化学必修2第四章金属矿物的开发和利用第1,2课时

开发利用金属矿物和海水资源高中新课程•化学•必修2开发利用金属矿物和海水资源提问：金属在自然界一般以什么形式存在？

自然界中绝大多数金属以化合态存在；只有少数金属以游离态存在（金、铂）部分金属矿物黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用

在金属化合物中，金属一般呈正价，要得到金属单质，就必须将它们还原。这个过程在工业上称为金属的冶炼根据金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法电解法热还原法热分解法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.热分解法2.热还原法热分解法电解法热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAgCuO+H2==Cu+H2O加热Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2高温2HgO==2Hg+O2↑加热2Ag2O==4Ag+O2↑加热实验操作实验现象镁条剧烈燃烧，放出一定的热，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，并发出耀眼的白光。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热2.铝热反应概念铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应原理Al作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来铝热剂铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物反应特点在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离应用冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等[特别提醒]

实验注意事项：(1)镁条要打磨净表面的氧化膜,否则难以点燃；(2)氧化铁粉末要干燥，铝粉要没有被氧化，否则难以反应；(3)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出；(4)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人；(5)实验装置要与人有一定距离,防止人被烧伤。开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.热分解法2.热还原法铝热反应的应用

铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等；在冶金工业上也常用这一反应原理，冶炼钒、铬、锰等熔点高的金属。开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.加热法2.热还原法3.电解法热分解法电解法热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg2Al2O3====4Al+3O2↑2NaCl====2Na+Cl2↑电解电解

在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。C1．下列金属的工业制法正确的是(

)A．制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁C．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜金属的回收和资源保护

资料以金属铝为例，生产一吨金属铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球金属铝的年产量约2500万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的金属铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨金属铝与用铝土矿原料生产一吨金属铝相比，可以节省95％以上的能源消耗。同时由于金属铝可以反复循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资料统计，再生铝生产可比生产原铝减少二氧化碳排放量90%以上，环保效益十分显著。回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.加热法2.热还原法3.电解法二.海水资源的开发利用1.海水水资源的利用海水淡化的主要方法：蒸馏法开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.加热法2.热还原法3.电解法二.海水资源的开发利用1.海水水资源的利用

另外还可将海水淡化与化工结合、与能源技术结合（如蒸馏过程中的热源可利用太阳能），这成为海水综合利用的重要方向实验4-2：海带中提取碘的实验步骤（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。

开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.加热法2.热还原法3.电解法二.海水资源的开发利用1.海水水资源的利用2.海水化学资源的开发利用

检验海带中碘元素（I-)还可用哪些氧化剂在什么仪器灼烧[规律方法]

常见生成I2的化学反应I－具有较强的还原性，氧化性较强的物质能氧化I－生成I2，常见的化学反应主要有：①Cl2＋2I－===2Cl－＋I2②Br2＋2I－===2Br－＋I2③2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2④IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O⑤H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O开发利用金属矿物和海水资源一.金属矿物开发利用1.加热法2.热还原法3.电解法二.海水资源的开发利用1.海水水资源的利用2.海水化学资源的开发利用（1）空气吹出纯碱吸收法。

方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及到的反应有：①

（写出离子方程式）；②Br2+3CO32－＝BrO3－+5Br－+3CO2↑;

③BrO3－+5Br－+6H＋＝3Br2+3H2O。海水提溴（常用方法有三种）2Br-+Cl2=2Cl-+Br2（2）空气吹出SO2吸收法。

该方法基本同（1），只是将溴吹出后是用SO2来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。溴与二氧化硫反应：_

。SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr（3）溶剂萃取法。

该法是利用单质溴在水中和有机溶剂中溶解度的不同的原理来进行的。开发利用金属矿物和海水资源小结

热分解法

电解法

热还原法KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）Cu

HgAg一.金属矿物开发利用二.海水资源的开发利用1.海水水资源的利用：海水淡化2.海水化学资源的开发利用：

海带中碘元素的检验、海水提溴B2．下图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：(1)引发该铝热反应的操作为_______________________________。(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应能否发生？________(填“能”或“不能”)，理由是_______________________________。(3)铝热反应的用途有哪些_______________________________。在混合物中间插一根镁带，并用燃着的小木条(或火柴)点燃镁带不能镁比铝活泼，铝不能置换镁用于焊接钢轨；冶炼某些金属解析：

(1)利用镁条燃烧放热促使KClO3分解产生O2从而引发铝热反应。(2)Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg。答案：

(1)在混合物中间插一根镁带，并用燃着的小木条(或火柴)点燃镁带(2)不能镁比铝活泼，铝不能置换镁(3)用于焊接钢轨；冶炼某些金属3．(2009·广东高考)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D4．(1)在一次化学晚会上，一位同学表演了一个有趣的魔术：用蘸有饱和硫酸铜溶液的玻璃棒在一洁净的铁片上点上数处，所点之处，点铁成“金”。你知道其中的奥妙吗？请用化学方程式表示其反应原理：________________________________________________________________________。Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(2)铜在自然界多以＋1价矿石存在，因为在固态或是高温下＋1价铜比＋2价稳定。辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法之一是将矿石高温通空气焙烧，生成两种氧化物。将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧的矿石，混合后隔绝空气再进行高温焙烧，结果得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体。这两个反应的化学方程式为________________________________________________________________________、_____________________________________。(1)实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是______(填序号)。A．酒精(沸点78℃)

B．四氯化碳(沸点77℃)C．甘油(沸点290℃) D．苯(沸点80℃)萃取分液分液漏斗B、D(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号)________溶液，反应的离子方程式_________________________________________________________________。A．KIO3

B．HClOC．KI

D．Br2CICl＋I－===I2＋Cl－(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_____________________