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1、第四章 化学与自然资源的开发利用自然资源的开发利用一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿拿破仑拿破仑 与与铝碗铝碗100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯的奖杯铝杯，赠送给门捷列夫。铝杯，赠送给门捷列夫。一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1 1、金属元素的存在：、金属元素的存在：除了金、铂等极少数金属外，绝除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于大多数金属以化合物
2、的形式存在于自然界。自然界。n+M得电子得电子M（被还原）（被还原）原理是原理是氧化还原氧化还原反应反应金属活动性顺序金属活动性顺序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逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强金属离子的得电子能力逐渐增强（2）热分解法）热分解法（适用于不（适用于不活泼金属）活泼金属）2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热（1）物理提取法：）物理提取法：适用于极不活泼的金属适用于极不活泼的金属Pt、Au（3）热还原法（）热还原法（适用于中等活泼的金属适用于中等活泼的金属）CuO
3、+H2=Cu+H2O Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温常用的还原剂有：C CO H2 Al 等铝热反应铝热反应实验实验41 注意观察现象注意观察现象反应现象：镁镁条燃烧条燃烧，放出大量热，发，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温铝热剂铝热剂 铝铝还原剂还原剂（活泼金属（活泼金属可作还原剂）可作还原剂）3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高
4、温高温其它的铝热反应：其它的铝热反应：应用：应用：(1)(1)焊接钢轨，焊接钢轨，(2)(2)冶炼金属。冶炼金属。（4）电解法）电解法（适用于（适用于非常非常活泼金属活泼金属）MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解湿法炼铜湿法炼铜:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu火法炼铜火法炼铜:Cu2S+O2=2Cu+SO2高温高温其他冶炼方法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg AgPt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法
5、金属冶炼的方法 合理开发和利用矿物资源，主要途径有：合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量、减少金属的使用量3、加强金属资源的回收和再利用、加强金属资源的回收和再利用4、使用其他材料代替金属材料、使用其他材料代替金属材料 1、下列各种冶炼方法中，可以制得、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（相应金属的是（）A、加热氧化铝、加热氧化铝 B、加热碳酸钙、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热2、根据金属在金属活动顺序表中的位置、根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制
6、取下列金属最适宜的方法：及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：Na Zn Hg Au C电解法电解法加热还原法加热还原法加热分解法加热分解法物理提取法物理提取法 第一节第一节 开发利用金属资源和海水资源开发利用金属资源和海水资源 二、海水资源的开发和利用二、海水资源的开发和利用（第二课时）从太空观察地球，看到地球上有七片陆从太空观察地球，看到地球上有七片陆地地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中在一大片蓝色的海洋之中海洋是“历史留给人类人类的资源储备”海洋是美丽的，海洋是美丽的，也是富饶的也是富饶的 海水资源的广泛性：海洋约占地球表面积71%海洋中的资源：动物动物:（鱼类、海狮、海马、贝类（鱼类
7、、海狮、海马、贝类 植物植物:（海草、海带（海草、海带 矿物矿物:（各种盐、（各种盐、NaCl、MgCl2.海底金属结核矿、石油海底金属结核矿、石油 水水 :（水资源及各种溶解的盐类（水资源及各种溶解的盐类海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源海水资源的利用 海水水资源的利用 海水化学资源的利用1、从海水中提取淡水、从海水中提取淡水海水淡化海水淡化 海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有蒸馏法蒸馏法、电渗电渗析法析法、离子交换法离子交换法等。等。海水蒸馏原理示意图海水蒸馏原理示意图进进出出原理：原理：加热到水的加热到水的沸点，液态沸点，液态水变为水蒸水变为水蒸气与海水中气与海水中的盐分离，的盐分离
8、，水蒸汽冷凝水蒸汽冷凝得到淡水。得到淡水。太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图：2、海水晒盐（煮海为盐）、海水晒盐（煮海为盐）A 科学探究：科学探究：如何证明海带中有碘离子？如何证明海带中有碘离子？阅读阅读P P9191实验实验4-2 4-2 化学方程式：化学方程式：2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O海带提碘：海带提碘：海带海带海带灰海带灰溶解过滤溶解过滤灼烧灼烧残渣残渣含含I-的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有机溶液的有机溶液萃取萃取证明海带中含有碘，有以下步骤证明海带中含有碘，有以下步骤灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；灼烧
9、海带至完全生成灰，停止加热，冷却；在滤液中滴加稀在滤液中滴加稀HH2 2SOSO4 4及及HH2 2OO2 2，然后加入，然后加入几滴淀粉溶液；用剪刀剪碎海带，用酒精几滴淀粉溶液；用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；润湿，放入坩埚中；海带灰转移到小烧杯，海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤.(1)(1)合理的步骤是合理的步骤是_(2)(2)证明含碘的步骤是证明含碘的步骤是_,_,现象是现象是_,_,反应的离子方程式是反应的离子方程式是 _滴入淀粉溶液，溶液滴入淀粉溶液，溶液变蓝变蓝2I2I-+2H+2H+H+H2 2O O2 2 I I2 2+2H+2H
10、2 2O O 其他氧化I-的反应 2I-+Cl2=I2 +2Cl-2I-+MnO2 +2H+=I2 +H2O+Mn2+思考与交流：思考与交流：如何将海水中的溴离子转变成溴单质？阅读教材如何将海水中的溴离子转变成溴单质？阅读教材P91页资料卡片页资料卡片海水提溴。海水提溴。1 1、推测海水提溴的步骤和实验装置；、推测海水提溴的步骤和实验装置；2 2、写出相关的化学方程式。、写出相关的化学方程式。浓缩海水浓缩海水溴单质溴单质氢溴酸氢溴酸单质溴单质溴通入通入Cl2通入空气，通入空气，SO2吸收吸收通入通入Cl22NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl2H2H2 2O+BrO+Br2 2+SO+SO2 2=H=H2 2SOSO4 4+2HBr+2HBr2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2HCl+2HCl海水提溴的实验室模拟装置海水提溴的实验室模拟装置图4-5 海水综合利用联合工业体系一例
