第十一章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
开发利用金属矿物和海水资源
含80多种元素，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。被称为“元 素的故乡”。
海水中的化学资源
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
海洋中的矿产资源
一、海水水资源的利用：
粗盐提取NaCl方案
粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42除杂试剂： ①Na2CO3 ②NaOH ③BaCl2 ④盐酸 试剂加入顺序：②③①或③②①或③①② 主要操作： 溶解、过滤、蒸发
海水淡水粗盐 Nhomakorabea盐水
操作Ⅰ
（ 溶解）
BaCl2 NaOH Na2CO3
过滤
滤液 沉淀
适量 盐酸
蒸发 结晶
2、科学探究： 如何将海水中的Br-转变成Br2？ 1、推测海水提溴的步骤和实验装置；
新 疆 陨 铁
南
极
洲
陨
济南陨铁
铁
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？
主要是化合态
金、铂等为游离态
(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
冶炼金属的步骤： 矿石富集→金属冶炼→精炼
思考与交流
法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他 常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是 摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是 用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。
为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮 丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
2、电解法（适合一些非常活泼属） 、电解法（适合一些非常活泼属） 些非常活泼属
电解
MgCl2 (熔融 === Mg + Cl2 ↑ 熔融) 熔融
电解
2Al2O3 (熔融 === 4Al + 3O2 ↑ 熔融) 熔融
冰晶石 电解
2NaCl (熔融 === 2Na + Cl2 ↑ 熔融) 熔融
3、热还原法（适合大部分金属） 、热还原法（适合大部分金属）
金属的冶炼原理： 金属的冶炼原理： Mn+ + ne- == M
金属矿物的冶炼方法
根据金属的活动性顺序不同,采用不同的冶炼方法 根据金属的活动性顺序不同 采用不同的冶炼方法
1、热分解法（适合一些不活泼金属） 、热分解法（适合一些不活泼金属）
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
第一节
开发利用金属矿物 和海水资源
第一课时
金属矿物的开发利用
主讲人: 主讲人 赵永艳
自然资源与可持续发展
我国21世纪初可持续发展的总体目标 我国21世纪初可持续发展的总体目标 21 可持续发展能力不断增强， 是：可持续发展能力不断增强，生态环 境明显改善，资源利用率显著提高， 境明显改善，资源利用率显著提高，促 进人与自然的和谐， 进人与自然的和谐，推动整个社会走上 生产发展、生活富裕、 生产发展、生活富裕、生态良好的文明 发展道路。 发展道路。
大多数金属矿石里含有杂 如石英、石灰石等， 质，如石英、石灰石等， 因此在冶炼金属时首先需 要富集矿石。 要富集矿石。
在富集后的矿石中 利用不同方法将金属还 原出来，最后进行提纯。 原出来，最后进行提纯。
开发利用金属矿物和海水资源(教案)1
第一节开发利用金属矿物和海水资源学习目标1．了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。
2．掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。
3．掌握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。
4．认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。
教学重难点：本节教学重点：掌握金属冶炼的一般原理基础，了解适用于不同金属的冶炼方法。
了解海水资源开发和利用。
课时安排：两课时教学过程：【引言】例. 第28届国际地质大会提供的资料显示，海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。
“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。
若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。
则“可燃冰”的平均组成可表示为（）A. 3CH4·H2OB. CH4·3H2OC. CH4·6H2OD. CH4·8H2O解析：“可燃冰”是一种甲烷化合物，要推测“可燃冰”的平均组成，关键是要根据题目提供的信息推测“可燃冰”中甲烷分子与水分子的个数比。
题目中所提到的“笼”，可使我们联想到民间的“灯笼”，以8个“笼”为1个单元，每8个“笼”由46个水分子构成，而其中又填充了6个CH4分子、2个H2O分子，所以CH4分子与H2O分子的个数比为6∶（46＋2）＝1∶8。
所以，正确答案是D。
象“可燃冰”这样，由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有一定结构和功能的聚集体叫超分子。
人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。
所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。
本节课我们主要以金属矿物为例，一起认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
第一课时金属矿物的开发和利用阅读课本P80资料卡片自然资源与可持续发展广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。
第一节 《开发利用金属矿物和海水资源》课时1 课件
1．冶炼金属常用以下几种方法： ①以C、CO或 H2作还原剂还原 ②利用铝热反应原理用Al还原 ③电解法 ④热分解法 下列金属各采用哪种方法还原最佳（填序号）？ （1）Fe、Zn、Cu等中等活泼的金属（ ① ） （2）Na、Mg、Al等活泼金属（ ③ ） （3）Hg、Ag等不活泼金属（ ④ ） （4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属（ ② ）
③ 4Al + 3MnO2
高温
3Mn + 2Al2O3
(二)电解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
①适用于金属活动顺序表中K～Al的活泼金属。
②电如位非解：其常于熔2活ZN融na泼盐C之l或，(前熔氧在融的化自)物的电。然K解界、2中CNa只a、+C以Nl2a氧↑、化M物g、或A盐l 的形工业式用存电在解铝，土是矿否（主也要可成以分为用氧H化2铝、）C和O氯、化镁的
一、金属冶炼的方法
(一)热还原法
①加热或高温条件下用还原剂还原金属的氧化物。 ②常用的还原剂有：H2、 CO、C(焦炭) 、活泼金属(如Al ) 。 ③适用于金属活动顺序表中Zn～Cu的中等活泼性金属。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
试完成下列各金属冶炼的化学方程式。
【我能自学】位于Cu之后的不活泼金属怎么冶炼，请同学们自 学课本P88内容，并完成以下填空：
(三)热分解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
①适用于金属活动顺序表中 Hg 及其以后的 不活泼 金属。
②加热分解其氧化物。
△
2HgO △ 2Hg + O2↑
第一节开发利用金属矿物和海水资源(第二课时)
第一节开发利用金属矿物和海水资源（第二课时）海水资源的开发利用【学习目标】1、了解海水中的化学资源，掌握物质提取的化学原理；了解提取溴、碘、镁的原理。
2、体会化学在自然资源开发利用中的作用。
3、认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。
[使用说明与学法指导]1、先自主学习课本P90-92页，了解课本基础知识，并完成预学案。
2、将预习中的疑问记录在“我的疑问”处。
【预学案】---自主学习我能行！1海水资源的利用（1）、海水中水的储量约为 1.3×109亿吨，约占地球上总水量的。
海水中水资源的利用主要包括和。
（2）、海水淡化的方法主要有：、、等。
（3）、海水的蒸馏主要仪器：A:_______________、B:___________________、C:____________________,冷凝水的流向：________口进，___________口出2、海水资源的开发利用（1）、由于与的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的 ________和。
（2）、海水中主要的化学元素有___________________________________________________,其他为微量元素,总计含有80多种元素.(3)、在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子使之成为单质溴，反应的离子方程式为：_______________________________________________________________________________[我的疑问]：[探究案]-----同伴互助我快乐！（小组探究并交流）一、海带中提取碘总结：1、海带中含碘元素的检验（1）、关键反应的反应原理：________________________________________（用离子方程式）（2）、步骤及方法：晒干（ ） 加热淀粉 2、海带中提取碘（1）、流程海带 浸泡 （ ） （ ） 提纯 碘单质（2）、主要的化学原理：__________________________________________________最后，单质碘用__________或____________萃取，分液后用________________将碘与有机溶剂分开。
第1节 开发利用金属矿物和海水资源
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本节教学的主要目标是帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。
因此，教学要围绕这一教学目标展开。
教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，首先是因为在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。
因此，教学要围绕这一教学目标展开。
教材首先以金属在自然界中的分布、存在形态、储量以及金属资源的回收、利用和保护作为本节的引言，引出第一部分关于金屑冶炼的知识。
在金属冶炼的三个步骤中，利用氧化还原饭应原理，把金属矿石中的金属离子还原成金属单质这一步是最关键的步骤，也是化学所要重点研究的问题。
由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，冶炼方法自然不同。
接着，教材以金属活动性顺序为线索，以举例的方式简介了三种冶炼金属的方法，即热分解法、热还原法和电解法。
最后，要求学生总结、归纳并揭示金属冶炼的一般规律：K、Ca、Na、Mg、A1 Zn、Fe、Sn、Pb (H) Cu Hg、Ag Pt、Au 电解法热还原法热分解法物理提炼法教材的第二部分是金属的回收和资源保护的有关知识，这些知识的要求不高，可采用自学、讨论、发表意见的方法组织教学，主要目的是培养学生的环境意识和资源观念。
总之，本节课宜采用“学生自学讨论——师生共同归纳”的教学方法组织教学，以激发学生的学习积极性，增强他们的环境和资源保护意识以及社会责任感。
实验是学习化学的重要手段，不仅有利于学生掌握知识，更有利于培养能力。
要做好书上的有关实验，引导学生观察思考。
也可以根据实际情况设计实验培养探究能力。
第一节开发利用金属矿物和海水资源（第1课时）【教学目标】《知识与技能》1．帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
【走向高考】2013高考化学一轮总复习 11-1开发利用金属矿物和海水资源 新人教版(必修部分)
11-1开发利用金属矿物和海水资源一、选择题1．许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )A．氯、溴、碘B．钠、镁、铝C．烧碱、氢气D．食盐、淡水解析：A、B、C中的金属或非金属单质需加入氧化剂或电解法制取，均为化学变化；而D中的食盐和淡水是利用蒸发原理制取的，为物理变化。
答案：D2．化学学科的发展对人类文明进步起到了极为重要的作用，下列认识正确的是( ) A．人类对金、银、铜、铁、铝的认识与其活泼性无关B．人类解决吃、穿、住、行最有效的方法就是大力开发石油及其产品C．工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、AlD．工业上可用空气、Cu、稀硫酸来制备CuSO4解析：选项A，Au是极不活泼金属，在自然界中有单质存在，古人不需冶炼即可获得，随着化学科学的进步，人类逐渐冶炼出Cu、Fe、Al等金属，可见人类认识和获取金属与金属活动性顺序密切相关；选项B，石油是不可再生资源，总有一天，石油会消耗殆尽，它不是解决人类吃、穿、住、行最有效的方法；选项C；AlCl3是共价化合物，电解熔融AlCl3得不到Al；选项D，将Cu在空气中充分燃烧后转化为CuO，CuO与稀H2SO4反应即可得到CuSO4。
答案：D3．海水总量极大，金、铀等微量元素在海水中的总量自然也大，但从海水中获取这些微量元素的成本很高，其中成本很高的步骤在于( )A．从海水中富集含微量元素的化合物B．使含微量元素的离子沉淀C．对含微量元素的混合物进行提纯D．从化合物中冶炼这些单质解析：海水中金、铀等微量元素的总量很大，但由于海水总量极大，故其浓度很低，而富集微量元素的化合物很困难，成本很高。
答案：A4．(2013·福建省厦门第六中学高三12月月考)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼的工艺流程如下：下列叙述正确的是( )A ．试剂X 可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B ．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C ．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D ．反应②的化学方程式为：NaAl(OH)4＋CO 2＝Al(OH)3↓＋NaHCO 3 答案：D5．冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法 ②水煤气(或氢气、一氧化碳)法 ③活泼金属置换法 ④电解法，这4种方法在工业上均有应用。
第一节-开发利用金属矿物和海水资源ppt课件
铝热反应：
铝＋某些金属氧化物 Al2O3＋金属
高温
铝热剂
铝热反应应用
冶炼难熔的金属
焊接钢轨
Fe + CuSO4 ==FeSO4+Cu
湿法炼铜
火法炼铜
灼烧辉铜矿（Cu2S）
碳法制铜
灼烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3 ]与木炭混合物
提示：先分解 后还原
古法炼铜-----兴于商周时期
C + 2CuO == CO2 ↑ + 2Cu
高温
Cu2(OH)2CO3 ＝ 2CuO +H2O + CO2↑
Cu2S+O2 2Cu+SO2
高温
HgO
加热
Ag2O
加热
（3）热分解法---不活泼金属
2HgO 2Hg ＋ O2 ↑
K
TiCl4
食卤
Br2
MgO
(富集的方法)
过滤
CaO
CaCO3
(贝壳)
(耐火材料)
(焰火，照明弹)
高温
Mg(OH)2
MgCl2
Cl2
Mg
(aq)
MgCl2(s)
熔
Na2CO3
NaHCO3
H2O
NH3、CO2
食盐
饱和食盐水
水
电解
△
海水
日晒
海水中化学元素提取主要是：
海水是一座巨大的液体资源宝库，合理环保的开发利用海水资源是实现人类可持续发展的重要方向。
铝热反应的应用：
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高温
3MnO2＋4Al 2Al2O3＋3Mn
高温
Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O3
第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第二课时)
第一节开发利用金属矿物和海水资源(第二课时)【学习目标】掌握海水资源开发利用的方法【基础知识】１．海水资源的广阔性：海洋占地球表面积的，具有十分巨大的开发潜力．仅以海水资源为例，海水和海水具有非常广阔的前景．海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占地球总淡淡量的97%。
海水中除了水以外，还含有多种常量元素和微量元素。
２．海水资源的多样性：海水中含有丰富的水资源；另外，海水中溶解和悬浮有大量的____________和，ＨＯＣｌＮａＫＣａＳＣＦＢＢｒＳｒ等种元素超过总量的；微量元素计多种．虽然海水中的元素种类，总储量，但富集程度却．３．海水资源的利用（１）海水水资源的利用海水水资源的利用主要包括和等。
海水淡化的途经：从海水中提取或从海水中把都可以达到淡化海水的目的．海水淡化的方法：主要有、、等．其中的历史悠久，技术和工艺也比较完善，但。
因此，海水淡化同结合、同结合，成为海水综合利用的重要方向。
（２）海水化学资源的利用【科学探究】１、海水提溴实验方案：⑴用法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。
⑵向酸化的海水中通入适量的，使溴离子转化为溴单质。
⑶向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛溶液的吸收塔内。
⑷向吸收塔内中溶液内通入适量的氯气。
⑸用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的单质。
化学方程式： 2NaBr＋Cl2＝；Br2＋SO2＋2H2O＝；2HBr＋Cl2＝；【科学探究】２、海带中碘元素的检验【自主探究】常用物质分离的方法有哪些(多多益善)?________________________________________________________________________【自我测试】1．海洋是非常巨大的资源宝库，以下有关海洋资源开发和利用的说法，不正确的有( )A．海洋约占地球表面积71％，水储量达1．3×109亿吨，故人类不存在缺水问题B．海水资源的利用包括水资源的利用和化学资源的利用，两者可以综合进行C．海水中除H2O外，还含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、F等多种元素的化学资源D．由于与岩石、大气和生物相互作用，海水中溶解和悬浮有大量无机物和有机物2．如果实行海水淡化来供应居民饮用水，下列方法中在原理上完全不可行的是A．加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化 ( )B．利用太阳能使海水升温，通过蒸馏而使其淡化C．将海水缓慢降温凝固以获得淡水D．将海水通过离子交换树脂以除去各种离子3．从海水中提取镁的方法是首先使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。
河南省教师原创2015届新课标高考化学总复习课件：第11章+第1节开发利用金属矿物和海水资源
抓 住 2 个 基 础 知 识 点
解 题 指 导
第十一章
化学与自然资源的开发利用
掌 握 2 个 核 心 考 点
高 效 训 练 6 道 题
课 时 限 时 检 测
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化学
第一节
[考纲定位]
开发利用金属矿物和海水资源
1.了解金属矿物和海水综合利用。2.了解化
学科学发展对自然资源利用的作用。
化学
2．化学资源的开发利用 (1)氯碱工业 (ⅰ)电解NaCl溶液，电解方程式为： 电解 2NaOH＋H ↑＋Cl ↑ 2NaCl ＋ 2H O===== 2 2 2 _________________________________________ ； 点燃 2HCl H ＋ Cl ===== 2 2 (ⅱ)产物制盐酸：___________________________；
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化学
镁条燃烧，放出一定的热量，促使引燃剂氯酸钾在受热状 原 因 分 析 原 理 应 用 态下发生分解，放出O2使镁条燃烧更加剧烈，放出更多 的热量，从而使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生反 应： 高温 2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3 (1)在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属， 高温 如钒、铬、锰等，3MnO2＋4Al=====2Al2O3＋3Mn。 (2)该反应原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等
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化学
————————[2个预测练] ———————— 考向预测1 金属冶炼方法
焦炭还原 CuO 热分 解法 冶炼汞 冶炼银
△ 2Cu＋CO ↑ C＋2CuO===== ___________________________ 2 △ 2Hg＋O ↑ 2HgO===== 2 ____________________________
2013届高三化学一轮复习课件：11.1开发利用金属矿物和海水资源(人教版)
(4)0.67 mol·L－1 2.3 mol·L－1
1．下列金属的工业制法正确的是(
)
A．制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛 B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下 还原铁矿石中的铁 C．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠 溶液得到金属钠 D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜
试回答下列问题： (1)粗盐中含有Ca2＋ 、Mg2＋ 、SO等杂质，精制时所用试剂为： A.盐酸；B.BaCl2 溶液；C.NaOH溶液；D.Na2CO3 溶液。加入 试剂的顺序是__________。 (2)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的反应 为 ______________ 。 与 电 源 负 极 相 连 的 电 极 附 近 溶 液 pH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。若保证电解 后饱和食盐水的浓度不变，则可采取的方法是______________ __________________________________________________。
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
点面导图
考向分析
本节高考重点考查： (1)金属的冶炼； (2)垃圾资源的回收利用； (3)海水资源开发利用的方法。 多以选择题型呈现，难度中等。预计2013年该部分知识将 与环境保护、工农业生产和社会热点等问题结合考查。
一、金属矿物的开发利用 1．金属的冶炼方法 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即： Mn＋＋ne－===M。 冶炼方法 冶炼钠 电解法 冶炼镁 冶炼铝
【答案】
(1)BCDA(或CBDA) 变大 向电解液中通入一定量的HCl
(2)2Cl － －2e－ ===Cl2↑ 气体 (3)HCl
第十一章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
[例2]
(2009· 天津高考)海水是巨大的资源宝库，在海水
淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列．从海水中 提取食盐和溴的过程如下：
(1)请列举海水淡化的两种方法：______________________、 ________________________. (2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有 H2、________、________或H2、________.
当一种金属可用多种方法冶炼时，工业一般采用经 济效益高、污染少的方法． (1)热分解法优于焦炭还原法； (2)焦炭还原法优于铝热还原法； (3)铝热还原法优于电解还原法；
(4)从环保角度，H2还原法优于CO还原法．
1．下列说法不正确的是 . A．有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂 B．用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠
1．海水淡化方法及原理
淡化 原理 将海水加热至105℃蒸发汽化，然后蒸气冷凝而 得到蒸馏水 利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择 透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部 分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的 的阴、阳离子得到去离子水的方法
方法
蒸馏法 电渗 析法
离子交 用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中 换法
(2)海水提镁、溴、碘．
(3)海水中提取 铀 和重水 用于核能的开发．
(4)新型能源 潮汐能 、波浪能 的开发利用．
1．(2011· 临沂质检)工业上冶炼金属一般用热分解法、热 还原法和电解法．选用不同方法冶炼不同金属的主要 依据是 A．金属在自然界中的存在形式 ( )
B．金属元素在地壳中的含量
C．金属阳离子得电子的能力 D．金属熔点的高低
解析：主要依据金属阳离子得电子能力的不同．
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答案：C
[例1] (2009·杭州质检)下列金属的工业制法正确的是( )
A．制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛
B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的一氧化碳在高温下还原 铁矿石中的铁 C．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液 得到金属钠
的能力便可应对此类考题．
美国计划2015年再次登陆月球，并在月球
上建立永久性基地，为人类登陆火星作先期准备．为了解决
基地人员的供氧问题，科学家设想利用月球富氧岩石制取氧
气．其提氧原理是：用氢气还原富氧岩石获取水，再利用太 阳能电池电解水得到氢气和氧气．
玄武岩(钛铁矿)是月球的主要岩石之一，其质地坚硬， 主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)．用上述提氧原理，理论上， 从1 kg FeTiO3中可获取约105.2 g O2. (1)写出FeTiO3与H2反应的化学方程式： __________________________________________
(3)合理开发和利用金属矿物资源，有效地使用金属产品、材
料，主要的途径有： 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等
．
金属冶炼的方法和铝热反应 1．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
(1)原理
由于不同金属的活动性不同，金属离子得到电子被还原成金 属原子的能力也不同．金属活动性顺序中，金属的位置越靠 后，越容易被还原，一般的还原方法就能使金属还原；金属 的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原
点 高，消耗的能量更多．
3．海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的 说法正确的是 ( )
A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单
质 B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2 D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
解析：海水中钾元素以K＋形式存在，生成钾单质必须发生化
氧化还原反应：SO2＋Br2＋2H2O === H2SO4＋2HBr，产物是两
种强酸，故在工业生产中要注意强酸对设备的严重腐蚀．(5) 由已知信息Br2的强腐蚀性可得出Br2腐蚀橡胶，故装置中不能 用橡胶塞和橡胶管．再由Br2的沸点为59℃可知用该套装置提 纯溴关键要控制温度计b的温度，收集59℃时的馏分．C中收
金属活动性顺序中“前面的金属置换后面的金属”，
但是不一定从其盐溶液中置换出来，例如钠不能从盐溶液中
置换出金属，把盐变为熔融态，钠即可以置换出较不活泼的 金属.
[例2] (2009·天津高考)海水是巨大的资源宝库，在海
水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列．从海水中
提取食盐和溴的过程如下：
( )
D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜
[思路点拨] 解答本题可根据金属的活泼性和金属的三种冶 炼方法进行分析． [课堂笔记] 选 B 金属钠与TiCl4溶液中的水反应，不能置换 出金属钛，A不正确；电解熔融态的NaCl溶液不能得到金属 钠，C不正确；黄铜矿经冶炼得到粗铜，粗铜再经电解精炼制 得纯度为99.9%的铜，D不正确．
_________________________________________．
[思路点拨]
[课堂笔记] (2)电解NaCl溶液：2NaCl＋2H2O
H2↑＋
Cl2↑＋2NaOH，或也可得到H2和NaClO.(3)步骤Ⅰ中获得低浓度 Br2溶液，再经过步骤Ⅱ、Ⅲ可富集溴元素．(4)SO2与Br2发生
(1)请列举海水淡化的两种方法：___________、___________. (2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有 H2、_______、_______或H2、_______. (3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的 为_______________________________________________.
(5)①冷凝管
④深红棕色
②Br2腐蚀橡胶
萃取、分液(或蒸馏)
③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分
海水中提取卤素单质和金属冶炼的原理方法有相似 之处，如较活泼的卤素单质Cl2需用电解法把Cl－转化为Cl2， 较不活泼的卤素单质Br2，I2可用氧化还原法选择氧化剂进行
转化．
结合最新科技探究自然资源的开发利用 该类题目往往具有一个较新的命题情景，在新情景下一般 还是对金属性质、冶炼原理、有关概念和理论及新信息的理 解加工等内容进行考查，故立足基本性质，具备突破新情景
①H2还原WO3： .
②Al还原Cr2O3：
③CO还原Fe2O3： .
.
(3)电解法 制取Na、Mg、Al等使用电解冶炼的方法，化学方程式分 别为： . . .
4．金属的回收和资源保护 (1)废旧金属最好的处理方法是 回收利用 ． (2)回收利用废旧金属的意义是节约矿物资源、减少环境污 染、节约能源．
集到的是深红棕色的液溴，要除去该产物中残留的少量Cl2，
可向其中加入NaBr充分反应后，利用Br2易溶于CCl4的性质进 行萃取分液来分离，或利用Br2易挥发的特点用蒸馏法分离．
[答案] (1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案
中的任意两种
(2)Cl2 NaOH NaClO
24
(3)富集溴元素 (4)Br2＋SO2＋2H2O === 4H＋＋SO 严重腐蚀 ＋2Br－ 强酸对设备的
________.
(2)研究表明，月球上平均直径为40微米的小圆珠形 成的堆积物(富含Fe2TiO4)是最适合提氧的矿物．这种堆积物 作为提氧原料的优点是______________． (3)研究人员查阅文献后，得知钛铁矿在高温下还能被
炭粉还原：2FeTiO3＋C
2Fe＋2TiO2＋CO2，CO2通
请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：____________.
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因
为
__________________________________________ ． ③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控
④C中液体产物颜色为________，为除去该产物中仍残留的 少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分 离操作是
(3)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．
铝热反应常用于冶炼难熔金属如V、Cr、Mn等，在金属
活动性顺序中排在Al前面的金属的氧化物(如Na2O，MgO)不能 发生铝热反应．
1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文 明的发展水平．如图表示了三种金属被人类开发利用的大
致年限，之所以有先后，主要取决于
(
)
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量多少 C．金属的化合价高低
D．金属的活动性大小
解析：从给出的开发利用的时间可以看出铝最晚，而铜最早， 而且在这三种金属中铝最活泼，而铜最不活泼，金属开发的
时间早晚与金属的活动性顺序有密不可分的关系． 答案：D
2．如图是我国古代冶铁图，你认为下述反应原理正确的是 ( )
)
解析：冶炼金属主要依据金属的活泼性而采用不同的方法， 如K、Na、Al等活泼的金属采用电解法；Fe、Cu等可采取 热还原法；Au、Ag等不活泼的金属可采用热分解法，所以 可知Al的冶炼应采用电解法，而不采用热还原法，且该法 需要温度太高，难以实现．故B在金属冶炼工业中还没有得 到应用．
32 g，所以钛铁矿中可提取氧的质量分数表达式为
【答案】
(1)FeTiO3＋H2 === Fe＋TiO2＋H2O
(2)无需进行破碎岩石工作、可提取氧的质量分数大 (3)H2未经干燥、U形管中碱石灰吸收了空气中的水分 (4)H2的氧化产物水无污染，电解水产生的H2能够被循环
利用
1．下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是(
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反
应的
离子方程式为
_____________________________________， 由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主 要
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查
阅了有关资料：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐 蚀性．他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：
解析：在古代，H2、Al等新资源还未开发出来．图中显然是
用木炭还原氧化铁而得铁．图中也一定不是用CO作还原剂 的，因CO同氢气一样在敞口容器中难与矿石接触，且易燃 烧，鼓气就更不可能实现上述反应了．
答案：B
1．海水资源的利用
(1)海水中水资源的的利用主要包括海水的淡化
海 水进行 循环冷却 蒸馏法 等． 电渗析法 、
过生化处理可获得O2.他们设计了两套实验装置来测定钛铁矿
中可提取氧的质量分数．
研究人员用图1装置从钛铁矿中提取氧，实验中得出的
可提取氧的质量分数大于理论值，产生这种情况的原因可能 是__________；用图2装置进行实验的过程中，称得反应 前钛铁矿的质量为m1 g，炭粉的质量为m2 g，钛铁矿完全反 应后，测得生成CaCO3的质量为m3 g，则钛铁矿中可提取氧 的质量分数表达式为____________________． (4)在钛铁矿提氧过程中科学家们常选用H2而不用其他还
2．金属冶炼的一般步骤 (1) 富集 ：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量． (2)冶炼：利用氧化还原反应，用还原剂 把金属矿石中的金属 离子 还原 成金属单质． (3)精炼：提纯金属．