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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,*,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,一、金属矿物的开发利用,黄铜矿,赤铁矿,铝矿,锰矿,钨矿,锌矿,一、金属矿物的开发利用,1,、金属元素的存在：,除了,金、铂,等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界,。,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。,n+,M,得电子,M,（被还原）,2,、金属的冶炼,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,金属离子的得电子能力逐渐增强,要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法,（,2,）,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,（,1,）物理提取法：,适用于,极,不活泼,的金属,Pt,、,Au,3,、金属冶炼的方法,（,3,）,热还原法,（适用于,大部分金属,）,CuO+H,2,= Cu + H,2,O,Fe,2,O,3,+3CO = 2Fe + 3CO,2,高温,常见的还原剂,;,焦碳一氧化碳氢气等,由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，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的高档货。,然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不断改进，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的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。,Al,（,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,铝热反应,实验,4,1,注意观察现象,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。,Fe,2,O,3,+2Al = 2Fe + Al,2,O,3,高温,铝热剂,铝,还原剂,（活泼金属,可作还原剂）,应用：,(1),焊接钢轨，,(2),冶炼金属。,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,其它的铝热反应,：,K Ca Na Mg Al Zn Fe,Sn,Pb,（,H,）,Cu Hg Ag,金属活动性（还原性）：,强,弱,电解法,热还原法,热分解法,K Ca Na Mg Al,Zn Fe,Sn,Pb,（,H,）,Cu,Hg Ag,离子的氧化性,弱,强,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,常见金属的冶炼原理,(,方程式,),:P89,表,4-1,必会,练习,1,、,下列各种冶炼方法中，可以制得,相应金属的是,（ ）,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,、,根据金属在金属活动顺序表中的位置,及性质，推测制取下列金属最适宜的方法,：,Na,Zn,Hg,Au,C,电解法,加热还原法,加热分解法,物理提取法,金,银,人类最早发现和应用的金属分别是：,铜,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,铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”,.,在公元前,6000,年到,7000,年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的“,铜器时代,”。,铜 镜,汉武帝时铜币,先秦刀币,我国古代炼铁工业长期领先于世界，我们在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到,500,年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。,古代中国劳动人民用木炭炼铁,1996,年之后，我国再度成为钢铁产量最大的国家。,4,、合理开发和利用矿物资源的途径：,金属铝的回收与利用,合理开发和利用矿物资源，主要,途径,有：,1,、提高金属矿物的利用率,2,、减少金属的使用量,3,、加强金属资源的回收和再利用,4,、使用其他材料代替金属材料, ,二、海水资源的开发和利用,为什么日韩在独岛问题上互不相让,?,问题与讨论：,韩国方面称独岛，日本方面称竹岛。面积为,18.6,平方千米，四周海域是一片丰饶的渔场，海底还蕴藏着比较丰富的油气田。,问题与讨论,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。,含,80,多种元素，以氢、氧、,氯、钠、镁、硫、钙、钾等,较多。被称为“元素的故乡”。,海水中铀多达,45,亿吨,是已知陆地铀矿储量,的,4500,倍。氘有,50,亿,吨足够人类用上千万,年,海水中的化学资源,海洋中的矿产资源,从太空观察地球，看到地球上有七片陆地,“,漂浮,”,在一大片蓝色的海洋之中,海洋是,“,历史留给,人类,的资源储备,”,海洋是美丽的，,也是富饶的,海水资源的广泛性,：,海洋约占地球表面积,71%,海洋中的资源,：,动物,:,（鱼类、海狮、海马、贝类,植物,:,（海草、海带,矿物,:,（各种盐、,NaCl,、,MgCl,2,.,海底金属结核矿、石油,水,:,（水资源及各种溶解的盐类,海水中的水,1.3X10,9,亿吨,占地球总水量,97%,（,3%,在陆地、淡水），,海水中除了水以外，还含有,80,多种元素，,有的含量很大（如,NaCl,）有的含量很少（如,Au,）,海水资源的多样性,：,海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物,按含量计,：,含,O,、,H,及,Cl,、,Na,、,S,、,C,、,F,、,B,、,Br,、,Sr,共,13,种元素的质量占总,水量的,99%,，,其余,1%,为,70,多种,含量微少的元素,。,海水资源的分散性,：,海水因为量太大、面太广，大多数元素尽,管总量很大但由于太分散 ，含量极微少,如：海水中金元素总含量约为,50000000t,（,5,千万吨）但一顿海水中只含金元素,0.000004g,（,10,亿分之四克）,（百分之,0.000004,克）,.,海水水资源的利用,海水水资源的利用,海水化学资源的开发利用,从海水中提取淡水,海水淡化,（,海水淡化的方法主要有,蒸馏法,、,电渗析法,、,离子交换法,等,。）,海水蒸馏原理示意图,（,海水水资源的利用,）,进,出,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,。,太阳能蒸发海水示意图,：,海水化学资源的开发利用,（,海水晒盐）,海水提,镁,的步骤为,：,贝壳 生石灰 石灰乳 氢氧化镁 氯化镁 镁,写出有关的化学反应方程式：,a,、,；,b,、,；,c,、,；,d,、,；,e,、,。,煅烧,a,水,b,海水,c,d,e,科学探究：,如何证明海带中有碘离子？,阅读,P,91,实验,4-2,化学方程式：,2KI + H,2,O,2,+ H,2,SO,4,= I,2,+ K,2,SO,4,+ 2H,2,O,海带提碘,：,海带,海带灰,溶解过滤,灼烧,残渣,含,I,-,的溶液,稀,H,2,SO,4,H,2,O,2,含,I,2,的溶液,含,I,2,的有机溶液,萃取,证明海带中含有碘，有以下步骤,灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；,在滤液中滴加稀,H,2,SO,4,及,H,2,O,2,，然后加入几滴淀粉溶液；,用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；,海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤,.,(1),合理的步骤是,_,(2),证明含碘的步骤是,_,现象是,_,反应的离子方程式是,_,滴入淀粉溶液，溶液,变蓝,2I,-,+ 2H,+,+H,2,O,2,I,2,+2H,2,O,思考与交流：,如何将海水中的溴离子转变成溴单质？,（,阅读教材,P,91,页资料卡片,海水提溴。）,1,、,推测海水提溴的步骤和实验装置,；,2,、,写出相关的化学方程式,。,浓缩海水,溴单质,氢溴酸,单质溴,通入,Cl,2,通入空气，,SO,2,吸收,通入,Cl,2,2NaBr + Cl,2,= Br,2,+2NaCl,2H,2,O + Br,2,+SO,2,=H,2,SO,4,+2HBr,2HBr + Cl,2,= Br,2,+2HCl,海水提溴的实验室模拟装置,自,然,资,源,海水,资源,矿产,资源,化石,燃料,等等,化学,实验,方法,合理,开发利用,同时,环境保护,达到,：,人与自然,和协相处,实现,：,可持续,发展！,整理与归纳,大陆架的浅海海底有：石油、天然气、煤、硫、磷等；,近岸带的滨海有：砂矿、贝壳等建筑材料和金属矿产；,多数海盆中有：深海锰结核。,知识拓展：,海底矿产资源,海洋石油、天然气开发,海洋能源的利用,具有开发价值的：潮汐发电和波浪发电,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说具有战略意义。,
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