开发利用金属矿物和海水资源--(课堂PPT).ppt

第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源 1【问题【问题1 1】为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属的活动性顺序与金属冶炼方法之间存在什么关系？的活动性顺序与金属冶炼方法之间存在什么关系？1 1、自然界中金属元素的存在形式、自然界中金属元素的存在形式 除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。化合态的形式存在于自然界。冶炼金属的冶炼金属的实质实质是用还原的方法使金属化是用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。合物中的金属离子得到电子变成金属原子。2 2、金属的冶炼、金属的冶炼的实质的实质Mn+M+ne-一、一、金属的冶炼金属的冶炼2金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱二二 、金属冶炼的方法的选择金属冶炼的方法的选择快速阅读课本快速阅读课本88页内容，找出金属冶页内容，找出金属冶炼有多少种方法，分别是什么？适用炼有多少种方法，分别是什么？适用于金属活动顺序表中的哪些金属于金属活动顺序表中的哪些金属?（1）热分解法）热分解法（2）热还原法）热还原法（3）电解法）电解法3K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag金属活动性（还原性）：金属活动性（还原性）：强强弱弱电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法K+Ca2+Na+Mg 2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H+）Cu2+Hg2+Ag+离子的氧化性离子的氧化性弱弱强强3、冶炼金属的方法、冶炼金属的方法4现象现象原理原理镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，纸漏斗内纸漏斗内剧剧烈反应，烈反应，纸漏斗被烧穿纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。，有熔融物落入沙中。2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3=2Fe+Al=2Fe+Al2 2O O3 3高温高温铝热剂：铝热剂：铝与氧化铁的混合物铝与氧化铁的混合物问题问题2 2 什么是铝热反应？它的原理是什么？有什么什么是铝热反应？它的原理是什么？有什么特点和具体应用？特点和具体应用？镁条为引燃剂镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂氯酸钾为助燃剂实验实验4-1 4-1 铝热反应铝热反应5铝铝热热反反应应的的应应用用焊接钢轨焊接钢轨冶炼冶炼(高熔点的金属高熔点的金属)6练习练习:1:1、写出、写出HgOHgO，AgAg2 2OO受热分解的化学方程受热分解的化学方程式式2Hg gO =2Hg g+O22Ag g2O =4Ag g+O22、请写出、请写出MnO2、Cr2O3、分别与、分别与Al反应的反应的化学方程式化学方程式3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温7练习练习:写出电解写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式的化学方程式 MgCl2=Mg+Cl2电解电解(熔融）熔融）2Al2O3=4Al +3O2(熔融）熔融）冰晶石冰晶石电解电解89海洋生物资源海洋生物资源10海底矿产资源海底矿产资源大陆架的浅海海底：大陆架的浅海海底：石油、天然气、煤、硫、磷等石油、天然气、煤、硫、磷等近岸带的滨海砂矿：近岸带的滨海砂矿：砂、贝壳等建筑材料和金属矿砂、贝壳等建筑材料和金属矿产产多数海盆中：多数海盆中：深海锰结核深海锰结核海洋油、气开发11海洋能源的利用海洋能源的利用具有开发价值的：波浪发电和潮汐发电具有开发价值的：波浪发电和潮汐发电 此外，铀和重水目前是核能开发的重要此外，铀和重水目前是核能开发的重要原料，从海水中提铀和重水对一个国家来原料，从海水中提铀和重水对一个国家来说具有战略意义。说具有战略意义。12水资源水资源:化学资源化学资源:生物资源生物资源:能源能源海海洋洋资资源源1313亿亿吨亿亿吨重水：重水：200200万吨万吨潮汐能：潮汐能：2727亿千瓦亿千瓦波浪能：波浪能：700700亿千瓦亿千瓦海底石油海底石油:1350:1350亿吨亿吨每年每年6 6亿吨鱼虾贝藻，亿吨鱼虾贝藻，现在捕捞量为每年现在捕捞量为每年90009000万吨万吨天然气：天然气：140140万亿立方米万亿立方米镁、钾、铀、锶等矿物：镁、钾、铀、锶等矿物：5 5亿亿吨亿亿吨锰结核：锰结核：3 3万亿吨万亿吨金总量金总量5105107 7t t1t1t海水中仅有海水中仅有410410-6-6g g富集程度很低富集程度很低广阔性、多样性、分散性广阔性、多样性、分散性13海水提取海水提取Mg海水淡化海水淡化海水提取海水提取NaClBr2的提取的提取海水综合利用联合工业体系一例海水综合利用联合工业体系一例阅读教材阅读教材P90-P91P90-P91海水海水包含元素和包含元素和目前海水的目前海水的开发利用开发利用14问题一：海水的淡化问题一：海水的淡化蒸馏法蒸馏法加入沸石加入沸石或碎瓷片或碎瓷片温度计水温度计水银球处于银球处于支管口处支管口处水，下水，下进上出进上出液体体积液体体积不超过烧不超过烧瓶体积瓶体积1/3原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸汽原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸汽与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水 思考：蒸馏适用于分离哪些混合物？思考：蒸馏适用于分离哪些混合物？海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有蒸馏法蒸馏法、电渗析法电渗析法、离子交换法离子交换法等。等。15问题二：知识回顾问题二：知识回顾 海水中提取海水中提取NaCl16粗盐中的杂质：泥沙、粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-除杂试剂：除杂试剂：Na2CO3 NaOH BaCl2试剂加入顺序：试剂加入顺序：基本原则：基本原则：先加先加BaCl2,后加后加Na2CO3问题二：知识回顾问题二：知识回顾 海水中提取海水中提取NaCl最后加最后加盐酸盐酸除除CO32、OH。17物质提纯的方案设计一般思路：物质提纯的方案设计一般思路：分分析析混混合合物物的的组组成成根据杂根据杂质的特质的特点选择点选择除杂试除杂试剂剂和和分分离方法离方法所加试所加试剂的剂的顺顺序序、用用量量及及过过量量后如后如何处理何处理18海带中的碘海带中的碘阅读实验思考问题：阅读实验思考问题：海带中的碘元素以什么形式存在？海带中的碘元素以什么形式存在？实验时为什么用酒精润湿海带？实验时为什么用酒精润湿海带？II-具有什么性质？具有什么性质？怎样才可以把怎样才可以把I I-转化为转化为I I2 2？加氧化剂怎样知道有碘单质生成呢？加氧化剂怎样知道有碘单质生成呢？很多氧化剂都可以氧化很多氧化剂都可以氧化I I-，用，用H H2 2O O2 2有什有什么好处？么好处？19灼烧灼烧H2O2（H+）淀粉淀粉CCl4过滤过滤溶解溶解紫红色紫红色蓝色蓝色海带海带滤液滤液I-I2海带灰海带灰实验实验(4-2)(4-2)I2CCl4蒸馏蒸馏问题三：问题三：知识应用知识应用 提取海带中的碘提取海带中的碘20地球上地球上99%以上的溴蕴藏以上的溴蕴藏在大海中在大海中,以以Br-形式存在，形式存在，因此溴又被称为因此溴又被称为“海洋元素海洋元素”。海水中溴的提取是将海水中溴的提取是将Br-转变为转变为Br2是海水提溴是海水提溴中关键的化学反应。中关键的化学反应。液溴液溴(Br2)21 思考与交流：思考与交流：如如何何将将海海水水中中的的溴溴离离子子转转变变成成溴溴单单质质？阅阅读读教教材材P91页资料卡片页资料卡片海水提溴海水提溴。1 1、写出相关的化学方程式。、写出相关的化学方程式。浓缩海水浓缩海水Br2HBr溶液溶液Br2通入通入Cl2通入空气，通入空气，SO2吸收吸收通入通入Cl2问题四：问题四：知识应用知识应用 海水中提取海水中提取BrBr2 22NaBr+Cl2=Br2+2NaCl 2H2O+Br2+SO2=H2SO4+2HBr2HBr+Cl2=Br2+2HCl22 镁被誉为镁被誉为“国防金属国防金属”，60%的镁从海水提取的镁从海水提取海水海水镁镁飞机飞机23海水（海水（Mg2+）Mg试剂试剂溶液溶液Mg(OH)2沉淀沉淀试剂试剂MgCl2溶液溶液海水海水(含含Mg2+)Mg无水无水MgCl2熔融熔融 电解电解？化学反应化学反应问题五：问题五：知识拓展知识拓展 从海水中提取从海水中提取Mg完成教材完成教材P934P934题题24体会和收获体会和收获 用到了那些分离、提纯的方法？用到了那些分离、提纯的方法？海海水水蒸发蒸发结晶结晶 H2O 粗盐粗盐 精盐精盐 Na 卤水卤水 Br2 HBr Br2 Mg(OH)2 MgCl2 Mg蒸馏蒸馏25