单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/4/29,#,第 四 章,化学与自然资源的开发利用,第,一 节,开发利用金属矿物和海水资源,第 四 章化学与自然资源的开发利用第 一,1,考点分析,1.,以海水、金属矿物等资源的综合利用为例,，了,解化学方法在实现物质间转化中的作用。,2.,掌握,金属活动顺序表,与,金属冶炼,的关系,3.,掌握海水,水资源,的利用与海水中,化学资,源,的,利用,考点分析1.以海水、金属矿物等资源的综合利用为例，了解化学方,2,你知道以下金属大概是什么年代被发现的吗？,黄金：,至今已有4000多年的历史。在古代，人们刚知道开采银矿时，由于当时人们取得的银的量很小，使得它的价值比金还贵。,距今45004000年龙山时代，相当于尧舜禹传说时代。,中国目前已知的最早冶炼铁器为三峡地区出土的虢国玉柄铁剑，距今2800年。,类从发现铝至今只大概,2,00年的历史，当时大军事大拿破仑让,客人,们用,银餐具,，偏偏,自己,用,铝碗,，是为了显示自己的高贵和尊严,距今10000年以前,黄金就已经被人类发现并利用。在人类有历史记载的几千年里,黄金基本上属于帝王贵族才能拥有的财富。,白银：,铜：,铁：,铝：,你知道以下金属大概是什么年代被发现的吗？黄金,3,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性逐渐减弱,金属活动性不同，还原方法,一样,吗？,由此你想到了什么,？,与金属活动顺序表有什么联系？,+n,M,矿石中的金属是,:,得,电子,被还原,化合态,M,0,分析,:,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu,4,简单，实用，节省的原则,1.,热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。,在金属活动性顺序表中，对于一些不活泼金属的,氧化物,受热就能分解。,冶炼方法的选择,原则,:,2Ag,2,O=4Ag+O,2,2HgO=2Hg+O,2,P88,简单，实用，节省的原则1.热分解法 有些不活泼金属仅用热,5,2,电解法,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。,2Al,2,O,3,(,熔融,)=4Al+3O,2,电解,冰晶石,2NaCl(,熔融,)=2Na+Cl,2,电解,MgCl,2,(,熔融,)=Mg+Cl,2,电解,注意：,电解时必须是熔融状态，这样才能产生离子而导电,2电解法2Al2O3(熔融)=4Al+3O2,6,高温,Fe,2,O,3,+3CO =2Fe+3CO,2,多,数金属的冶炼过程属于热还原法,常用的还原剂有,焦炭、,一氧化碳,、,氢气,和,活泼金属,等,2CuO+C,=2Cu+CO,2,高温,Fe,2,O,3,+2 Al=2Fe+Al,2,O,3,高温,MgO+C,=Mg+CO,高温,3.,热还原法,高温Fe2O3+3CO =2Fe+3CO2,7,（,1,）热分解法,:,适用于金属活动性顺序表中,不活泼,的金属冶炼。,（,2,）电解法,:,适用于钾、钠、钙、铝等,活泼金属,的冶炼,K Ca Na Mg Al,（,3,）热还原法,:,适用于金属活动性顺序表,中部,的金属冶炼。,适用于,极不活泼,的金属,的冶炼。,(,4),物理提取法,：,Hg Ag,Zn Fe Sn Pb(H)Cu,Pt Au,总结：,（1）热分解法:适用于金属活动性顺序表中不活泼的金属冶炼。,8,K Ca Na Mg,Al,Zn Fe Sn Pb(H)Cu,Hg Ag,Pt Au,电解法,热还原法,热分解法,物理,提取法,（,C,、,CO,、,H,2,、,Al,等）,不同金属冶炼方法的选择归纳,：,（按金属活动顺序表划分）,K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H),9,练 习,1.,下列各组金属,最,适合,用,H,2,或,CO,把它,从化合物中还原出来的是,A.Ca,、,Mg B.Al,、,Fe,C.Fe,、,Cu D.Hg,、,Ag,2.,列金属氧化物不能用焦炭还原的是,A.CaO B.Ag,2,O C.CuO D.Fe,2,O,3,C,A,用电解法也可以提炼,Zn,、,Fe,等,简单，实用，节省的原则,练 习1.下列各组金属最适合用 H2 或 CO 把它,10,15,年14.高炉炼铁的主要反应是：,Fe,2,O,3,+3CO,=2Fe+3CO,2,，该方法在冶金工业上称为,（）,A.电解法,B.热还原法,C.热分解法,D.铝热法,高温,B,15年14.高炉炼铁的主要反应是：高温B,11,实验,4,1,铝热反应,p89,1,、,镁条,的作用是什么？,2,、,氯酸钾,的作用是什么？,问题,引燃剂,实验411、镁条的作用是什么？问题引燃剂,12,反应现象,：,Fe,2,O,3,+2Al=2Fe+Al,2,O,3,高温,铝热剂,反应现象,：剧烈反应，发出强光，纸漏 斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。,镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内,剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。,反应现象：Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O,13,结论,：,Fe,2,O,3,+2Al=2Fe+Al,2,O,3,高温,其它铝热反应,高温,3Co,3,O,4,+8Al=9Co+4Al,2,O,3,3MnO,2,+4Al=3Mn+2Al,2,O,3,高温,Cr,2,O,3,+2Al=2Cr+Al,2,O,3,高温,铝是,常用,的,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,。,结论：Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3,14,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，使铝与金属氧化物反应，,冶炼,钒、铬、锰,等,等,高熔点,金属,铝热反应的应用铝热反应的原理可以应用在生产上,15,11,年19.铝热法炼铁的化学方程式是：,Fe,2,O,3,2Al,=2FeAl,2,O,3,.这种金属冶炼的方法属于(),A.还原法 B.分解法,C.电解法 D.以上三种方法均是,高温,A,11年19.铝热法炼铁的化学方程式是：高温A,16,13,年15.下列金属的冶炼原理中，属于热分解法的是（）：,A.2HgO,=,2HgO,2,B.Fe,3,O,4,4CO,=,3Fe4CO,2,C.FeCuSO,4,=,CuFeSO,4,D.2NaCl(熔融),=,2NaCl,2,高温,电解,B,13年15.下列金属的冶炼原理中，属于热分解法的是（,17,二、海水资源的开发利用,从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中,是“历史留给,人类,的资源储备”,海洋是美丽的，,也是富饶的,二、海水资源的开发利用 从太空观察地球，看到地球上有七,18,海洋生物资源,海洋生物资源,19,海水资源的利用：,主要有：,1.,海水中水资源的利用,海水的淡化（咸水,淡水）,2.,直接利用海水进行循环冷却（作冷却,用水）,海水为什么不能直接饮用？,海水资源的利用：主要有：海水为什么不能直接饮用？,20,海水的淡化：,（,1,）海水淡化的途径,:,从海水中,提取淡水、分离出盐,（,2,）海水淡化的方法,:p90,蒸 馏 法,最先使用，技术成熟，但成本高,海水的淡化：（1）海水淡化的途径:,21,蒸馏法所用的装置及原理,原理,：,加热到,水,的,沸点,使水汽化变成,水蒸气,，再,冷凝,得,淡,水。,进,冷却水,出,蒸馏法所用的装置及原理 原理：加热到水的沸点,使,22,人教版高中化学必修二4,23,电渗析法,电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的一种方法。,成本低，但未能大量生产,离子交换法,是利用交换剂（即交换树脂）与溶液中的离子发生交换进行分离的方法,目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂,电渗析法,24,16,年27（10分）海洋约占地球表面积的71%，具有巨大的开发潜力。,海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗法和离子交换法等。图4为海水蒸馏原理示意图，请回答下列问题：,（1）冷却水的进水中国,（填“a”或“b”）；,（2）碎瓷片的作用是,（填“防止暴沸”或“作催化剂”）。,a,防止暴沸,16年27（10分）海洋约占地球表面积的71%，具有巨大,25,如何证明海带中存在,碘,元素,?,实验,4-2,（一）实验方法：,（,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，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,1ml,H,2,O,2,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。,如何证明海带中存在碘元素?实验4-2（一）实验方法：,26,(,二,),实验现象：,加入,H,2,O,2,溶液后，溶液颜色变为,深黄,色；加入,淀粉,溶液后，溶液又变为,深蓝色,。,(,三,),化学方程式：,2KI+H,2,O,2,+H,2,SO,4,=I,2,+K,2,SO,4,+2H,2,O,海水综合利用联合工业体系一例,p92,(二)实验现象：(三)化学方程式：海水综合利用联合工业体系,27,海水中提取溴的实验,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。,（,2,）向酸化的海水中通入适量的,氯气,，使溴离子转化为,溴单质,。,（,3,）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质,吹入,盛有,二氧化硫,溶液的吸收塔内。转化为,氢溴酸,（,4,）向吸收塔中溶液内通入适量的,氯气,。最后经蒸馏可得,液溴,(,用,CCl,4,萃取,),海水中提取溴的实验实验方法：,28,海水中提取溴实验的方程式,2NaBr+Cl,2,=Br,2,+2NaCl,上面置换反应得到的,Br,2,的浓度,很,低,，难以收集，用空气,吹出,Br,2,后,用,SO,2,吸收,，使溴得到,富集,，,Br,2,+SO,2,+2H,2,O=2HBr+H,2,SO,4,2HBr+Cl,2,=Br,2,+2HCl,海水中提取溴实验的方程式2NaBr+Cl2=Br2,29,16,年27,目前，从海水提取的溴占世界溴年产量的三分之一左右，空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法。其中一种工艺流程为：,海水浓缩，酸化；通入Cl,2,，使Br,-,转化为Br,2,；,通入空气、水蒸气，将Br,2,吹入吸收塔，与吸收剂SO,2,反应转化为HBr；,通入Cl,2,，再经过一系列处理得到产品Br,2,。,请回答下列问题：,（1）步骤、操作的目的是,（填“富集溴”或“萃取溴”）；,（2）在步骤中，生成HBr的化学方程式是,；,（3）在步骤中，若通入22.4LCl,2,（标准状况），理论上可得Br,2,g。（,Br,的相对原子质量,80,）,富集溴,Br,2,+SO,2,+2H,2,O=2HBr+H,2,SO,4,160,16年27目前，从海水提取的溴占世界溴年产量的三分之,30,作业,：,学考书,P65 18,、,15,、,17,作业：学考书P65 18、15、17,31,