2016-2017学年人教版必修2开发利用金属矿物和海水资源学案(1)

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1、第一节开发利用金属矿物和海水资源知识梳理一、金属的化学性质1.大多数金属与许多非金属单质在一定条件下发生反应△占燃△Fe+S^=FeS6Fe+4O2==^2Fe3O42Cu+S^=Cu2SHg+S==HgS2.金属与酸的反应位于金属活动顺序表中蛍前面的金属，与非氧化性的酸反应，生成盐和蛍气。Fe+H2SO4====FcSO4+H2TZn+2HCl===ZnCl2+H2T3.金属与水的反应位于金属活动顺序表中氢前面的金属，与水在常温或加热条件下发生反应。2Na+2H2O====2NaOH+H2TMg+2H2O==Mg(OH)2+H2T4•金属与其他金

2、属的盐溶液的反应金属活动顺序表中，排在前面的金属能把排在其后面的金属从其盐溶液中置换出来。2Al+3Hg(NO3)2====2Al(NO3)3+3HgFc+CuSC)4==FcSO4+CuCu+AgN03==Cu(N()3)2+Ag二、金属冶炼的原理金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，聚集成为金属单质。三、金属冶炼的步骤第一步：矿石的富集，除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。第二步：冶炼，利用氧化还原反应，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属单质。第三步：精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。四、

3、金属的冶炼方法1.热分解法(很不活泼金属)：适用于金属活动顺序表中Hg及其以后的金属。2HgO^=2Hg+O2T2Ag2O^=4Ag+O2T2.热还原法：常用的还原剂有焦炭、CO、H2、活泼金属，适用于金属活动顺序表中Zn、Cu之间的金屈。Fc2O3+3CO^^=2Fc+3CO2WO3+3H2，，wlW+3H20高温Cr2Q3+2Al—^^Al2O3+2Cr3•电解法：适用于金属活动顺序表川AI及其以前的金属。

4、

5、

6、解2AI2O3(熔融)^=4A1+3O2T电解2NaCl(熔融)2Na+C12T五、海水资源的开发利用1.海水资源海水中的元素可分为以

7、下几种：Eh、o—h2o常见元索：Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr微最元素2.海水水资源的利用海水水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。海水淡化的方法主要有：(1)蒸憎法：英屮普遍采用的是“多级闪急蒸僧法”，70%的淡化海水是用这种方法生产的。常压下，水的沸点是100°C，减压时水的沸点降低。“多级闪急蒸憾法”就是设计了一种压强一个比一个低的蒸发室，将它们连通在一起，当高温海水从它们中间通过时，水就会被瞬间蒸发变为水蒸气，经冷凝成为淡水。(2)电渗析法：将具有选择透过性的正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(

8、阴膜)交替排列，组成多个相互独立的隔室，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动，隔室内海水被淡化,而相邻隔室内的海水被浓缩，淡水与浓缩海水得以分离。(3)反渗析法：利用只允许溶剂透过，不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分开。(4)结晶法：在海水屮加入极易挥发的物质一一丁烷，丁烷挥发带走海水的热量使海水屮的水结冰，从而使水和盐分离。(5)离子交换法。3.海水化学资源的利用海水化学资源的利用是通过对海水的综合开发，制得氯化钠、镁、钾、澳及其化工产品等，如海水提浪。海水提浪的过程如下图：知识导学1.注意理解金属的还原性金属单质具有相对较活泼的性质，主要

9、表现为还原性。以化合态形式存在的金属较多，以游离态形式存在的金屈元素较少。有的金屈元素含量较髙，有的金属元素含量较低。如儿种金属元素在地壳中的质量分数为：A1：7.45%,Fc：4.2%,Ca：3.25%,Na：2.40%金属元素的原子失去电子越容易，该金属元素的阳离子得电子就越难，金属元素的原子失去电子越难；该金属元素的阳离子得电子就越容易。不同的金属元素，其金属性不同，因此，将不同的金属元素由化合态还原为游离态的难易程度不同，有的其至相差很大。2.金属冶炼的实质是利用还原的方法使金属化合物屮的化合态金属得到电子变成金属单质。Mn++ne">M用

10、焦炭还原冶炼法冶炼金属，炼得的金属往往会有少量的碳熔合在其中。又由于用一氧化碳冶炼法冶炼金属时，一氧化碳一般是在金属冶炼炉中通过下列反应生成：△C（焦炭）+O2^=CO2CO2+C（焦炭）』^2C0所以，用一氧化碳冶炼法炼得金属也会含有少量的碳。用氢气还原法冶炼金属，炼得金属的纯度相对较高，但成本也较高。用铝热反应法冶炼金属，克服了被炼金属及其氧化物熔点高、难以冶炼的问题，但成本也较高。由于金属矿石中一般混有多种杂质且在高温下少量还原剂与炼出的金属熔合等原因，用热还原冶炼法炼得的金属往往不纯。但是这种不纯，有的是有必要的，也有的是不必要的而需要提纯

11、。1.注意：氧化铝通常为固体，熔点在2000°C以上。固态的氧化铝不能被电解，熔融态的氧化铝才能被电解。若将氧化铝加热，要