开发利用金属矿物和海水资源

作为还原剂还原法 ；②热分解法 ；③电解法 ；④铝
热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，
试标明适宜的冶炼方法。
Al：③ ；Mg：③ ；Cu： ① ； Hg： ② ；Mn： ④ 。
实验4－1
反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀
眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入漏斗。
铝热反应：2A铝l热＋反F应e2的O应3 用高：温 2Fe＋Al2O3
第四章 化学与可持续发展
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
学习目标
1、了解金属在自然界中的存在形态。 2、掌握金属冶炼的一般方法和原理。 3、掌握铝热反应的原理及实验。 4、了解海水淡化的方法，掌握海水化学资源的开 发和利用。
一、金属矿物的开发利用
1、金属的冶炼
(1)金属在自然界中的存在形式？
游离
电解 冰晶石
4Al
＋
3O2
↑
思考：冰晶石的作用是什么？
（3）热还原法（Zn—Cu中等活泼金属）
（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2 、 Al等）
高温
2CuO + C
2Cu + CO2
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
高炉炼铁 主要反应
WO3 + 3H2 高温 W + 3H2O
练习、冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2、CO
电解法
热还原法
热分解法
（1）热分解法 适合一些不活泼金属
2HgO 加热 2Hg ＋ O2 ↑ 2Ag2O 加热 4Ag＋O2 ↑
（2）电解法 适合一些非常活泼金属（ Zn前金属）
2NaCl (熔融) 电解 2Na＋Cl2 ↑
MgCl2 (熔融) 电解 Mg ＋ Cl2 ↑
2Al2O3 (熔融)
铝土矿
化合
(2)金属冶炼指的是什么？
将金属从其化合物中还原出来，使之转变为
单质的过程。
+ n e-
Mn+
M
得电子，被还原
阅读课本88页，找出金属冶炼有多少种 方法，分别是什么?适用于金属活动性顺序表 中的哪些金属元素？
金属越活泼，越难冶炼
2、金属冶炼方法的确定—由金属活泼性决定
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
含I-的溶液
CCl4
试剂1
碘水
稀硫酸
过氧化氢溶液
试剂2
操作4
萃取 分液
碘的CCl4溶液 操作5
蒸馏
单质碘
4 、从海水中提取溴单质
2NaBr + Cl2== Br2+2NaCl 2H2O + Br2+SO2== H2SO4+2HBr 2HBr + Cl2== Br2+2HCl
5、从海水中提取镁元素得到单质镁
想一想、猜一猜
一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完
了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道
海水会致命。原因是
（ D）
A、海水有苦涩味，根本喝不下去
B、海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡
C、海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡
D、海水会造成人体水分从血液和组织内脱离出来， 进入肠胃中，使人脱水死亡
焊接钢轨 铝热反应应用 冶炼难熔的金属
（4）其他冶炼方法
Cu2S + O2 高温 2Cu + SO2 火法炼铜
Cu2SO4 + Fe
2Cu + FeSO4 湿法炼铜
3、合理开发和利用矿物资源的途径：
（1）提高金属矿物的利用率； （2）加强金属资源的回收再利用； （3）寻找金属替代品。
二、海水资源的开发和利用
铝热反应原理：
铝＋某些金属氧化物 高温 Al2O3＋金属
（还原剂）
（氧化剂）
3MnO2＋4Al 高温 2Al2O3＋3Mn
高温
3Fe3O4+8Al
9Fe + 4Al2O3
注意：
①铝热剂：活泼性更弱的金属氧化物 （如MnO2、Cr2O3、 V2O5 ）和铝粉混合
②引燃剂：镁条 铝③热助反燃应剂的：应氯用酸： 钾
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
含80多“元素的故乡”。
•海洋中的化学资源的提取和检验 如何用海水制备淡水？
1、海水淡化
原理：加热到 水的沸点，液态水 变为水蒸汽与海水 中的盐分离，水蒸 汽冷凝得到淡水
海水蒸馏原理示意图
2、从海水中提取NaCl
把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸 发,得到食盐;
氯碱工业：
电解
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2
+Cl2
3 、从海水中提取碘单质
2I- +H2O2+2H+==2H2O+I2 （实验室）
2I-+Cl2==I2+2Cl- （工业）
灼烧
溶解
过滤
海带 操作1 海带灰 操作2 悬浊液 操作3