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时间:2018-12-16
《高中化学4.1《开发利用金属矿物和海水资源》学案7 新人教版必修2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第一节开发利用金属矿物和海水资源【高考目标定位】考纲导引考点梳理1.了解金属矿物和海水的综合利用。2.了解化学科学发展对自然资源利用的作用。1.金属矿物的开发利用2.海水资源的开发利用【考纲知识梳理】一、金属矿物1.自然界中金属元素多数以化合态形式存在,少数以游离态(Au、Pt)形式存在.2.金属的冶炼利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。(1)步骤第一步:矿石的富集。第二步:冶炼。第三步:精炼。(2)金属冶炼的方法实质是还原的方法。金属阳离子得电子变成金属原子,金属的化学活动性不同,金属阳离子得电子的能力也不同。三种冶
2、炼方法。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,位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。②热还原法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③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。金属活泼性不同,金属冶炼的方法不同。3.资源保护的主要途径(1)提高金属矿物的利用率(2)减少金属的使用率(3)加强金属资料的回收和再利用(4)使用其他材料代替金属材料二、海水中水资源的利用1.主要包
3、括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去,都可以达到淡化海水的目的。2海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。3.海水化学资源的开发利用(1)氯碱工业、溴工业、镁工业、钾工业等的发展.(2)核能原料铀和重水的开发利用.(3)潮汐能、波浪能的开发利用.【要点名师精解】一、金属冶炼与金属活动性顺序表 1.根据金属离子得电子能力不同而采用不同的方法。金属的活动顺序:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属原子失电子能力强 → 弱金属离子得电子能力弱 → 强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法(1)电解法:(熔融):活
4、泼金属(K~Al)的冶炼常采用电解它的熔盐或氧化物的方法。 (2)还原剂法(高温):金属活动性顺序表中Zn~Cu之间的金属冶炼常采用此法。常用的还原剂有H2(CuO→Cu)、C(ZnO→Zn)、Na(TiCl4→Ti)、Al(Cr2O3→Cr)、CO(Fe2O3→Fe)等。(3)加热法:用于冶炼不活泼金属Hg、Ag 2HgO2Hg+O2↑,HgS+O2Hg+SO2,Ag2S+O22Ag+SO2(4)湿法:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu↓ (5)物理法:Au、Pt在自然界中主要以游离态存在,利用密度。2.铝热反应(1)反应现象:镁条剧烈燃烧,放出大量热,发出耀眼白光,纸漏斗内剧烈反
5、应,纸漏斗被烧穿,有熔融物落入沙中。(活泼金属——可作还原剂)(2)原理Al是还原剂,另一种氧化物作氧化剂,是铝将氧化物中的金属置换出来的反应;其实质是铝将氧化物中化合态的金属还原为金属单质.(3)反应特点①高温条件;②剧烈燃烧,放出大量的热;③新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离.(4)引燃剂和铝热剂①引燃剂:镁条、氯酸钾.②铝热剂:铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物.(5)应用:①焊接钢轨,②冶炼金属。【例1】下列金属冶炼的反应原理,错误的是()A、2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B、MgO+H2Mg+H2OC、Fe3O4+4CO3Fe+4
6、CO2D、2HgO2Hg+O2↑答案:B二、海水资源的综合利用1.提取镁。 从海水中提取镁的主要工艺流程如下:1)为了使MgCl2转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用 NaOH或Ca(OH)2 ,要使MgCl2完全转化为沉淀,加入试剂①的量应过量,验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2的方法取上层清液,滴入NaOH溶液,不产生沉淀(2)加入试剂①,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤。(3)试剂②可以选用 HCl。(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,写出该反应的化学方程式 。、2.海水提溴(空气吹出法):(1)步骤①用蒸馏法将海水浓缩,用硫酸
7、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汽,将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。(2)有关反应的离子方程式3.海带提碘及碘元素的检验(1)流程(2)反应的离子方程式2H++2I-+H2O2===I2+2H2O4.海水的淡化——蒸馏法原理:加热到水的沸点,液态水变
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