钾起什么作用 反应中 镁条是起引燃 启动反应的作用 混合物中的氯酸钾在高温下释放出氧气 使镁条插入混合物中的部分能继续燃烧 放出大量的热 引发铝粉与金属氧化物的反应 铝热反应一旦被引发 将在反应放出的热的作用下 继续剧烈地进行 4 实验过程中 为什么必须将纸漏斗用水润湿 承接生成物的蒸发皿内为什么要盛放少量细沙 因为反应会放出大量的热 用水润湿纸漏斗可使纸漏斗较长时间地承载反应混合物 防止铝热剂未反应就四处散落 蒸发皿内的细沙可以防止高温熔融物使蒸发皿炸裂 并防止熔融物溅出伤人 例1 如图4 1 2所示 用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状 套在一起 使四周都有四层 把内层纸漏斗取出 图4 1 2在底部剪一个孔 用水润湿 再跟另一纸漏斗套在一起 架在铁圈上 下面放置盛沙的蒸发皿 把5g炒干的氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀 放在纸漏斗中 上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条 用小木条点燃镁条 1 所观察到的现象是 熔融物生成并落入蒸发皿中 镁带燃烧 发出耀眼的强光 有炽热的 2 实验中镁条的作用是作 氯酸钾的作用是作 整个实验涉及的反应的化学方程式有 3 铝热反应在生产和工业上的主要用途有 焊接钢轨 冶炼金属等 引燃剂 氧化剂 1 1 工业上冶炼难熔金属钒 铬 锰时 常用的还原剂是 a cob h2c ald fe c 2 工业上用木炭粉与znco3反应制取锌 化学方程式为 znco3 zno co2 zno c zn co 阅读课本内容 完成下列各题 1 海水水资源的利用海水资源的利用包括和直接利用海水进行等 海水淡化的方法主要有 2 海水化学资源的开发利用 1 海水制盐 物质利用 海水制盐通常是与海水淡化一起进行 经淡化后剩余的海水 各物质成分都得到浓缩 为提取创造了条件 学点二海水资源的开发利用 离子交换法 海水的淡化 循环冷却 蒸馏法 电渗析法 2 海水提镁浓缩后的海水中含有mgcl2 提纯结晶后 电解熔融的mgcl2可以得到金属镁 副产物是cl2 这是目前制金属镁的主要方法 化学反应方程式为 将nacl溶液提纯后制得饱和溶液 电解可得到naoh cl2 h2 氯碱工业 化学反应方程式为 电解 熔融 电解 3 海水提溴在浓缩的海水中通入cl2 反应的离子方程式为 由于生成的溴量很少 需用热空气吹出 再用so2吸收使溴富集 反应的化学方程式为 最后再用cl2将hbr氧化成溴 反应的化学方程式为 4 海水提碘某些海水产品如海带 海藻等可以将海水中的碘富集 因而含有较多人体必需的碘 如图4 1 3所示 图4 1 3 实验现象 加入约1mlh2o2 质量分数为3 可以看到滤液变为色 向该溶液中再加入2 3滴淀粉溶液 看到溶液变色 反应的离子方程式为 3 海水资源的广阔性 海洋占地球表面积的 具有十分巨大的开发潜力 仅以海水资源为例 海水和海水具有非常广阔的前景 海水中的淡水储量约为1 3 109亿吨 约占地球总淡水量的97 海水中除了水以外 还含有多种常量元素和微量元素 4 海水资源的多样性 海水中含有丰富的水资源 另外 海水中溶解和悬浮有大量的和 h o cl na k ca s c f b br sr等11种元素超过总量的 微量元素计多种 虽然海水中的元素种类 总储量 但富集程度却 褐 蓝 很低 71 水资源的利用 化学资源的利用 无机物 有机物 99 80 很多 很大 如何检验海带中的碘元素 例2 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 某化学兴趣小组的同学通过如下实验提取海带中的碘 用剪刀剪碎海带 用酒精湿润 放入坩埚中 灼烧海带至完全变成灰 停止加热 冷却 将海带灰加蒸馏水溶解 搅拌 煮沸 过滤 在滤液中滴加稀盐酸及碘酸钾 kio3 生成碘单质 用四氯化碳萃取水溶液中的碘 请回答下列问题 1 写出实验步骤 中相关反应的离子方程式 2 实验步骤 中也可用h2o2代替kio3 相关离子反应的方程式为 3 检验用四氯化碳萃取碘后的水溶液是否还有碘单质的实验方法及相关现象是 取分液后的上层溶液少量于试管中 滴加淀粉溶液 滴入后若溶液变蓝 则溶液中还有碘单质 若溶液不能变蓝 则其中没有碘单质 2 海水中有取之不尽的化学资源 从海水中可提取多种化工原料 图4 1 4是某工厂对海水资源的综合利用的示意图 图4 1 4试回答下列问题 1 粗盐中含有ca2 mg2 so42 等杂质 精制后可得nacl饱和溶液 精制时通常在溶液中依次加入过量的bacl2溶液 过量的naoh溶液和过量的na2co3溶液 最后加入盐酸至溶液呈中性 请写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式 2 海水提取食盐后的母液中有k na mg2 等阳离子 从离子反应的角度思考 在母液里加入石灰乳起