高考26开发利用金属矿物和海水资源.pptx

第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学最最 新新 考考 纲纲 下下 载载1.了解海水和金属矿物的综合利用。了解化了解海水和金属矿物的综合利用。了解化学科学发展对自然资源利用的作用学科学发展对自然资源利用的作用2.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义了解煤、石油和天然气等综合利用的意义3.了解能源是人类生存和社会发展的重要基了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用础。了解化学在解决能源危机中的重要作用第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学名名 师师 权权 威威 解解 读读自然自然资源的开发与利用，关系到社会可持续发资源的开发与利用，关系到社会可持续发展的问题，因此一直是高考命题的热点。主要展的问题，因此一直是高考命题的热点。主要考查内容有：常见元素及其化合物对环境质量考查内容有：常见元素及其化合物对环境质量的影响；在化工生产中遵循的影响；在化工生产中遵循“绿色化学绿色化学”思想思想的重要性；化工生产中自然资源综合利用的方的重要性；化工生产中自然资源综合利用的方法和意义。法和意义。高考考题把化学知识和实际生产、生活、环境高考考题把化学知识和实际生产、生活、环境污染等问题结合起来，突出化学与可持续发展污染等问题结合起来，突出化学与可持续发展的密切联系，考查学生分析问题和解决问题的的密切联系，考查学生分析问题和解决问题的能力。能力。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第第2626讲开发利用金属矿物和讲开发利用金属矿物和海水资源海水资源第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中的存在形式(1)游离态：如游离态：如_。(2)化合态：绝大多数金属以此形式存在。化合态：绝大多数金属以此形式存在。金、铂金、铂第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学2金属冶炼的原理金属冶炼的原理金属冶炼的原理是金属冶炼的原理是_的过程，即的过程，即Mnne=M。3金属冶炼的一般步骤金属冶炼的一般步骤矿石的富集矿石的富集_ _使金属化合物中的金属离使金属化合物中的金属离子得到电子被还原为金属单质子得到电子被还原为金属单质冶炼冶炼精炼精炼第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学4金属冶炼的方法金属冶炼的方法(金属活动性顺序表的反顺序金属活动性顺序表的反顺序)第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(1)物理法物理法适用于化学性质稳定，在自然界适用于化学性质稳定，在自然界中以游离态形式存在的金属。中以游离态形式存在的金属。(如如Au、Pt)。(2)热分解法热分解法适用于冶炼金属活动性适用于冶炼金属活动性_的金属。的金属。(写出化学方程式写出化学方程式)_。_。较差较差第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(3)热还原法热还原法适用于金属活动性介于适用于金属活动性介于_之间的大多数金属的冶炼。之间的大多数金属的冶炼。(写出化学方程式写出化学方程式)H2还原还原CuO：_。CO还原还原Fe2O3：_。C还原还原Fe3O4：_。ZnCu第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(4)电解法电解法适用于金属活动性适用于金属活动性_的金的金属的冶炼。属的冶炼。(写出化学方程式写出化学方程式)Na：_。Mg：_。Al：_。很强很强第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学能否用电解能否用电解AlCl3和和MgO的方法冶炼的方法冶炼Al、Mg?提示：提示：不能。因不能。因为AlCl3是共价化合物，熔融是共价化合物，熔融时无法无法电离出自由移离出自由移动的离子，不的离子，不导电；而；而MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融是离子化合物，但其熔点太高，熔融会消耗大量会消耗大量电能，成本能，成本较高。高。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用1海水水资源的利用海水水资源的利用(1)海水水资源的利用，主要包括海水水资源的利用，主要包括_和直接利用海水进行和直接利用海水进行_等。等。(2)海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有_、_、_等。等。海水的淡化海水的淡化循环冷却循环冷却蒸馏法蒸馏法电渗析电渗析法法离子交换法离子交换法第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学电解熔融电解熔融NaCl：_。(2)海水提镁、溴、碘。海水提镁、溴、碘。(3)海水中提取海水中提取_和和_用于核能的开发。用于核能的开发。(4)新型能源新型能源_、_的开发利用。的开发利用。铀铀重水重水潮汐能潮汐能波浪能波浪能第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学2从金属矿石中提炼金属的步骤从金属矿石中提炼金属的步骤步骤步骤 一般方法或原理一般方法或原理目的目的矿石矿石富集富集采矿、选矿、粉碎、筛矿、采矿、选矿、粉碎、筛矿、洗矿等洗矿等除去杂质、提除去杂质、提高矿石中有用高矿石中有用成分的含量成分的含量冶炼冶炼利用氧化还原反应原理，利用氧化还原反应原理，在一定条件下用还原剂把在一定条件下用还原剂把金属矿石中的金属离子还金属矿石中的金属离子还原成金属单质原成金属单质得到粗金属得到粗金属(含含少量杂质少量杂质)单质单质精炼精炼加入除杂试剂除去杂质或加入除杂试剂除去杂质或电解精炼电解精炼提炼纯金属提炼纯金属第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学3.铝热反应铝热反应(1)原理原理铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质。单质。(2)引燃剂和铝热剂引燃剂和铝热剂引燃剂：镁条、氯酸钾。引燃剂：镁条、氯酸钾。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学铝热剂：铝粉和金属氧化物铝热剂：铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等等)组成的混合物。组成的混合物。(3)实验现象实验现象镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。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，仔细观察，待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。可以发现落下的是铁珠。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学【答案答案】B第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学 名师指点名师指点选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活泼性。金属活动性顺序表存在形态和金属的活泼性。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原；金属中，金属的位置越靠后，越容易被还原；金属的位置越靠前，越难被还原。的位置越靠前，越难被还原。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学1下列化工生产原理错误的是下列化工生产原理错误的是()可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠；可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁；用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝；炼铁炼铁时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需时高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热。加热。A BC D第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学解析：解析：钠特特别活活泼，加入，加入氯化化镁溶液溶液时先与先与水反水反应生成生成NaOH和和H2，接着生成，接着生成Mg(OH)2沉淀，沉淀，错；冶；冶炼铝使用的是使用的是Al2O3，错；高炉高炉炼铁中所中所发生的反生的反应是放是放热反反应，但是，但是仍需要高温，仍需要高温，错。选D。答案：答案：D第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学 海水资源的开发利用海水资源的开发利用1海水淡化方法及原理海水淡化方法及原理淡淡化化方方法法原理原理蒸馏蒸馏法法将海水加热至将海水加热至105 蒸发汽化，蒸发汽化，然后蒸汽冷凝而得到蒸馏水然后蒸汽冷凝而得到蒸馏水第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学电电渗渗析析法法利用阴、阳离子交换膜对水中阴、利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子电场作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目转移到另一部分水中而达到除盐目的的离子离子交换交换法法用阳离子交换树脂和阴离子交换树用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子得到去脂除去海水中的阴、阳离子得到去离子水的方法离子水的方法第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学2.镁的提取镁的提取(1)流程流程第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学3溴的提取溴的提取(1)流程流程第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称指出提取碘的过程中有关的实验操作名称_；写出过程；写出过程中有关反应的离子中有关反应的离子方程式：方程式：_。(2)提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为_。A酒精、四氯化碳酒精、四氯化碳 B四氯化碳、苯四氯化碳、苯C汽油、醋酸汽油、醋酸 D汽油、甘油汽油、甘油第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是器、物品，尚缺少的玻璃仪器是_。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学【解析解析】(1)从提取碘的流程从提取碘的流程图上看出，操上看出，操作作是将固体是将固体(残渣残渣)和液体和液体(含含I的溶液的溶液)分离分离开的操作，开的操作，这一操作称一操作称为过滤。反。反应是用是用Cl2将将I氧化成氧化成I2的反的反应。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(2)利用利用I2在有机溶在有机溶剂(如如CCl4、苯、苯)中的溶解中的溶解度度远大于水中的溶解度，用有机溶大于水中的溶解度，用有机溶剂将碘水将碘水中的碘提取出来，其中，酒精、甘油、醋酸中的碘提取出来，其中，酒精、甘油、醋酸均与水互溶不分均与水互溶不分层，不合，不合题目要求。目要求。(3)操作操作中缺少漏斗，操作中缺少漏斗，操作中缺少分液漏中缺少分液漏斗。斗。【答案答案】(1)过滤过滤2ICl2=I22Cl(2)B(3)漏斗、分液漏斗漏斗、分液漏斗第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学2海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；把贝壳制成石灰乳；向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；过滤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；电解得到产物。电解得到产物。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是应类型是_。A分解反应分解反应 B化合反应化合反应C置换反应置换反应 D复分解反应复分解反应第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学答案：答案：C第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学1(2009年广东单科年广东单科)广东正在建设海洋强省。下列广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是说法不正确的是()A从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B往淡水中加入往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产等配成人造海水，可用于海产品的长途运输品的长途运输C赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的域的富营养化而造成的D海洋经济专属区的资源开发可获得海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属等金属解析：解析：D选项中中B不是金属。不是金属。答案答案：D第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(1)请列举海水淡化的两种方法：请列举海水淡化的两种方法：_、_。(2)将将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有接得到的产品有H2、_、_或或H2、_。(3)步骤步骤中已获得中已获得Br2，步骤，步骤中又将中又将Br2还原还原为为Br，其目的为，其目的为_。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(4)步骤步骤用用SO2水溶液吸收水溶液吸收Br2，吸收率可达，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为，有关反应的离子方程式为_，由此反应，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是的主要问题是_。(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点的沸点为为59，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学请你参与分析讨论：请你参与分析讨论：图中仪器图中仪器B的名称：的名称：_。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是和橡胶管，其原因是_。实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：的，操作中如何控制关键条件：_。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学C中液体产物颜色为中液体产物颜色为_，为除去该，为除去该产物中仍残留的少量产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作溶液，充分反应后，再进行的分离操作是是_。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学解析：解析：Na、Mg都是活都是活泼金属，金属，应选用用电解解法，故法，故A项正确，正确，B项错误。Fe是是较活活泼的金的金属，用属，用还原原剂还原的方法，原的方法，C项正确。正确。Hg是是不活不活泼金属，用金属，用热分解法，分解法，D项正确。正确。答案：答案：B第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学2(2010年扬州模拟年扬州模拟)金属材料在日常生活以及生金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是不正确的是()A合金的性质与其组成金属的性质不完全相同合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B工业上金属工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制都是用电解熔融氯化物制得的得的C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子金属原子D越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学解析：解析：合金的性合金的性质与其成分金属的性与其成分金属的性质不完不完全相同，如硬度、全相同，如硬度、强度更大、熔点更低等，度更大、熔点更低等，A正确；因正确；因AlCl3为共价化合物，熔融共价化合物，熔融时不不导电，冶，冶炼铝应用用电解熔融解熔融Al2O3的方法，的方法，B错误；金属冶；金属冶炼就是把金属阳离子就是把金属阳离子还原原为金属金属原子，越活原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越的金属，其阳离子的氧化性越弱，越弱，越难被被还原，原，C、D正确。正确。答案：答案：B第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学3从海水中提取镁可按如下步骤进行：从海水中提取镁可按如下步骤进行：把把贝壳制成石灰乳；贝壳制成石灰乳；向引入的海水中加入石向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；将沉淀将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；电解电解得到产物。下列关于提取镁的说法中，不正得到产物。下列关于提取镁的说法中，不正确的是确的是()A此法的优点之一是原料来自大海此法的优点之一是原料来自大海B进行进行步骤的目的是富集步骤的目的是富集MgCl2C可用电解熔融氧化镁的方法制取镁可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D电解冶炼镁要消耗大量电能电解冶炼镁要消耗大量电能 第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学解析：解析：由于由于MgO的熔点高，不能使用的熔点高，不能使用电解熔解熔融融MgO的方法冶的方法冶炼Mg。答案：答案：C第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学5工业上对海水资源综合开发利用的部分工工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。艺流程如下图所示。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是离子是_。电解槽中的阳极材料为。电解槽中的阳极材料为_。(2)本工艺流程中先后制得本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和和Mg(OH)2，能否按，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的的顺序制备：顺序制备：_，原因是，原因是_。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是是_。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学解析：解析：依据海水依据海水资源源综合开合开发的的图示和示和氯碱工碱工业中隔膜的作用，逐步逆推，并注意每步操作中隔膜的作用，逐步逆推，并注意每步操作所引起的影响与所引起的影响与结果。果。(1)阳极得阳极得NaOH溶液，溶液，则离子膜和隔膜只允离子膜和隔膜只允许通通过阳离子，即大量阳离子，即大量Na。阳极。阳极为钛或石墨。或石墨。(2)Br2可直接通可直接通过Cl2氧化制得氧化制得Br2；若使第二步；若使第二步制得制得Mg(OH)2，则必必须加入石灰水，因加入石灰水，因CaSO4是微溶的，故也可能同是微溶的，故也可能同时使使CaSO4沉淀。沉淀。(3)在在实验中可采取中可采取CCl4萃取萃取Br2，但从，但从CCl4中中分离出分离出单质Br2的工的工艺复复杂。第九章化学与自然资源的开发利用化学第九章化学与自然资源的开发利用化学答案：答案：(1)阳离子阳离子(或或Na)钛钛(石墨石墨)(2)否如果先沉淀否如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹，则沉淀中会夹有杂质有杂质CaSO4沉淀，产品不纯沉淀，产品不纯(3)分离分离Br2和四氯化碳工艺复杂，设备投资和四氯化碳工艺复杂，设备投资大、经济效益低，同时引起污染大、经济效益低，同时引起污染课时训练营课时训练营