开发利用金属矿物和海水资源[青苗教育]

1、第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源 1技能教育 金属的存在有什么规律吗金属的存在有什么规律吗? 黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿 铝矿铝矿 锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿 1金、铂等极少数金属以金、铂等极少数金属以_形式存形式存 在。在。 2绝大多数金属以绝大多数金属以_形式存在。在形式存在。在 金属化合物中，金属元素都显金属化合物中，金属元素都显_。 游离态游离态 化合态化合态 正价正价 2技能教育 思考：思考： 1 1、金属冶炼指什么？、金属冶炼指什么？ 2 2、不同金属的冶炼方法相同吗？为什么、不同金属的冶炼方法相同吗？为什么? ? Mn+ M 得电子，被还原得电子，被

2、还原 +n e- 3技能教育 金属活动性顺序金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性逐渐减弱金属活动性逐渐减弱 金属离子的得电子能力逐渐增强金属离子的得电子能力逐渐增强 4技能教育 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法电解法 热还原法热还原法 热分解法热分解法 物理提取法物理提取法 常见还原剂常见还原剂：焦碳焦碳、COCO、H H2 2 活泼金属活泼金属AlAl等等 5技能教育 铝热反应铝热反应 实验实验41 注意观察现象注意观察现象 6技能教育 反应现象：镁

3、条剧烈燃烧，放出大量的镁条剧烈燃烧，放出大量的 热，发出耀眼的白光，纸漏斗内热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，剧烈反应， 纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。 Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3 高温高温 1 1、镁条的作用是什么？、镁条的作用是什么？ 2 2、氯酸钾的作用是什么？、氯酸钾的作用是什么？ 铝热铝热 剂剂 结论：结论：铝也是还原剂，在一定的条件下与某些铝也是还原剂，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。所以金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以 一些活泼的金属也可作还原剂。一些活泼的金属也可作还原剂。 问题

4、问题 7技能教育 3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3 高温高温 Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3 高温高温 3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3 高温高温 其它铝热反应其它铝热反应 8技能教育 铝热反应的应用铝热反应的应用 焊接钢轨焊接钢轨 冶炼冶炼钒、铬、锰钒、铬、锰等等 高熔点高熔点金属金属 9技能教育 4 4、电解法电解法 （钾、钙、钠、镁、铝等活泼金属的冶炼钾、钙、钠、镁、铝等活泼金属的冶炼） 2Al2Al2 2O O3 3( (熔融熔融)= 4Al + 3O)= 4Al + 3O2 2 电解电解 冰晶石冰晶石 2NaCl(2NaCl(熔融熔融)

5、 = 2Na + Cl) = 2Na + Cl2 2 电解电解 MgClMgCl2 2( (熔融熔融) = Mg + Cl) = Mg + Cl2 2 电解电解 10技能教育 合理开发和利用矿物资源，主要途径有：合理开发和利用矿物资源，主要途径有： 1、提高金属矿物的利用率、提高金属矿物的利用率 2、减少金属的使用量、减少金属的使用量 3、加强金属资源的回收和再利用、加强金属资源的回收和再利用 4、使用其他材料代替金属材料、使用其他材料代替金属材料 11技能教育 金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护 1、回收金属的意义：、回收金属的意义： （1）节约矿物资源；（）节约矿物资源；（2）节约能

6、源；）节约能源； （3）减少环境污染）减少环境污染 12技能教育 2、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为 铝是（铝是（ ） A 具有导电性具有导电性 B 具有延展性具有延展性 C 既能与酸反应又能与碱反应既能与酸反应又能与碱反应 D 被氧化过程中放出大量的热被氧化过程中放出大量的热 13技能教育 二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用 海水资源主要分为几大类？海水资源主要分为几大类？ 海水中含有多少种元素？海水中含有多少种元素？ 海水中蕴含着的丰富资源。21世纪人类 将重点开发海洋资源。 水资源生物资源能源化学资源 海水是元素的宝库，含有多种元素 14技能教育 海

7、洋生物资源海洋生物资源 15技能教育 含含80多种元素，以氢、氧、多种元素，以氢、氧、 氯、钠、镁、硫、钙、钾等氯、钠、镁、硫、钙、钾等 较多。被称为较多。被称为“元素的故乡元素的故乡”。 海水中铀多达海水中铀多达45亿吨亿吨 是已知陆地铀矿储量的是已知陆地铀矿储量的 4500倍。氘有倍。氘有50亿吨亿吨 足够人类用上千万年足够人类用上千万年 海水中的化学资源海水中的化学资源 16技能教育 海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源 17技能教育 1 1、方法、方法:p90:p90 蒸蒸 馏馏 法法（最先使用，技术成熟，但成本高）（最先使用，技术成熟，但成本高） 电渗析法电渗析法（成本低，但未能大量生产

8、）（成本低，但未能大量生产） 离子交换法离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新（目前正迅速发展，但需要不断更新 离子交换树脂）离子交换树脂） 1.海洋中的水资源的利用 (1)、海水淡化 如何用海水制备淡水？ 18技能教育 海水蒸馏原理示意图海水蒸馏原理示意图 太阳能蒸发装置太阳能蒸发装置 冷凝管冷凝管 19技能教育 海水晒盐（煮海为盐） 粗盐提纯粗盐提纯 2.海洋中的化学资源的提取和检验 20技能教育 Na2CO3NaOHBaCl2 或或 粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42- 除杂试剂： 试剂加入顺序： 主要操作： 溶解、过滤、蒸发 盐酸 粗盐 淡水 卤水 海水 盐水 滤液

9、沉淀 适量 盐酸 溶 解 （含Mg+） BaCl2 NaOH Na2CO3 过 滤 蒸发 结晶 21技能教育 . 提取海带中的碘元素得到单质碘 思考与归纳 灼烧 加水 溶解 过滤 稀硫酸 过氧化氢溶液 CCl4 蒸馏 海带灰 海带悬浊液 滤液 碘水碘的CCl4溶液单质碘 萃取 分液 22技能教育 如何证明海带中存在碘元素如何证明海带中存在碘元素 1 1 实验现象：实验现象： 加入加入H H2 2O O2 2溶液后，溶液颜色变为溶液后，溶液颜色变为深黄深黄 色；加入色；加入淀粉淀粉溶液后，溶液又变为溶液后，溶液又变为深蓝色深蓝色。 2 2 化学方程式：化学方程式： 2KI + H2KI + H2

10、 2O O2 2 + H + H2 2SOSO4 4 = I = I2 2+ K+ K2 2SOSO4 4 + 2H + 2H2 2O O 离子方离子方程式：程式： 2I2I- - + H + H2 2O O2 2 + 2H + 2H+ + = I= I2 2+ SO+ SO4 42- 2- + 2H + 2H2 2O O 23技能教育 图4-5 海水综合利用联合工业体系一例 24技能教育 1、根据金属在金属活动顺序表中的位置、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：及性质，推测制取下列金属最适宜的方法： Na Zn Hg Au 电解法电解法 加热还原法加热还原

11、法 加热分解法加热分解法 物理提取法物理提取法 2 2、下列哪种方法不能实现海水的淡化、下列哪种方法不能实现海水的淡化 A A蒸馏法蒸馏法 B B电渗析法电渗析法 C C离子交换法离子交换法 D D电解法电解法 D D 25技能教育 4 4、在检验海带中碘元素的实验中，有以下步骤：灼、在检验海带中碘元素的实验中，有以下步骤：灼 烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；在滤液中烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；在滤液中 滴加稀滴加稀H H2 2SOSO4 4及及H H2 2O O2 2，然后加入几滴淀粉溶液；用剪，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；刀剪碎海带，用酒精润

12、湿，放入坩埚中； 海带灰转海带灰转 移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤. . (1)(1)合理的步骤是合理的步骤是_ (2)(2)证明含碘的步骤是证明含碘的步骤是_, _, 现象是现象是_, _, 反应的离子方程式是反应的离子方程式是 _ _ 滴入淀粉溶液，溶液滴入淀粉溶液，溶液变蓝变蓝 2I2I- - + 2H + 2H+ + +H +H2 2O O2 2 = = I I2 2+2H +2H2 2O O 26技能教育 海水中提取溴的实验海水中提取溴的实验 实验方法：实验方法： （1 1）用蒸馏法将海水）用蒸馏法将海水浓缩浓缩。用硫酸将浓缩的。用硫酸将

13、浓缩的 海水酸化。海水酸化。 （2 2）向酸化的海水中通入适量的）向酸化的海水中通入适量的氯气氯气，使溴，使溴 离子转化为离子转化为溴单质溴单质。 （3 3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸 气，将溴单质气，将溴单质吹入吹入盛有盛有二氧化硫二氧化硫溶液的溶液的 吸收塔内吸收塔内, ,转化为转化为氢溴酸氢溴酸 （4 4）向吸收塔中溶液内通入适量的）向吸收塔中溶液内通入适量的氯气氯气。最。最 后经蒸馏可得后经蒸馏可得液溴液溴 ( (用用CClCCl4 4萃取萃取) ) 27技能教育 2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O =2HBr+H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2 浓缩海水浓缩海水 通通Cl2 溴单质溴单质