化学②必修4.1《开发利用金属矿物和海水资源》省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2025/11/19 周三,开发利用,金属矿物和海水资源,1/36,2025/11/19 周三,2/36,2025/11/19 周三,3/36,2025/11/19 周三,一、金属矿物开发利用,黄铜矿,赤铁矿,铝矿,锰矿,钨矿,锌矿,4/36,2025/11/19 周三,金,银,人类最早发觉和应用金属分别是：,铜,5/36,2025/11/19 周三,思考：分析一下这是什么原因呢？,Cu,2,（,OH,）,2,CO,3,=2CuO +H,2,O +CO,2,C +2CuO =CO,2,+2Cu,高温,铜是人类第一个大量使用金属，结束了漫长“石器时代”,.,在公元前,6000,年到,7000,年左右，人类开始前进了象征古代文明开端“,铜器时代,”。,铜 镜,汉武帝时铜币,先秦刀币,6/36,2025/11/19 周三,我国古代炼铁工业长久领先于世界，我们在西汉初时,已经知道用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲,一千余年，南宋末年工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲,最早英国直到,500,年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握,这一技术。,古代中国劳感人民用木炭炼铁,7/36,2025/11/19 周三,“金属的冶炼”的实质是什么？,冶炼金属实质是用还原,方法使金属化合物中金属离子,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过程在工业上称为金属冶炼。,8/36,2025/11/19 周三,金属活动性次序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性逐步减弱,金属离子得电子能力逐步增强,9/36,2025/11/19 周三,冶炼金属方法,要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法,10/36,2025/11/19 周三,1,、热分解法,（适合一些不活泼金属）,2HgO =2Hg+O,2,加热,2Ag,2,O =4Ag+O,2,加热,冶炼金属的几种方法,2,、物理提取法：适合用于极不活泼,金属,Pt,、,Au,11/36,2025/11/19 周三,3,、热还原法（适合用于大部分金属）,CuO+H,2,=Cu+H,2,O,高温,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,高温,12/36,2025/11/19 周三,铝热反应,试验,4,1,注意观察现象,13/36,2025/11/19 周三,反应现象,：,镁条猛烈燃烧，放出大量热，发出刺眼白光，纸漏斗内,猛烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。,Fe,2,O,3,+2Al=2Fe+Al,2,O,3,高温,铝热剂,铝是还原剂，在一定条件下与一些金属氧化物反应，把其中金属还原成单质。所以一些活泼金属也可作还原剂。,14/36,2025/11/19 周三,3MnO,2,+4Al=3Mn+2Al,2,O,3,高温,Cr,2,O,3,+2Al=2Cr+Al,2,O,3,高温,3Co,3,O,4,+8Al=9Co+4Al,2,O,3,高温,其它铝热反应,15/36,2025/11/19 周三,铝热反应应用,铝热反应原理能够应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也惯用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。,16/36,2025/11/19 周三,因为早期炼铝十分困难，所以铝价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至,19,世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店高档货。,然而自从美国青年化学家霍尔创造电解制铝法后，制铝工 艺不停改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（,主要成 分是,Al,2,O,3,，当然还是有很多其它杂质）中冶炼铝技术了，使得制铝成本大大下降，铝价格也一降千丈，走入千家万户。,Al,17/36,2025/11/19 周三,4,、电解法（适合一,些非常活泼金属,）,MgCl,2,(,熔融,)=Mg+Cl,2,电解,2Al,2,O,3,(,熔融,)=4Al+3O,2,电解,冰晶石,2NaCl(,熔融,)=2Na+Cl,2,电解,18/36,2025/11/19 周三,K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn Pb (H)Cu,Hg Ag,Pt Au,电解法,热还原法,热分解法,物理提取法,19/36,2025/11/19 周三,今天铝产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成为当代文明不可缺乏金属，铝在工业上被称为“钢精”，是因为它合金不但轻，而且强度足以替换钢铁，铝除了用于建材之外，还被用于航天工业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全部用铝合金制成，美国阿波罗,11,号，宇宙飞船所用金属材料中，铝及合金,75%,左右，能够说人类送上太空金属中，铝是最多了。,注意：正常人人体，每,70,千克体重约含,61,毫克铝。,但铝摄入过多却是对人体有害，经研究表明，铝元素能渗透人脑，与神经元细胞释放出来含有传递信息功效有机碱反应,，,造成神经系统传递信息受阻，引发老年痴呆。,20/36,2025/11/19 周三,镁在地壳中含量只有铝四分之一，而且镁比铝愈加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价比铝更高。,Mg,海洋中含有大量氯,化镁，海水又咸又苦,。,咸是因为含有氯化钠，,苦是因为含有氯化镁,，,一样道理，粗盐易潮解是因为其中含有较多氯化镁，而氯化镁易吸水。,据估算，假如每年从海水中提取,1,亿吨镁,再过一百万年，海水中镁含量也只会从,当前,0.13%,降低到,0.12%,，即只降低了,万分之一。可谓取之不尽，用之不竭。,21/36,2025/11/19 周三,1,、不一样金属，冶炼方法不一样,+n,M,得电子,M,（被还原）,因为金属离子得电子能力不一样，所以冶炼方法不一样。,2,、金属活动 性次序金属冶炼,金属活动次序,金属失电子能力,金属离子得电子,主要冶炼,方法,K,、,Ca,、,Na,、,Mg,、,Al,Zn,、,Fe,、,Sn,、,Pb,（,H,）、,Cu,Hg,、,Ag,、,Pt,、,Au,强,弱,弱,强,电解法,热还原法,热分解法,22/36,2025/11/19 周三,合理开发和利用矿物资源，主要路径有：,1,、提升金属矿物利用率,2,、降低金属使用量,3,、加强金属资源回收和再利用,4,、使用其它材料代替金属材料,23/36,2025/11/19 周三,练习,1,、以下各种冶炼方法中，能够制得对应,金属是（）,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,、依据金属在金属活动次序表中位置,及性质，推测制取以下金属最适宜方法：,Na,Zn,Hg,Au,C,电解法,加热还原法,加热分解法,物理提取法,24/36,2025/11/19 周三,海水资源的开发利用,25/36,2025/11/19 周三,26/36,2025/11/19 周三,从太空观察地球，看到地球上有七片陆地,“,漂浮,”,在一大片蓝色海洋之中,是,“,历史留给,人类,资源贮备,”,海洋是漂亮，,也是丰饶,27/36,2025/11/19 周三,1.,海水水资源利用：海水淡化,（,1,）使海水淡化路径,经过海水中提取淡水或从海水中把盐分离,出去，都能够到达淡化海水目标。,（,2,）海水淡化方法及其特点,海水淡化方法主要有,蒸馏法、电渗析法、,离子交换法,等。,其中,蒸馏法,历史最,久，技术和工艺也比较完,善，但成本较高。,28/36,海水蒸馏原理示意图：,2025/11/19 周三,29/36,太阳能蒸发海水示意图：,2025/11/19 周三,30/36,2025/11/19 周三,含,80,各种元素，以氢、氧、,氯、钠、镁、硫、钙、钾等,较多。被称为“元素故乡”。,海水中铀多达,45,亿吨,是已知陆地铀矿储量,4500,倍。氘有,50,亿,吨足够人类用上千万,年,.,海水中化学资源,31/36,2025/11/19 周三,海洋中矿产资源,32/36,2025/11/19 周三,2.,海水化学资源开发利用,海水综合利用主要方向是：,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,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发展。,从海水中取得其它物质和能量含有辽阔前景。,比如，,铀和重水,当前是核能开发中主要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说含有战略意义。化学在开发,海洋药品,方面也将发挥越来越大作用。,潮汐能、波浪能,等也是越来越受到重视和开发新型能源。,33/36,2025/11/19 周三,煮,海,为,盐,从海水中提取,NaCl,34/36,2025/11/19 周三,海水提溴：主要方法是空气吹出法,主要流程,海水,浓缩,酸化,浓缩海水,Br,-,通入,氯气,海水,Cl,-,Br,2,通入空气,水蒸气,(,吹入,),吸收塔,SO,2,反应后,富集溴,HBr,、,SO,4,2,通入,Cl,2,Cl,-,Br,2,分离,溴单质,化学方程式：,2NaBr,Cl,2,=Br,2,2NaCl,Br,2,SO,2,2H,2,O=2HBr,H,2,SO,4,2HBr,Cl,2,=Br,2,2HCl,35/36,2025/11/19 周三,海带提碘：,海带,海带灰,溶解过滤,灼烧,残渣,含,I,-,溶液,稀,H,2,SO,4,H,2,O,2,含,I,2,溶液,含,I,2,有机溶液,萃取,36/36,