【化学】4.1.1《开发利用金属矿物和海水资源》课件(新人教版必修2).ppt

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1、第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源2021/8/5学习目标：1、了解金属在自然界中的存在形式。2、掌握金属的冶炼方法。3、掌握铝热反应原理及实验。4、了解金属回收和资源保护的意义。5、认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。2021/8/5人类最早发现和应用的金属分别是：2021/8/5“金属的冶炼”的实质是什么？冶炼金属的实质是用氧化还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。将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的过程在工业上称为金属的冶炼。2021/8/5金属活动性顺序KCaNaMgAl

2、ZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强2021/8/5冶炼金属的方法要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法2021/8/51、热分解法（适合一些不活泼金属）2HgO===2Hg+O2↑加热2Ag2O===4Ag+O2↑加热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、Au2021/8/53、热还原法（适用于大部分金属）CuO+H2===Cu+H2O高温Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑高温2021/8/5铝热反应实验4－1注意观察现象2021/8/5反应现象：①镁条

3、剧烈燃烧，②氧化铁粉和铝粉发生剧烈反应，③放出大量的热，发出耀眼的白光，④纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温铝热剂铝是还原剂，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。2021/8/53MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温其它铝热反应2021/8/5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

4、反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等2021/8/54、电解法（适合一些非常活泼金属）MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解2021/8/5KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法热分解法物理提取法2021/8/51、不同的金属，冶炼方法不同+nM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、N

5、a、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、Pt、Au强————————————→弱弱————————————→强电解法热还原法热分解法2021/8/5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2、减少金属的使用量3、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……………2021/8/5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：①Na②Zn③Hg④AuC

6、电解法加热还原法加热分解法物理提取法2021/8/5海水资源的开发利用2021/8/5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是“历史留给人类的资源储备”海洋是美丽的，也是富饶的2021/8/51.海水水资源的利用：海水的淡化（1）使海水淡化的途径通过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）海水淡化的方法及其特点海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。2021/8/5海水蒸馏原理示意图：2021/8/5太阳能蒸发海水示意图：2

7、021/8/5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2021/8/5海洋中的矿产资源2021/8/52.海水化学资源的开发利用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

8、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