《金属矿物的开发利用-海水资源的开发利用》课件

《金属矿物的开发利用海水资源的开发利用》素养目标学法指导1．掌握不同金属冶炼的一般方法和原理，培养变化观念与证据推理能力2．了解海水的主要组成元素。了解海水淡化的方法及其意义3．了解海水资源的开发和利用，熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理。培养科学探究与创新精神等核心素养4．了解金属回收和资源保护的意义，体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。培养科学态度与社会责任等核心素养1．在复习金属活动性顺序的基础上，领会不同活性金属的冶炼方法及一般原理2．通过观看视频或观察教师的演示实验，加深对铝热反应原理及实验操作的学习，完善金属冶炼的方法及原理3．通过观看海水资源综合利用的资料或视频，认识海水淡化方法、海水提溴的原理和方法知识导图

课前·新知导学1．金属在自然界中的存在形态金属矿物的开发利用单质化合物

2．金属的冶炼将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程。(1)热分解法。适用于________的金属的冶炼。写出下列反应的化学方程式。①加热分解HgO:_______________________________。②加热分解Ag2O:_______________________________。不活泼(2)电解法。适用于__________的金属的冶炼。写出下列反应的化学方程式。①冶炼金属钠：_______________________________。②冶炼金属镁：_______________________________。③冶炼金属铝：_______________________________。非常活泼铝的生产原理示意图如下：氧化铝冰晶石

(3)高温还原法。适用于大部分中等活泼的金属，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气、一些活泼金属等。请完成下列冶炼金属的化学方程式。①焦炭还原氧化铜：_______________________________。②一氧化碳还原氧化铁：_______________________________。③氢气还原氧化铜：_______________________________。④铝热反应冶炼铁：_______________________________。3．有效利用金属资源的途径(1)提高金属矿物的____________。(2)防止金属的____________。(3)加强废旧金属的_______________。(4)使用____________代替金属材料。利用率腐蚀回收和再利用其他材料

(1)金属铜的冶炼，除了高温还原法外，你还能列举出哪些获得金属铜的方法？(2)冶炼镁是电解熔融的MgCl2，冶炼铝为什么不采取电解熔融的AlCl3?微思考【答案】B【解析】K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属不能用普通的还原剂把它们从其相应的氧化物中还原出来，一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。1．海水资源(1)海洋约占地球表面积的71%，海水约占地球总水量的97%。(2)海水中的化学元素。海水资源的开发利用多样性常量元素(99%)：除O、H外，含有________________、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素；微量元素(1%)：共计80多种分散性虽然海水中元素种类很多，总储量________，但许多元素的富集程度________Cl、Na、Mg

很大很低

2．海水资源的开发利用(1)主要包括海水淡化和直接利用海水进行_________等。海水淡化的方法主要有________法、__________法和__________法等。(2)海水制盐。①氯化钠除供食用外，还可用于生产____________、____________、钠、氯气、________等。②从制盐基础上，还可从海水中制取______、______、________及其他化工产品。(3)从海水中还可提取______和重水，获得________________等新型能源。循环冷却蒸馏电渗析离子交换

烧碱纯碱盐酸镁钾溴铀潮汐能、波浪能3．海水提溴——“吹出法”提溴过程过程具体操作化学原理氧化用________氧化海水中溴离子__________________________吹出用________将生成的溴吹出—吸收用___________作还原剂使溴转化为氢溴酸____________________________蒸馏再用______将氢溴酸氧化为溴后______分离____________________________氯气Cl2＋2Br－====2Cl－

＋Br2

空气二氧化硫氯气蒸馏Cl2＋2Br－

====2Cl－

＋Br2

(1)海水淡化、制盐、提取溴等属于物理变化还是化学变化？(2)“吹出法”提溴过程中有两次氧化过程，都是用氯气将溴离子氧化为溴，这样做的目的是什么？微思考【答案】(1)海水淡化和海水制盐是物理变化，海水提取溴是化学变化。(2)富集溴。【答案】B【解析】从海水中提取溴，先用Cl2将溴离子氧化为溴单质，再用空气吹出生成的溴，用SO2作还原剂使Br2转化为氢溴酸，最后用Cl2将氢溴酸氧化为Br2后蒸馏分离。课堂·素养初培任务一金属的冶炼原理素养探源核心素养考查途径变化观念与平衡思想科学态度与社会责任金属的冶炼原理中常考查：金属镁、铝的冶炼原料为何不是氧化镁、氯化铝；铜的冶炼原理(火法炼铜)；氢气还原氧化铜实验的操作(何时通氢气、何时停止通氢气)等[情境导入](1)根据金属冶炼的方法讨论，金属冶炼的实质是什么？【答案】金属冶炼的实质是金属离子得到电子被还原为金属单质的过程，即Mn＋＋ne－====M。(2)从自然界中获得金属单质，是否都必须发生氧化还原反应？【答案】否。有些金属单质化学性质稳定，如金、铂等，在自然界中主要以游离态形式存在，获得这些金属就不需要发生氧化还原反应，用富集的方法就可以，如淘金。(3)为什么不用电解氧化镁而选用电解氯化镁的方法来制备镁？(已知：MgO的熔点为2852℃，MgCl2的熔点为118℃)【答案】氯化镁的熔点比氧化镁的熔点低，用氯化镁作原料制备镁更节约能源。1．金属活动性顺序与金属冶炼的关系[深化理解]2．金属冶炼的热还原法(1)热还原法的分类。③用C作还原剂冶炼得到的金属往往混有焦炭和碳化物，得不到纯度较高的金属。④用铝热反应冶炼金属，虽克服了被冶炼金属及其氧化物熔点高、难冶炼的问题，但是成本较高。[典例精练]【答案】C【解析】活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D均正确；C中为火法炼铜，C错误。

金属材料在日常生活、生产中有着广泛的应用。下列关于金属的说法不正确的是(

)A．越活泼的金属越难冶炼B．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的【答案】D【解析】金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子，因此金属越活泼，对应金属阳离子氧化性越弱，则金属越难冶炼，A、C均正确；合金一般比各成分金属的熔、沸点更低，硬度更大，B正确；因AlCl3为共价化合物，其熔融状态下不导电，因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝，而通常用电解Al2O3的方法来冶炼铝。任务二海水提溴素养探源核心素养考查途径变化观念与平衡思想科学态度与社会责任本知识点在考题中常有考查，特别是在综合实验题中的考查，要综合运用溴的性质、用途等知识[情境导入]从海水中提取溴元素连续发生以下三个反应：①Cl2＋2Br－====Br2＋2Cl－②Br2＋SO2＋2H2O====2HBr＋H2SO4③Cl2＋2Br－====Br2＋2Cl－(1)海水中溴元素是以溴离子形式存在，只发生反应①就得到单质溴，为什么还设计②③两步反应？【答案】使溴进一步富集。(2)反应②中溴发生什么反应，表现出溴单质的什么性质？【答案】发生还原反应，溴单质表现氧化性。1．生产流程图[深化理解]

海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：[典例精练](1)步骤①反应的离子方程式是______________________________。(2)步骤③反应的化学方程式是______________________________。(3)从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是________。A．NaCl

B．FeCl2

C．Na2SO3

D．H2O(4)步骤⑤蒸馏的过程中，温度应控制在80～90℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：_______________________________。(5)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏得到液溴？____________________________________。【答案】(1)2Br－＋Cl2

====Br2＋2Cl－(2)SO2＋Br2＋2H2O====H2SO4＋2HBr

(3)BC(4)若温度过高，大量水蒸气随溴蒸出，所得气体中水蒸气的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低(5)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高，而“溴水混合物Ⅱ”实际上将溴水浓缩了下列推断不合理的是(

)A．热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质B．SO2吸收溴的反应方程式为SO2＋2H2O＋Br2====H2SO4＋2HBrC．流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等D．没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能【答案】C【解析】溴易挥发，用热空气将溴吹出，A正确；SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，B正确；流程中SO2被氧化为H2SO4，不可能被循环使用，C错误；“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2的海水相比效率更高，消耗能源少，成本低，D正确。任务三海带提碘、海水提镁素养探源核心素养考查途径变化观念与平衡思想科学态度与社会责任海带提碘、海水提镁在新教材正文中没有过多介绍，但在课后习题中还是以大题的形式进行了较为详细的学习，所以对这两部分知识还是要加以重视。考题中经常考查：海带提碘的原理、碘元素的检验、海水提镁流程、氯化镁水合物制取氯化镁固体时的操作环境限制等[情境导入](1)海带中的碘元素以何种形式存在？如何将海带中的碘元素转化成单质碘？【答案】海带中的碘元素以I－形式存在，可加入氧化剂把I－氧化成I2。(2)检验溶液中是否含有I－，所用试剂是硝酸银溶液和稀硝酸，二者的添加顺序如何？【答案】先向含I－的溶液中添加硝酸银溶液，再加稀硝酸，若先加稀硝酸，I－会被氧化为I2。(3)海水提镁的过程中涉及的基本反应类型是什么？【答案】分解反应、复分解反应。1．海带中含有碘元素的检验(1)实验步骤。[深化理解](2)主要反应：2H＋＋2I－＋H2O2====I2＋2H2O2．海带中提碘(1)主要流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质(2)主要反应：Cl2＋2KI====2KCl＋I2。【特别提醒】(1)海水中的碘的浓度很低，碘一般从海带或一些海藻植物中提取。(2)由于I2易升华，从碘的有机溶剂溶液中提取时应采用水浴加热，可避免高温下I2的升华。3．海水中提镁(1)工艺流程。

下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(

)[典例精练]A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气【答案】B

海带中含有碘元素。从海带中提取碘有如下步骤，合理的操作顺序是(

)①通入足量Cl2

②将海带焙烧成灰后加水搅拌③加CCl4振荡

④用分液漏斗分液⑤过滤A．①②③④⑤

B．②⑤①③④C．①③⑤②④ D．②①③⑤④【答案】B【解析】从海带中提取碘的过程是焙烧→溶解→过滤→用Cl2把I－氧化成I2→CCl4萃取→分液。(一)在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的富集？

学生提出三个不同观点。观点1：直接往海水中加入沉淀剂。观点2：高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂。观点3：利用晒盐后的苦卤水，再加入沉淀剂。请你评价三个学生提出的观点是否正确(填“是”或“否”)，并简述理由。观点是否正确简述理由学生1的观点

学生2的观点

学生3的观点

(二)在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的分离？(1)为了使镁离子沉淀下来，加入的足量试剂①是____________________(