开发利用金属矿物和海水资源1.ppt

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1、开发利用金属矿物和海水资源第四章化学与自然资源的开发利用一、金属矿物的开发利用你能说出几种常见的金属单质及其在自然界中的存在形式吗？思考：极少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、铜、银；化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。1、冶炼金属的方法a、热分解法（对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来）2HgO===2Hg+O2↑加热2Ag2O===4Ag+O2↑加热b、电解法（适合一些

2、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c、热还原法〔在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来〕写出符合上述条件的几个方程式Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑高温CuO+H2===Cu+H2O高温ZnO+C===Zn+CO↑高温Fe+CuSO4===FeSO4+CuFe2O3+2Al===2Fe+Al2O3↑高温铝热反应注意观察演示

3、实验现象反应现象：镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温其它铝热反应3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温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于冶炼高熔点金属，如冶炼钒、铬、锰等铝热反应的应用小结：结合金属活动顺序表思考不同金属的冶炼方法电解法热还原法热分

4、解法KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg思考：为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属使用的先后与金属冶炼的难易有关2、金属的冶炼的步骤：矿石的富集、冶炼、精炼3、金属的回收和资源保护回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银二、海水资源的开发利用海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。化学资源：含元素80多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，

5、在陆地上发现的１００多种化学元素，在海水中已找到８０多种，其中７０多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，钾有５００万亿吨，溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨。矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨。通常只要每平方米有5㎏的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有18000公里的大陆海岸线，管辖的海域

6、面积近300万平方公里。能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。海洋生物品种繁多，我国就有20278种，其中入药的有700种。1、海水水资源的利用海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。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。海水淡化的方法主要有蒸馏

7、法、电渗析法、离子交换法等。2、海水化学资源的利用a、海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。b．从海水中提取物质的方法⑴．从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。盐田法制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验室除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子的方法（需要仪器及实验步骤）先将样品溶解，加稍过量的氢氧化钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可。思考：(

8、2)．从海水中提取溴的主要工艺流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。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：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl③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：Br2+SO2