2013年最新高中化学精品教学课件：必修二《4.1开发利用金属矿物和海水资源》课件

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。
其它的铝热反应：
高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
高温
Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
高温
金属活动性（还原性）： 强
常见金属的冶炼原理(方程式):P89表4-1必会
1、下列各种冶炼方法中，可以制得 相应金属的是（ C ） 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： ①Na 电解法 ②Zn 加热还原法 ③Hg 加热分解法 ④Au 物理提取法
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Al2O3，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。
（4）电解法（适合一些非常活泼金属）
电解
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
海水中的水1.3X109 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。
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。）
出
原理：
进
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。
海水蒸馏原理示意图（海水水资源的利用）
太阳能蒸发海水示意图：
２．海水化学资源的开发利用（海水晒盐）
海水提镁的步骤为：
灼烧 海带 海带灰 含I-的溶液
稀H2SO4
溶解过滤
残渣
H2O2
含I2的有机溶液
萃取
含I2的溶液
证明海带中含有碘，有以下步骤
①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却； ②在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液； ③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中； ④海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤.
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。
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
③①④② (1)合理的步骤是____________ ② (2)证明含碘的步骤是_______, 滴入淀粉溶液，溶液变蓝 现象是_____________________, 反应的离子方程式是 2I- + 2H+ +H2O2 I2+2H2O __________________________
＊思考与交流： 如何将海水中的溴离子转变成溴单质？（ 阅读教
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
弱
离子的氧化性
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
弱
强
电解法
热还原法
热分解法
电解法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
热还原法
热分解法
物理提取法
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
（3）热还原法（适用于大部分金属）
△
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 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。
电解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
冰晶石 电解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
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。
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
自然界。
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
问题与讨论：
为什么日韩在独岛问 题上互不相让?
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。
人类最早发现和应用的金属分别是：
Cu2（OH）2CO3
===== 2CuO + H2O + CO2↑ 高温 C + 2CuO ===== CO2 + 2Cu 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”。
煅烧 a 贝壳 生石灰 e 镁 a、 b、 c、 d、 e、 水b 石灰乳
海水 c 氢氧化镁
d 氯化镁
写出有关的化学反应方程式： ； ； ； ； 。

科学探究：
如何证明海带中有碘离子？ 阅读P91实验4-2
化学方程式： 2KI + H2O2 + H2SO4=== I2+ K2SO4 + 2H2O
海带提碘：
海洋是美丽的， 也是富饶的
海洋是“历史留给人类的资源储备”
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、MgCl2 ………. 海底金属结核矿、石油 水 : （水资源及各种溶解的盐类
材P91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 氢溴酸
通入Cl2 ① 通入Cl2 ③
溴单质 单质溴
通入空气，SO2吸收 ②
海水提溴的实验室模拟装置
2NaBr + Cl2= Br2+2NaCl 2H2O + Br2+SO2=H2SO4+2HBr 2HBr + Cl2= Br2+2HCl
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）
１.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
2、金属的冶炼
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。
M n+
得电子
M （被还原）
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
3、金属冶炼的方法
（1）物理提取法： 适用于极不活泼的金属——Pt、Au （2）热分解法（适合一些不活泼金属）
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。
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
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
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。
整理与归纳
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
达到：
人与自然 和协相处 实现： 可持续 发展！
同时
环境保护
＊知识拓展：
海底矿产资源
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。