f金属矿物和海水资源的开发利用

2024/5/1515五月2024自然资源：一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。

可持续发展：是指满足当前需要而又不剥削子孙后代满足其需要之能力的发展。尽可能地延长现有资源的可使用年限，保护好自然环境，使子孙后代也能够继续发展和安居乐业开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用自然界中的金属元素存在形式金矿铂矿铝土矿黄铁矿FeS2黄铜矿CuFeS2闪锌矿ZnS金、铂等极少数金属以

形式存在；绝大多数金属以

形式存在。金属化合物中，金属元素都显

化合价。1.金属在自然界中的存在形式游离态化合态正走进人们生活的金属人类使用的金属材料中金属的存在状态？纯单质或合金2、金属的冶炼：定义：把金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的过程，在工业上称为金属的冶炼。本质：利用还原的方法，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。即：Mn++ne-→M矿石富集金属冶炼金属精炼步骤:KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg金属活动性（失电子能力）：强弱K+Ca2+Na+Mg2+Al3+

Zn2+Fe2+

（H+）Cu2+

Hg2+Ag+阳离子的氧化性（得电子能力）弱强3、冶炼金属的方法《浪淘沙》-刘禹锡日照澄洲江雾开,涛金女伴满江隈.美人首饰侯王印,尽是沙中海底来.物理方法：淘金原理

刚果手工金矿开采马达加斯加街头淘金者原理是:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.热分解法：2HgO==2Hg+O2↑2Ag2O==4Ag+O2↑古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”不活泼的金属（如Hg、Ag）用高温加热分解其氧化物的方法——热分解法热还原法CuO+H2==Cu+H2O2CuO+C==2Cu+CO2↑Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2对于较活泼的金属（Zn、Fe、Sn、Pb、Cu）在加热的条件下，用还原剂将金属从化合物中还原出来。实验4-1铝热反应现象原理镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3高温镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂哪些现象说明该反应是放热还是吸热？3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温铝热反应:铝粉与某些金属氧化物粉末(如Fe2O3、MnO2、Cr2O３、V2O5等）的混合物在高温下进行的反应铝热剂：铝粉与金属氧化物粉末的混合物称为铝热剂。）应用：(1)焊接钢轨，(2)冶炼金属。冶炼钒、铬、锰等熔点高的金属。几种热还原法的优缺点为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？电解法K、Ca、Na、Mg、Al还原性太强，只有用电解法——通电分解其熔融氯化物或氧化物的方法来冶炼。

最强力的还原手段根据下表回答，工业生产电解冶炼金属镁应该选择_____作原料，原因是________________MgCl2的熔点低，电解设备相对简单,成本低MgCl2物质MgCl2MgOAlCl3Al2O3熔点714℃2852℃190℃2000℃工业生产电解冶炼金属Al应该选择_____作原料，原因是__________________________________Al2O3AlCl3为共价化合物不导电有效使用金属的途径：4、合理开发和利用矿物资源①、加强金属资源的回收与再利用；②、提高金属矿物的利用率③、减少金属的使用量课前练习1、写出金属活动顺序表，并并标明各种冶炼方法2、写出下列反应的化学方程式：电解法冶炼铝电解法冶炼镁铝热法冶炼铁湿法炼铜的离子方程式冶炼金属常用以下几种方法：①用C，CO，H2做还原剂还原，②用较活泼金属Na，Mg等还原，③铝热法④电解法，⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳？(1)Fe：________；(2)Mg，Al等活泼或较活泼金属_________；(3)Hg，Ag等不活泼金属_______；(4)V，Cr，Mn，W等高熔点金属________；(5)K，Rb，Cs，Ti等金属的通常还原方法_______。①③④⑤③②下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的为（）A．加热氧化镁 B．加热碳酸钙C．电解熔融氯化钠 D．氯化钠与铝粉高温共热C开发利用金属矿物和海水资源二、海水资源的开发利用为什么中日在钓鱼岛问题上互不相让?问题与讨论：二、海水资源的开发与利用

钓鱼岛又称钓鱼台，位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质结构上是附属于台湾的大陆性岛屿。钓鱼诸岛及其附近海域，不仅蕴藏有大量石油资源，其他方面也有巨大的经济价值。1、海洋中的资源（1）海洋石油和天然气海底石油储藏量约1350亿吨，天然气约140万亿立方米，约占世界油气总量的45%，目前油气开采量约占全球的30%1、海洋中的资源（2）海洋生物1、海洋中的资源（3）海洋金属矿藏——“液体矿山”含80多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为“元素的故乡”。海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年1、海洋中的资源（4）海洋能源——潮汐能海水的淡化：

（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◆电渗析法◆离子交换法1、水资源的开发利用电渗析法（成本低，但未能大量生产）2、离子交换法阳离子交换树脂:HR+Na+=NaR+H+阴离子交换树脂:ROH+Cl-=RCl+OH-H++OH-=H2O（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（最先使用，技术成熟，但成本高）煮海为盐2、化学资源的开发利用过滤HCl溶液，适量蒸发结晶NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液过量（1）食盐的提取海水（含沙）海水粗盐精盐过滤蒸发浓缩(含Ca2+Mg2+

SO42-)海水蒸发粗盐水、重结晶

精盐母液含Mg2+

Mg(OH)2①MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2(2)从海水中制金属镁②Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O③MgCl2(熔融)===Mg+Cl2

通电盐酸、浓缩

MgCl2•6H2O

脱水

MgCl2

电解

Mg石灰乳CaO贝壳水煅烧①②③(3)海水中提取溴的实验——空气吹出法实验方法：（1）用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。海水浓缩酸化浓缩海水Br-通入氯气海水Cl-Br2通入空气水蒸（吹入）吸收塔SO2反应后富集溴HBr、SO42－通入Cl2Cl-Br2分离Br2（2）向酸化的海水中通入适量的Cl2，使Br-转化为Br2。（3）向含Br2的水溶液中通入空气和水蒸气，将Br2吹入盛有SO2溶液的吸收塔内。转化为HBr（4）向吸收塔中溶液内通入适量的氯气。用CCl4萃取分液最后经蒸馏可得液溴(4)、从海带中提取碘的实验海带海带灰海带灰悬浊液含I-的溶液含I2水溶液含碘苯溶液单质碘①灼烧②浸泡③④稀硫酸和H2O2⑤⑥滴加几滴淀粉溶液证明有碘单质灼烧使用的仪器：酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳④所发生的反应：H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O如何证明I2的存在：过滤萃取分液蒸馏(4)、从海带中提取碘的实验1、海水中提取溴的实验——空气吹出法海水粗盐苦卤(1)步骤①中用硫酸酸化可提高氯气的利用率，原因是：（2）步骤④的化学方程式：（3）步骤⑤、⑥的操作是：

，

，（4）步骤③的目的是：

，所发生反应的离子方程式：

，海水Cl-Br2③空气吹出吸收塔SO2反应后富集溴HBr、SO42－④通入Cl2Cl-、Br2⑤Br2的CCl4溶液

①硫酸酸化②通入氯气⑥Br2(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要的仪器是：（2）步骤③的实验操作名称是____________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是___________。（3）步骤④反应的离子方程