第四章第一节金属矿物和海洋资源的综合利用分析.doc

第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 1.认识和体会化学在自然资源开发和国的和作用，常识性介绍金属回收和资源保护的意义 2提示化学与可持续发展的重要关系 3树立资源保护意识及合理开发意识 4初步培养自主查阅资料的能力 5初步掌握化学实验基本操作、基本技能 (Au、Pt)形式存在. 2、金属的冶炼 （1）冶炼原理： 利用金属矿物，将其中的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，这一过程在工业上称为金属的冶炼。 （2）冶炼步骤： 矿石的富集——冶炼——精炼 （3）冶炼方法：（实质是还原的方法） 金属阳离子得电子变成金属原子，金属的化学活动性不同，金属阳离子得电子的能力也不同。 金属的活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）CuHg Ag Pt Au 金属原子失电子能力 强 → 弱 金属离子得电子能力 弱 → 强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 分解法 ①热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。 2HgO2Hg＋O2↑， HgS＋O2Hg＋SO2， Ag2S＋O22Ag＋SO2 多数金属的冶炼过程属于热还原法常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等 ③电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。 总结：金属活泼性不同，金属冶炼的方法不同。 （补充）④湿法（炼铜）：Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu↓ Au、Pt在自然界中主要以游离态存在，利用密度。（1）反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。 （活泼金属——可作还原剂） (2)原理： Al是还原剂，另一种氧化物作氧化剂，是铝将氧化物中的金属置换出来的反应；其实质是铝将氧化物中化合态的金属还原为金属单质． (3)反应特点 ①高温条件；②剧烈燃烧，放出大量的热；③新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离． (4)引燃剂和铝热剂 ①引燃剂：镁条、氯酸钾． ②铝热剂：铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物． （5）应用：①焊接钢轨，②冶炼金属。 金属 冶炼原理 Fe (高炉炼铁) （铝热法炼铁） Cu （火法炼铜） Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Mg （Mg、CO均为气态） Al Na （4）金属资源的保护主要途径 提高金属矿物的利用率 减少金属的使用率 加强金属资料的回收和再利用 使用其他材料代替金属材料 考点2：海水资源的开发和利用 1、海水的组成：含八十多种元素。 其中，HO、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等总量占99%以上，其余为微量元素；特点是总储量大而浓度小，以无机物或有机物的形式溶解或悬浮在海水中。 总矿物储量约5153米。 如：金元素的总储量约为5×104×10-6 g/吨。 另有金属结核约31350亿吨，天然气140万亿m3。 2、海水水资源的利用 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法、电渗析法、离子交换法等。 原理： 加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水。2、海水化学资源的开发利用 （1） ①为了使MgCl2转化为Mg（OH）2，可以选用NaOH 或Ca(OH)2，要使MgCl2完全转化为沉淀，加入的量应过量，验证MgCl2已完全转化为Mg（OH）2的方法 取上层清液，滴入NaOH溶液，不产生沉淀 分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是过滤 。无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2该反应的化学方程式。、空气吹出法 步骤： 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：③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：④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： ⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。 （3）海带提碘及碘元素的检验 流程： 反应的离子方程式： 2H+＋2I—＋HO2 === I2＋2HO 考点1：金属矿物的开发利用 【