高一化学-第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源-课件人教版必修二.ppt

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=4Ag+O,2,加热,归纳冶炼金属的几种方法,2、物理提取法：适用于极不活泼的,金属Pt、Au,3、热还原法（适用于大部分金属）,CuO+H,2,=Cu+H,2,O,高温,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,高温,铝热反应,实验41,注意观察现象,铝热我的文档化学新课程教学文件,高中必修2第四章化学与自然资源的开发利用,超华丽的铝热反应（流畅）（流畅）_352x272_2.00M_h.264.flv反应,反应现象,：,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。,Fe,2,O,3,+2Al=2Fe+Al,2,O,3,高温,1、镁条的作用是什么？,2、氯酸钾的作用是什么？,铝热剂,结论：,铝也是还原剂，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。所以一些活泼的金属也可作还原剂。,问题,引燃剂,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。,Fe,2,O,3,+2Al=2Fe+Al,2,O,3,高温,其它铝热反应,3MnO,2,+4Al=3Mn+2Al,2,O,3,高温,Cr,2,O,3,+2Al=2Cr+Al,2,O,3,高温,3Co,3,O,4,+8Al=9Co+4Al,2,O,3,高温,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,由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。,然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（,主要成 分是Al,2,O,3,，当然还是有很多其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。,Al,4、电解法（适合一,些非常活泼金属,）,MgCl,2,(熔融)=Mg+Cl,2,电解,2Al,2,O,3,(熔融)=4Al+3O,2,电解,冰晶石,2NaCl(熔融)=2Na+Cl,2,电解,助融剂,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,小结：,（1）热分解法和电解法适用于金属活动顺序中氢以后的金属冶炼或精炼。,（2）热还原法适用于金属活动顺序中部的金属冶炼,（3）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,金属活动性,：,强,弱,电解法,热还原法,热分解法,不同金属冶炼方法的选择,K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn Pb（H）Cu,Hg Ag,镁在地壳中含量只有铝的四分之一，而且镁比铝更加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价比铝更高。,Mg,海洋中含有大量的氯化镁，海水又咸又苦,。,咸是因为含有氯化钠，,苦是因为含有氯化镁,，,同样道理，粗盐易潮解是因为其中含有较多的氯化镁，而氯化镁易吸水。,据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的0.13%降低到0.12%，即只减少了万分之一。可谓取之不尽，用之不竭,。,1、不同的金属，冶炼方法不同,n,+,M,得电子,M,（被还原）,因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。,2、金属活动 性顺序金属的冶炼,金属活动顺序,金属失电子能力,金属离子的得电子,主要冶炼方法,K、Ca、Na、Mg、Al,Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu,Hg、Ag、Pt、Au,强,弱,弱,强,电解法,热还原法,热分解法,金属的化学性质和冶炼方法,金属矿物的开发利用,练习,1、下列各种冶炼方法中，可以制得,相应金属的是（）,A、加热氧化铝 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,2、根据金属在金属活动顺序表中的位置,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,加热还原法,加热分解法,物理提取法,二、海水资源的开发和利用,海水的,.第四章化学与自然资源的开发利用海水的综合利用.DAT,综合利用,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,海洋是“历史留给,人类,的资源储备,”,海洋是美丽的，,也是富饶的,海洋生物资源,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,海水中的化学资源,海洋中的矿产资源,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,:,（鱼类、海狮、海马、贝类,植物,:,（海草、海带,矿物,:,（各种盐、,NaCl,、,MgCl,2,.,海底金属结核矿、石油,水,:,（水资源及各种溶解的盐类,海水中的水,1.3X,10,9,亿,吨,占地球总水量,97%,（,3%,在陆地、淡水）,海水中除了水以外，还含有,80,多种元素，有的含量很大（如,NaCl,）有的含量很少（如,Au,）,海水资源的多样性,：,海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物,按含量计：含,O,、,H,及,Cl,、,Na,、,S,、,C,、,F,、,B,、,Br,、,Sr,共,13,种元素的质量占总水量的,99%,，其余,1%,为,70,多种含量微少的元素。,海水资源的分散性：,海水因为量太大、面太广，大多数元素尽管总量很大但由于太分散，含量极微少,如：海水中金元素总含量约为,50000000t,（,5,千万吨）但一顿海水中只含金元素,0.000004g,（,10,亿分之四克）,（百分之,0.000004,克）,海水综合利用的重要方向,海水综合利用的重要方向是：,海水淡化同,化工生产结合、同能源技术结合,。如从海水中,制得的,氯化钠,除食用外，还用作工业原料，如,生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂,白粉等含氯化工产品。从海水中制取,镁、钾、,溴,及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。,从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。,例如，,铀和重水,目前是核能开发中的重要原料，,从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战,略意义。化学在开发,海洋药物,方面也将发挥越,来越大的作用。,潮汐能、波浪能,等也是越来越,受到重视和开发的新型能源。,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（最先使用，技术成熟，但成本高）,电渗析法（成本低，但未能大量生产）,离子交换法（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,原理：,加热到水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。,注意：,图,4-3,海水,蒸馏,原理示意图,进,冷却水,出,图4-4太阳能蒸发原理示意图,煮,海,为,盐,海水浓缩,过滤,HCl溶液，适量,蒸发结晶,NaOH溶液、BaCl,2,溶液、Na,2,CO,3,溶液,过量,食盐的提取,海水的综合利用,（,1,）海水制盐,生产,NaCl,（,2,）,NaCl,的水溶液制,NaOH,（,3,）制金属,Na,（,4,）制,Na,2,CO,3,2NaCl+2H,2,O,电解,H,2,+Cl,2,+2NaOH,2NaCl（熔融）,电解,2Na+Cl,2,NaCl+H,2,O+NH,3,+CO,2,=NaHCO,3,+NH,4,Cl,NaHCO,3,=,H,2,O+CO,2,+Na,2,CO,3,从海水中制金属镁,海水,蒸发,粗盐,水、重结晶,精盐,母液,Mg(OH),2,盐酸、浓缩,MgCl,2,H,2,O,脱水,MgCl,2,电解,Mg,MgCl,2,+Ca(OH),2,=Mg(OH),2,+CaCl,2,Mg(OH),2,+2HCl =MgCl,2,+H,2,O,石灰乳,水,CaO,煅烧,贝壳,MgCl,2,通电,Mg+Cl,2,从海水中提取溴,(,写出有关的化学方程式,),课本,P,91,从海水中提取溴,2,NaBr,+Cl,2,=2,NaCl,+Br,2,Br,2,+SO,2,+2H,2,O=2HBr+H,2,SO,4,2HBr+Cl,2,=2HCl+Br,2,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。,（,4,）向吸收塔中溶液内通入适量的氯气。,（,5,）用CCl,4,萃取吸收塔中溶液里的溴单质,。,2.,如何证明海带中存在碘元素,实验4-2,1、,取约3克的干海带，用刷子去净其表面上的附着物，把海带剪碎后，用适量酒精浸湿，放入坩埚中,2、,把泥三角放在铁三脚架上，将坩埚放在泥三角上，点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰，停止加热，使海带冷却至室温。,3、,将海带灰转移到小烧杯中，加入约10mg蒸馏水，搅拌，煮沸2-3min，过滤,4、,在滤液中滴入几滴3mol/L的稀硫酸再加入约1ml3%的H,2,O,2 ，,观察现象,5、,再向溶液中加入几滴淀粉溶液，再观察现象,2.,如何证明海带中存在碘元素,实验4-2,实验现象,：加入,H,2,O,2,后，溶液由无色变为深黄色，再加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色,化学方程式,：,2KI+H,2,O,2,+H,2,SO,4,=I,2,+K,2,SO,4,+2H,2,O,图4-5,海水综合利用联合工业体系一例,练习,1.镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列可作为冷却气的是（）,（,1,）空气（,2,）,CO,2,(3)Ar(4)H,2,(5)N,2,A.(1)(2)B.(2)(3),C.(3)(4)D.(4)(5),由于镁很活泼，是还原性很强的金属，所以加热时能与许多气体物质反应。如空气、二氧化碳、氮气等，但不与氢气和稀有气体反应。镁与氮气的反应化学方程式为：,3Mg+N,2,Mg,3,N,2,C,2.稀硫酸中加入铜片，无现象，再加入下列某物质后，见铜片逐渐溶解，溶液呈蓝色。该物质为（）,ANaCl BKNO,3,CCa(OH),2,DFe,3.下列叙述中所描述的物质一定是金属元素的是（）,A易失去电子的物质,B原子最外层只有一个电子的元素,C单质具有金属光泽的元素,D第三周期中，原子的最外层上只有2个电子的元素,B,D,4.铝加入下列物质中会产生气体的是（）,A熔融NaOH BKOH溶液,C,Na2O2,固体,D,Na2O2,和水,5.铝热剂中铝的作用是（）,A催化剂 B氧化剂,C还原剂 D填充剂,B D,C,6.下列金属氧化物，不能用碳还原制得金属单质的是（）,A氧化铁 B氧化铝,C氧化镁 D氧化铜,7.列说法中不正确的是（）,A金属的冶炼原理，就是利用氧化还原反应原理，用还原剂在一定条件下将金属从矿石中还原出来,B冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂,C金属由化合态变为游离态，都是被还原,D金属单质被发现和应用得越早，其活动性一般较弱,B C,B C,8.下列冶炼金属的反应，一定是置换反应的是（）,A热分解法 B电解法,C铝热法炼铁 D高炉炼铁,9.下列冶炼金属的反应，一定是分解反应的是（）,A热分解法 B电解法,C铝热法炼铁 D高炉炼铁,C,A B,10.冶炼下列金属时，常用还原剂把它从化合物中还原出来的是（）,A钠 B镁,C铝 D铁,11.列金属冶炼方法与其他三种不同的是（）,AFe BK,CMg DAl,D,A,12.电解法炼铝时，冰晶石的作用是（）,A 熔剂 B 溶剂,C 还原剂 D氧化剂,13.下列海洋资源中属于可再生资源的是（）,A 海底石油、天然气,B 潮汐能,C 滨海砂矿,D锰结核,A,B,14.下列哪种方法不能实现海水的淡化（）,A蒸馏法 B电渗析法,C离子交换法 D电解法,15.用铝热剂冶炼金属，是利用了铝的（）,（1）具有还原性 （2）即能与酸反应又能与碱反应 （3）具有导电性 （4）被氧化过程放出大量热,A（1）B（1）（3）（4）,C（1）（4）D（1）（2）（3）（4）,D,C,16.下列说法正确的是（）,A有些活泼金属如铝可作还原法的还原剂,B用电解氯化钠溶液的方法可冶炼金属钠,C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝,D回收废旧金属，可以重新制成金属或它们的化合物,17.下列金属中，即可用热分解法又可用电解法制备的是（）,AFe BCu,CAl DAg,A D,D,18.通入氯气，把海水中的溴化物氧化成单质溴，该反应的离子方程式为：,19.把生成的溴从溶液中吹出，用纯碱（Na2CO3）溶液吸收（生成NaBr、NaBrO3、CO2），这一过程的化学方程式为,Cl,2,2Br,2Cl,Br,2,3Br,2,3Na,2,CO,3,5NaBrNaBrO,3,3CO,2,20.下列属于海水化学资源利用的是（）,A海水淡化 B海水提盐,C海水提溴 D海水发电,21.冶炼金属一般有下列四种方法（1）焦炭法；（2）水煤气（或氢气、一氧化碳）法；（3）活泼金属置换法；（4）电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（I）火烧孔雀石炼铜；（II）湿法炼铜；（III）铝热法炼铬；（IV）从光卤石中炼镁，对他们的冶炼方法分析不正确的是（）,AI用（1）BII用（2）CIII用（3）DIV用（4）,B C,选择金属的冶炼方法与金属在自然界中存在的状态、金属活泼性有关，光卤石中炼镁是指：先从光卤石中提取MgCl,2,，再电解MgCl,2,。,B,22.将吸收溴单质的溶液加入过量的硫酸酸化，即可得溴单质，该反应的离子方程式为,23.根据金属在金属活动性顺序中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法。,（1）Na：；,（2）Zn：；,（3）Hg：；,（4）Fe：。,5Br,BrO,3,6H,Br,2,3H,2,O,电解法,热还原法,热分解法,热还原法,24.铁是在地壳中含量很丰富的元素，也是生物体内所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还须加入焦炭和石灰石，请填空：,（1）写出磁铁矿的主要成分的化学式,（2）写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式,（3）写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式,（4）写出石灰石所参与的两个化学方程式,Fe,3,O,4,Fe,2,O,3,3CO 2Fe3CO,2,CO,2,CO,2,C O,2,C 2CO,CaCO,3,CaOCO,2,CaOSiO,2,CaSiO,3,25.试用化学方程式表示制取硝酸铜的四种方式,3Cu+8HNO,3,（稀）=3Cu(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,Cu+4HNO,3,（浓）=Cu(NO,3,),2,+2NO,2,+2H,2,O,Cu+2AgNO,3,=Cu(NO,3,),2,+2Ag,2Cu+O,2,2CuO，,CuO+2HNO,3,=Cu(NO,3,),2,+H,2,O,因为方案、均有污染大气的有毒气体NO、NO,2,生成，方案中AgNO,3,的价格比HNO3昂贵。故从环境保护和经济效益角度考虑，大量制取硝酸铜时，应选用方案,。,26.用H,2,做还原剂和用金属做还原剂相比较，所得金属的纯度（）,A用H,2,高 B用金属的高,C二者相同 D无法比较,用H,2,还原的产物是金属和水，水受热挥发，只得到金属；用金属还原所得的是混合物（金属与金属的化合物）。,A,27.,下列有关热分解冶炼金属的说法不正确的是 （）,AAg,2,O受热就能分解，Ag用热分解法制得,BAg,2,O受热分解的反应中，Ag,2,O既是氧化剂又是还原剂,CZnCO,3,高温下可分解，Zn可用热分解法制得,D工业上制汞既可用热分解法也可用热还原法,热分解法用于冶炼不活泼的金属，不活泼金属的阳离子氧化性较强，可被还原剂还原。,C,Thank You,世界触手可及,携手共进，齐创精品工程,