1、2024/3/19,開發(fā)利用金屬礦物和海水資源,,,,,,,,,,金,銀,鉑,隕鐵,,赤鐵礦,磁鐵礦,黃鐵礦,孔雀石,菱鎂礦,鋁土礦,氯化鈉,,,游離態(tài)金屬礦,化合態(tài)金屬礦,黃銅礦,2024/3/19,金,銀,人類最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：,銅,2024/3/19,思考：分析一下這是什么原因呢？,Cu2（OH）2CO3 ===== 2CuO + H2O + CO2↑,,C + 2CuO =

2、==== CO2 + 2Cu,高溫,銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長的“石器時代”.,在公元前6000年到7000年左右，人類開始邁進了象征古代文明開端的“銅器時代”。,銅 鏡,漢武帝時銅幣,先秦刀幣,2024/3/19,我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我們在西漢初時已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到500年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌

3、握這一技術(shù)。,古代中國勞動人民用木炭煉鐵,一、 金屬的冶煉,人們?nèi)粘?yīng)用的金屬材料，多為合金或純金屬，這就需要把金屬從礦石中提煉出來，這就是人們常說的金屬的冶煉。,1. 金屬冶煉的實質(zhì),利用氧化還原反應(yīng)，使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子變成金屬原子。即：,想一想:要使金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì),金屬元素的化合價如何變化,發(fā)生什么反應(yīng)?,2024/3/19,金屬活動性順序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu

4、Hg Ag Pt Au,,金屬活動性逐漸減弱,金屬離子的得電子能力逐漸增強,2024/3/19,冶煉金屬的方法,要根據(jù)金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法,2024/3/19,1、熱分解法（適合一些不活潑金屬）,冶煉金屬的幾種方法,2、物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、Au,2024/3/19,3、電解法（適合一些非常活潑金屬）,,2024/3/19,4 、熱還原法（適用于大部分金屬）,2024/3/19,鋁熱反應(yīng)實驗4

5、－1,注意觀察現(xiàn)象,2024/3/19,反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。,,鋁熱劑,鋁是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。,實驗驗證：,1 鎂條的作用是什么？ kClO3的作用是什么？,4 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？,2 紙漏斗為什么要打濕并剪孔？,3 蒸發(fā)皿為什么要盛沙子？,解決問題,1

6、 鎂條的作用是什么？kClO3的作用是什么？,4 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？,2 紙漏斗為什么要打濕并剪孔？,3 蒸發(fā)皿為什么要盛沙子？,1 引燃，提供高溫 助燃，提供氧氣,2 讓熔融物易于落下,3 防止高溫的熔融物使蒸發(fā)皿炸裂,4 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),2024/3/19,其它鋁熱反應(yīng),2024/3/19,鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用,鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉

7、釩、鉻、錳等。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,,金屬單質(zhì)的還原性減弱，金屬離子的氧化性增強,電解法,熱還原法,熱分解法,物理方法,金屬活動性順序與金屬的冶煉方法,小 結(jié),(1)為什么不同的金屬的冶煉方法不同?,(2)為什么人類使用鐵器比使用銅器晚?,濕法煉銅:Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu,,火法煉銅:Cu2S+O2＝2Cu+SO2,,高溫,2024/3/19,今天鋁的

8、產(chǎn)量已經(jīng)僅次于鋼鐵了，鋁及鋁合金成為現(xiàn)代文明不可缺少的金屬，鋁在工業(yè)上被稱為“鋼精”，是因為它的合金不但輕，而且強度足以替代鋼鐵，鋁除了用于建材之外，還被用于航天工業(yè)，如我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號，外殼全部用鋁合金制成，美國的阿波羅—11號，宇宙飛船所用的金屬材料中，鋁及合金75%左右，可以說人類送上太空的金屬中，鋁是最多的了。,注意：正常人的人體，每70公斤體重約含61毫克鋁。,但鋁攝入過多卻是對人體有害的，經(jīng)研究表明，鋁元素能滲入

9、人腦，與神經(jīng)元細胞釋放出來的具有傳遞信息功能的有機堿反應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)傳遞信息受阻，引起老年癡呆。,1、金屬回收的意義,⑴節(jié)約礦物資源；⑵節(jié)約能源；⑶減少環(huán)境污染。,2、回收廢舊金屬的利用,2024/3/19,,合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：,… … … … …,2024/3/19,練習(xí),1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng) 金屬的是（ ）A、加熱氧化鋁 B、加熱碳酸

10、鈣C、電解熔融氯化鈉 D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動順序表中的位置及性質(zhì)，推測制取下列金屬最適宜的方法：①Na ②Zn ③Hg ④Au,C,電解法,加熱還原法,加熱分解法,物理提取法,練習(xí)2:,下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是( )A.WO3B.

11、MnO2C.MgOD.V2O5,,,C,2024/3/19,海水資源的開發(fā)利用,為什么中日在釣魚島問題上互不相讓?,釣魚島又稱釣魚臺、釣魚臺群島、釣魚臺列島（日本人稱其為“尖閣列島”），位于中國東海大陸架的東部邊緣，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上是附屬于臺灣的大陸性島嶼。釣魚列島周圍海域面積約為17萬平方公里，相當(dāng)于5個臺灣本島面積。釣魚諸島及其附近海域，不僅蘊藏有大量石油資源，在其他方面也有巨大的經(jīng)濟價值。,問題與討論：,,,海水中蘊含著豐富的水資

12、源和化學(xué)資源，21世紀(jì)人類將重點開發(fā)海洋資源。,海水資源的分布特點,1、海水資源的廣闊性,2、海水資源的多樣性,3、海水資源的分散性,總之，海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫?。?！,海水中資源的分類,海水資源,水資源,化學(xué)資源,生物資源,能源,……….,一、水資源的開發(fā)利用：,2024/3/19,1.海水水資源的利用：海水的淡化,（1）使海水淡化的途徑,通過海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。,（2）

13、海水淡化的方法及其特點,海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。 其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，但成本較高。,——利用于分離和提純沸點不同液態(tài)混合物,蒸餾,溶液體積不超過燒瓶體積1/3,蒸餾用于分離哪些混合物？,太陽能蒸發(fā)海水示意圖：,2024/3/19,,2024/3/19,煮海,為鹽,從海水中提取NaCl,2024/3/19,含80多種元素，以氫、氧、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等較多

14、。被稱為“元素的故鄉(xiāng)”。但許多元素富集程度很低,海水中鈾多達45億噸,是已知陸地鈾礦儲量的4500倍。氘有50億噸足夠人類用上千萬年.,海水中的化學(xué)資源,2024/3/19,鎂在地殼中含量只有鋁的四分之一，而且鎂比鋁更加活潑，所以要想礦物質(zhì)中獲取鎂，代價比鋁更高。,Mg,海洋中含有大量的氯化鎂，海水又咸又苦。,咸是因為含有氯化鈉，,苦是因為含有氯化鎂，,同樣道理，粗鹽易潮解是因為其中含有較多的氯化鎂，而氯化鎂易吸水。,據(jù)估算

15、，假如每年從海水中提取1億噸鎂,再過一百萬年，海水中鎂的含量也只會從目前的0.13%降低到0.12%，即只減少了萬分之一?？芍^取之不盡，用之不竭。,2024/3/19,海洋中的礦產(chǎn)資源,2024/3/19,2.海水化學(xué)資源的開發(fā)利用,海水綜合利用的重要方向是：海水淡化同化工生產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合。如從海水中制得的氯化鈉除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取鎂、鉀、溴及

16、其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工業(yè)上的發(fā)展。 從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。 例如，鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義?；瘜W(xué)在開發(fā)海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。,2024/3/19,海帶提碘：,海帶,海帶灰,溶解過濾,灼燒,,,殘渣,,含I-的溶液,,稀H2SO4 H2O2,含I2的溶液,含I2的

17、有機溶液,,萃取,2I- + H2O2 + 2H+ = I2+ 2H2O,2024/3/19,海水提溴：主要方法是空氣吹出法,主要流程,海水,,濃縮酸化,濃縮海水Br-,,通入氯氣,海水Cl-Br2,,通入空氣水蒸氣(吹入),吸收塔SO2,,反應(yīng)后富集溴,HBr、SO42－,,通入Cl2,Cl-Br2,,分離,溴單質(zhì),化學(xué)方程式：2NaBr ＋ Cl2 === Br2 ＋2NaClBr2 ＋ SO2 ＋ 2H2O

18、=== 2HBr ＋ H2SO42HBr ＋ Cl2 === Br2 ＋ 2HCl,,CaO,Mg(OH)2,MgCl2?6H2O,MgCl2,Mg,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,1.海水中提取鎂,2．從海水中提取下列物質(zhì)，可以不涉及化學(xué)變化的是(　　)A．Mg　　　　　　B．NaClC．Br2 D．K解析：海水中存在大量NaCl，可以通過蒸發(fā)的方法獲得NaCl，而Mg、Br2、K在海水中均是以化合態(tài)

19、的形式存在，需通過氧化還原反應(yīng)才能獲得。答案：B,1．從海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常溶有少量氯 氣，除去氯氣應(yīng)該采用的方法是 (　　)A．加入適量的Na2CO3溶液B．通入溴蒸氣C．加入適量的NaOH溶液D．加入適量的NaBr溶液解析：Na2CO3溶液和NaOH溶液都能與Br2發(fā)生反應(yīng)，不能用于除雜。答案：D,課堂練習(xí)：,水資源非常重要，聯(lián)合國確定2003年為國際淡水年，以下關(guān)于水的

20、說法錯誤的是（ ）A.蒸餾法是海水淡化的方法之一B.淡水的密度小于海水的密度C.融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井水中的少D.0℃以上，溫度越高，水的密度越小,D,醫(yī)生建議因缺少某種元素而患甲狀腺腫大的病人多食海帶，這是由于海帶中含有較豐富的（ ）A.碘元素 B.鐵元素C.鉀元素 D.鋅元素,A,一位海上遇難的水手，隨著木排在海上漂流。他用完了淡水，感到異?？诳?，但