高中化学必修二

会计学1高中化学必修二高中化学必修二 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： 除了金、铂等极少数金属外，绝除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于大多数金属以化合物的形式存在于自然界。自然界。第1页/共28页 冶炼金属的实质是用还原的方冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。到电子变成金属原子。n+M得电子得电子M （被还原）（被还原）2、金属的冶炼、金属的冶炼第2页/共28页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第3页/共28页（2）热分解法）热分解法（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）2HgO = 2Hg + O2 加热加热2Ag2O = 4Ag + O2 加热加热（1）物理提取法：）物理提取法： 适用于极不活泼的金属适用于极不活泼的金属Pt、Au3、金属冶炼的方法、金属冶炼的方法第4页/共28页（3）热还原法（适用于大部分金属）热还原法（适用于大部分金属）CuO+H2 = Cu + H2O Fe2O3+3CO = 2Fe + 3CO2高温高温第5页/共28页铝热反应铝热反应实验实验41 第6页/共28页反应现象反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量热镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高温高温铝热剂铝热剂 铝铝还原剂还原剂（活泼金属（活泼金属可作还原剂）可作还原剂）第7页/共28页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：第8页/共28页铝热反应的应用铝热反应的应用 铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰钒、铬、锰等等第9页/共28页（4）电解法（适合一）电解法（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属） 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 电解电解第10页/共28页小结金属的不同冶炼方法：小结金属的不同冶炼方法：金属活动顺金属活动顺序序金属失电子金属失电子能力能力 金属离子的金属离子的得电子得电子主要冶炼方主要冶炼方法法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、）、CuHg、Ag、Pt、Au强强弱弱弱弱强强电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法第11页/共28页合理开发和利用矿物资源，主要途径有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、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量、减少金属的使用量3、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4、使用其他材料代替金属材料、使用其他材料代替金属材料第12页/共28页二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用第13页/共28页 主要包括主要包括海水的淡化海水的淡化和和直接利用海水进直接利用海水进行循环冷却行循环冷却。通过从海水中提取淡水或从海。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水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。目的。1、海水水资源的利用：、海水水资源的利用： 海洋约占地球面积的海洋约占地球面积的71%。 海水海水中的水中的水1.3X109 亿吨。占地球总水量亿吨。占地球总水量97% （3%在陆地、淡水）。在陆地、淡水）。第14页/共28页 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、离子交换法、电渗析法、离子交换法等。等。 海水蒸馏原理示意图：海水蒸馏原理示意图：第15页/共28页第16页/共28页 海水中除了水以外，还含有海水中除了水以外，还含有8080多种元素，有的多种元素，有的含量很大（如含量很大（如NaCl NaCl ）有的含量很少（如）有的含量很少（如AuAu）2、海水化学资源的开发和利用、海水化学资源的开发和利用第17页/共28页第18页/共28页从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中提取食盐的主要工艺流程 从海从海水中制取盐水中制取盐的方法主要的方法主要有：有：盐田法盐田法、电渗析法、电渗析法和冷冻法。和冷冻法。 第19页/共28页第20页/共28页科学探究：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？ 第21页/共28页 海带中的碘元素主要以海带中的碘元素主要以I I- -的形式的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I I2 2, ,再萃取出来。再萃取出来。 用用H H2 2O O2 2做氧化剂，反应的离子方程式：做氧化剂，反应的离子方程式： 2I 2I- -+ H+ H2 2O O2 2 +2H +2H+ +=I=I2 2+2H+2H2 2O O 反应原理反应原理 第22页/共28页海带海带海带灰海带灰溶解过溶解过滤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提取流程提取流程第23页/共28页（1 1）称取）称取3g3g干海带，用刷子把干海带表面的干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（附着物刷净（不要用水洗，有不要用水洗，有I I- -）。）。 将海带将海带剪碎，用酒精润湿（剪碎，用酒精润湿（便于灼烧便于灼烧）后，放在坩埚）后，放在坩埚中。中。 （2 2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。完全成灰，停止加热，冷却。 （3 3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入加入10ml10ml蒸馏水，搅拌，煮沸蒸馏水，搅拌，煮沸2min2min3min3min，使，使可溶物溶解，过滤。可溶物溶解，过滤。 （4 4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1ml 1ml H H2 2O O2 2溶液，观察现象。溶液，观察现象。（5 5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。察现象。 实验方法实验方法第24页/共28页从海水中提取溴的主要工艺流程从海水中提取溴的主要工艺流程用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。 用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：为溴单质：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质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：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的： BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 2第25页/共28页 从海水中获得其他物质和能量具有广从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。阔的前景。 例如，例如，铀和重水铀和重水目前是核能开发目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。对一个国家来说具有战略意义。 化学在开发化学在开发海洋药物海洋药物方面也将发挥方面也将发挥越来越大的作用。越来越大的作用。 潮汐能、波浪能潮汐能、波浪能等也是越来越受到等也是越来越受到重视和开发的新型能源。重视和开发的新型能源。第26页/共28页第27页/共28页