开发利用金属矿物和海水资源43243

1、2022-2-26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，被还原+n e-金属活动性顺序金属活动

2、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K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg AgPt 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反应现象：镁条剧烈燃烧，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

3、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。问题问题3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温高温3Co3O4+8Al =

4、9Co + 4Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 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) = 2Na + Cl) = 2Na + Cl2 2电解电解MgClMgCl2 2( (熔融熔融) = Mg + Cl) = Mg + Cl2 2 电解电解合理开发和利用矿物资源，主要途径有：合理开发和利

5、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 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）节约能源；）节约能源；（3）减少环境污染）减少环境污染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

6、的热被氧化过程中放出大量的热二、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，含有多种元素海洋生物资源海洋生物资源含含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

7、海水中的化学资源海水中的化学资源海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源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）（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？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Na2CO3NaOHBaCl2或或

8、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沉淀适量盐酸溶解（含Mg+）BaCl2NaOHNa2CO3过滤蒸发结晶.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

9、式： 2KI + H2KI + H2 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 图4-5 海水综合利用联合工业体系一例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法加热分解法

10、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 D4 4、在检验海带中碘元素的实验中，有以下步骤：、在检验海带中碘元素的实验中，有以下步骤：灼灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；在滤液中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；，然后加入几滴淀粉溶液；用剪用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中； 海带灰转海带灰转移到小

11、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

12、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) )2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O =2HBr+H2SO42HBr + Cl2 = 2HCl + Br2浓缩海水浓缩海水通通Cl2溴单