高一化学--第四章第一节-铝热反应-海水利用课件

一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1 1、金属元素的存在：、金属元素的存在：除了除了金、铂金、铂等极少数金属外，绝等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于大多数金属以化合物的形式存在于自然界自然界。是用是用还原的方法还原的方法使金属化合物使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属中的金属离子得到电子变成金属原子。原子。n+M得电子得电子M（被还原）（被还原）2 2 2 2、金属的冶炼、金属的冶炼、金属的冶炼、金属的冶炼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金属活动性逐渐减弱金属活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强金属离子的得电子能力逐渐增强（2）热分解法热分解法（适合一些（适合一些不活泼不活泼金属）金属）2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热（1 1）物理提取法：）物理提取法：适用于适用于极极不活泼不活泼的金属的金属Pt、Au3 3 3 3、金属冶炼的方法、金属冶炼的方法、金属冶炼的方法、金属冶炼的方法（3 3）电解法电解法（适合一些（适合一些非常活泼非常活泼金属）金属）MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解（4）热还原法热还原法（适用于（适用于大部分金属大部分金属）CuO+H2=Cu+H2O Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温常见的还原剂：焦碳、一氧化碳、氢气和常见的还原剂：焦碳、一氧化碳、氢气和常见的还原剂：焦碳、一氧化碳、氢气和常见的还原剂：焦碳、一氧化碳、氢气和活泼金属活泼金属活泼金属活泼金属等等等等铝热反应铝热反应实验实验41 注意观察现象注意观察现象反应现象：镁镁条条剧剧烈烈燃燃烧烧，放放出出大大量量热热，发发出出耀耀眼眼白白光光，纸纸漏漏斗斗内内剧剧烈烈反反应应，纸纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温铝热剂铝热剂结论：结论：铝是常用的铝是常用的还原剂还原剂，在一定的条件下与某些金属，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属氧化物反应，把其中的金属还原还原成成单质单质。3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温其它的铝热反应其它的铝热反应：应用：应用：(1)(1)焊接钢轨，焊接钢轨，(2)(2)冶炼金属。冶炼金属。K 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 Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag离子的氧化性离子的氧化性弱弱强强K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg AgPt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理常见金属的冶炼原理(方程式方程式方程式方程式):P89:P89表表表表4-14-1必会必会必会必会金属矿物资源有限金属矿物资源有限合理利用矿物资源合理利用矿物资源有效使用金属产品、材料有效使用金属产品、材料途径：途径：提高金属矿物的利用率提高金属矿物的利用率减少金属的使用量减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用加强金属资源的回收和再利用使用其他材料代替金属材料使用其他材料代替金属材料二、海水资源的开发和利用二、海水资源的开发和利用 从太空观察地球，看到地球上有七从太空观察地球，看到地球上有七片陆地片陆地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中在一大片蓝色的海洋之中海洋是海洋是“历史留给人类的资源储备历史留给人类的资源储备”海洋是美丽的，海洋是美丽的，也是富饶的也是富饶的 海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源含含80多种元素，以氢、氧、多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为较多。被称为“元素的故乡元素的故乡”。海水中铀多达海水中铀多达45亿吨亿吨是已知陆地铀矿储量是已知陆地铀矿储量的的4500倍。氘有倍。氘有50亿亿吨足够人类用上千万吨足够人类用上千万年年海水中的化学资源海水中的化学资源 问题与讨论问题与讨论 海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，21世纪人类将重点开发海洋资源。世纪人类将重点开发海洋资源。一.海水水资源的利用u1.1.海水的淡化：从海水中提取淡水海水的淡化：从海水中提取淡水 或从海水中分离出盐或从海水中分离出盐u2.2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）（1 1）海水淡化的方法）海水淡化的方法:蒸蒸 馏馏 法法（最先使用，技术成熟，但成本高）（最先使用，技术成熟，但成本高）电渗析法电渗析法（成本低，但未能大量生产）（成本低，但未能大量生产）离子交换法离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）子交换树脂）海水蒸馏原理示意图海水蒸馏原理示意图进进出出原理：原理：加热到水的加热到水的沸点沸点，液态水变为水蒸气与海水中的，液态水变为水蒸气与海水中的 盐分离，水蒸汽盐分离，水蒸汽冷凝冷凝得到淡水得到淡水。太阳能蒸发海水示意图太阳能蒸发海水示意图：海海 水水 晒晒 盐盐 例如：例如：制备制备氯化钠、氯化镁氯化钠、氯化镁等。进一步再用于等。进一步再用于提取多种金属单质和非金属单质。提取多种金属单质和非金属单质。海水海水粗盐（氯化钠）粗盐（氯化钠）浓缩浓缩海水海水蒸发蒸发结晶结晶沉淀（氢沉淀（氢氧化镁）氧化镁）洗涤、洗涤、加盐酸加盐酸MgCl26H2O结晶结晶无水无水MgCl2脱水脱水HCl气氛中气氛中熔融熔融 电解电解MgCl2加碱加碱（2）海水制盐：）海水制盐：利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐。重结晶等分离方法制备得到各种盐。重结晶等分离方法制备得到各种盐。重结晶等分离方法制备得到各种盐。海带提碘海带提碘：海带海带海带灰海带灰溶解过滤溶解过滤灼烧灼烧残渣残渣含含I-的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有机溶液的有机溶液萃取萃取海水提海水提镁镁的步骤为的步骤为：贝壳贝壳 生石灰生石灰 石灰乳石灰乳 氢氧化镁氢氧化镁 氯化镁氯化镁 镁镁写出有关的化学反应方程式：写出有关的化学反应方程式：a a、；b b、；c c、；d d、；e e、。煅烧煅烧 a a水水 b b海水海水 c cde海水提溴海水提溴（空气吹出法）：（空气吹出法）：BrBr2 2浓缩浓缩浓缩浓缩海水海水海水海水酸化酸化酸化酸化ClCl2 2吹入空气吹入空气吹入空气吹入空气水蒸汽水蒸汽水蒸汽水蒸汽吸收吸收吸收吸收塔与塔与塔与塔与SOSO2 2混合混合混合混合HBrHBrClCl2 2BrBr2 2产品产品产品产品 2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 2HBr+Cl2=2HCl+Br2写出上述过程中写出上述过程中写出上述过程中写出上述过程中三个步骤的化学反应方程式三个步骤的化学反应方程式三个步骤的化学反应方程式三个步骤的化学反应方程式.富集富集富集富集海水提溴的实验室模拟装置海水提溴的实验室模拟装置A 科学探究：科学探究：如何证明海带中有碘离子？如何证明海带中有碘离子？阅读阅读P P9191实验实验4-2 4-2 反应方程式：反应方程式：2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O海带中提取碘海带中提取碘含含碘碘单单质质的的有机溶液有机溶液含含碘碘单单质质的溶液的溶液试剂试剂残残渣渣含碘元素含碘元素的溶液的溶液海海带带溶解溶解溶解溶解过滤过滤过滤过滤海海带带灰灰灼烧灼烧灼烧灼烧课本本实验 4-24-2 小结小结 海水资源的开发利用简述海水资源的开发利用简述（1 1）从海水中提取淡水）从海水中提取淡水海水淡化海水淡化（2 2）海水制盐）海水制盐（3 3）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品（4 4）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料原料（5 5）从海水中获取其他物质和能量）从海水中获取其他物质和能量