高中化学必修二“金属矿物和海水资源”
人教版高中化学必修二第一节 开发利用金属矿物和海水资源.doc
高中化学学习材料第一节开发利用金属矿物和海水资源【目标要求】1.以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例,了解化学方法在实现物质间转化中的作用;2.认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。
【巩固教材――稳扎马步】1.下列说法中不正确的是()A.金属的冶炼原理,就是利用氧化还原反应原理,用还原剂在一定条件下将金属从矿石中还原出来B.冶炼金属时,必须加入一种物质作为还原剂C.金属由化合态变为游离态,都是被还原D.金属单质被发现和应用得越早,其活动性一般较弱2.下列冶炼金属的反应,一定是置换反应的是(),一定是分解反应的是()A.热分解法 B.电解法 C.铝热法炼铁 D.高炉炼铁3.下列海洋资源中属于可再生资源的是()A.海底石油、天然气 B.潮汐能C.滨海砂矿 D.锰结核4.下列哪种方法不能实现海水的淡化()A.蒸馏法 B.电渗析法C.离子交换法 D.电解法【重难突破――重拳出击】1.下列说法正确的是()A.有些活泼金属如铝可作还原法冶炼金属的还原剂B.用电解氯化钠溶液的方法可冶炼金属钠C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D.回收废旧金属,可以重新制成金属或它们的化合物2.下列金属中,即可用热分解法又可用电解法制备的是()A.Fe B.Cu C.Al D.Ag3.均能使Fe2O3还原成铁的一组物质是()A.CO、O2、He B.CO、H2、CC.CO2、H2O、O2 D.CO2、O2、4.有0.4g 铁的氧化物,用足量的CO在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清石灰水中,得到0.75g 固体沉淀物。
这种铁的氧化物的化学式为 ( )A .FeOB .Fe 2O 3C .Fe 3O 4D .Fe 4O 55.下列金属冶炼方法与其他三种不同的是 ( )A .FeB .CaC .MgD .Al6.从海水中提取镁的主要流程是 ( )A .海水−−→−石灰乳Mg(OH)2−−→−盐酸MgCl 2−−→−电解MgB .海水−−→−盐酸 MgCl 2−−→−电解MgC .海水−−→−NaOHMg(OH)2−−→−电解MgD .海水−−→−氯气 MgCl 2−−→−电解Mg7.电解法炼铝时,冰晶石的作用是 ( )A . 熔剂B . 溶剂C . 还原剂D .氧化剂8.用铝热剂冶炼金属,是利用了铝的 ( )(1)还原性(2)即能与酸反应又能与碱反应(3)导电性(4)被氧化过程放出大量热A .(1)B .(1)(3)(4)C .(1)(4)D .(1)(2)(3)(4)【巩固提高――登峰揽月】1.铁是在地壳中含量很丰富的元素,也是生物体内所必需的元素。
人教版高中化学必修2第四单元第一节开发利用金属矿物和海水资源-课件13
些不活泼金属用热分解法就可制得如Hg、Ag等,故C错。
(3)电解法:适用于金属活动顺序中Al及其前面的金属。 制铝 _______________________________________________ _________________________, 制钠 _______________________________________________ _________________________, 制镁 _______________________________________________ _________________________。
(3)Al2O3的熔点很高,为了来降低其熔点,通常要加 入冰晶石(Na3AlF6)来降低其熔点,节省能源。
(4)由于生产条件的不同,同一种金属也可能有多种冶 炼方法,但冶炼方法的总的趋势是,金属活动性顺序中金 属的位置越靠后,越容易被还原,用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手段来还原。
4.自然资源与可持续发展 (1)自然资源: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。 (2)可持续发展 目标:①满足人类的需要;②强调人类的行为受到自 然界的制约;③强调人与人之间、人类与其他生物种群之 间、不同国家和地区之间的公平。 内容:①经济可持续发展;②社会可持续发展;③资 源可持续发展;④环境可持续发展;⑤全球可持续发展。
一提起冶金生产,人们就会想到著名诗人李白的“炉 火照天地,红星乱紫烟”的名句,红光满天、火花四溅、 浓烟滚滚成了传统冶金的生产的独特风景。然而随着环境 要求的日益严格和资源的分化,采用适合资源特点的清洁 无污染、低耗高效的新工艺、新技术已成为现代冶金生产 的迫切要求。
必修二第四章第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时知识点一、金属的冶炼(1)热分解法对于不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,2HgO=2Hg+O2↑Ag2O=(2)热还原法在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,例如:Fe2O3+CO 高温WO3+H2高温(湿法炼铜)Fe+CuSO4= Fe2O3+Al高温【演示实验】课本P81实验4-1镁条的作用:氯酸钾的作用:现象:结论:化学方程式:铝热剂:应用:①焊接钢轨②冶炼高熔点金属(3)电解法活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属,例如:NaCl(熔融)电解4NaOH(熔融)电解4Na+O2+2H2OMgCl2(熔融)电解Al2O3电解[思考] 工业上制备金属铝,采用电解熔融的Al2O3(加冰晶石时)而不电解熔融的AlCl3;工业上制备金属镁,则采用电解熔融的MgCl2,而不电解MgO的原因?[归纳小结]结论:金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag例题:冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法,②水煤气(或H2或CO)法,③活泼金属置换法,④电解法。
四种方法在工业上均有应用。
古代有(Ⅰ)火烧孔雀石法炼铜,(Ⅱ)湿法炼铜,现代有(Ⅲ)铝热法炼铬,(Ⅳ)从光卤石(KCl•MgCl2•6H2O)中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是()A.(Ⅰ)用①B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④巩固练习1.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。
我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是()A、FeB、CuC、AgD、Hg2.在冶金工业上,均不能用化学还原剂制得的一组金属是()A、Na Mg AlB、Na K Zn FeC、Zn Fe Cu AgD、Mg Al Zn Fe3.下列冶炼方法中,可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是()_____________ ________________ ________A、加热Al2O3B、加热CaCO3C、电解熔融NaClD、氯化钠与铝粉高温共热4.铝能用于冶炼难熔的金属(如:钒、铬、锰等),这是因为铝具有什么性质()A、金属性和非金属性B、导电性C、熔点低D、还原性,在冶炼反应中放出大量热5.下列金属冶炼的反应原理,错误的是()A、2NaCl(熔融)电解2 Na+Cl2↑B、MgO+H2高温Mg+H2OC、Fe3O4+4CO 高温3Fe+4CO2D、2HgO高温2Hg+O2↑6..石灰在工农业生产和建筑业上有着重要用途。
【高中化学必修2第四章】第一节 开发利用金属矿物和海水资源
镁光灯
用镁合金做车架的捷安特自行车
奥迪轿车镁合金外壳
海带中提碘 (1)流程 海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质 (2)主要的化学原理 Cl2+2KI===2KCl+I2 [特别提醒] 从海带中提取I2时,用氧化剂Cl2 将I-氧化为I2,然后用有机溶剂(如CCl4)萃取水 溶液中的I2,分液后再用蒸馏法将I2与有机溶剂 分离开。
要点二 海水提溴 1.流程
人们日常应用的金属材料,多为合 想一想 :要使金属矿物转化为金属 金或纯金属,这就需要把金属从矿石中提 单质 , 金属元素的化合价如何变化 , 炼出来,这就是人们常说的金属的冶炼。 发生什么反应?
快速阅读课本88页内容,找出金属 金属活动性顺序 冶炼有多少种方法,分别是什么? K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 适用于金属活动顺序表中的哪些金 属? 金属活动性由强逐渐减弱
含量/g
20 15 10
-
5
KCl CaCl2 MgCl2 NaCl
每千克海水中几种氯化物的含量
(1)镁的存在
主要以化合态的形式存在于地 壳和海水(MgCl2)中。海水中镁 的总储量约为1.8×1015t。
自然界中的镁
菱镁矿MgCO3
镁橄榄石 Mg2SiO4
光卤石 KCl· MgCl2· 6H2O
⑶电解法
在金属活动性顺序中,K、Na 、Ca、Al 等几种 金属的还原性很强,这些金属的阳离子难得电子,因 此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出 来,而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶 炼。如冶炼钠、镁、铝。
2NaCl (熔融) ═ 2Na + Cl2 ↑
电解
练习: 写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式
人教版高中化学必修二4.1 开发利用金属矿物和海水资源
二、海水资源的开发利用 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来自海洋是美丽的, 也是富饶的
是“历史留给人 类的资源储备”
海洋生物资源
海水为什么不能直接饮用?
海水资源的利用:
主要有: 1.海水中水资源的利用 海水的淡化(咸水 → 淡水) 2.直接利用海水进行循环冷却(作冷却 用水)
Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2 高温 Fe2O3 + 2 Al === 2Fe + Al2O3 2CuO + C ===
高温 高温
高温
2Cu + CO2
MgO + C === Mg + CO
总结:
(1)热分解法: 适用于金属活动性顺序表中不活泼的 金属冶炼。Hg Ag (2)电解法: 适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的 冶炼K Ca Na Mg Al (3)热还原法: 适用于金属活动性顺序表中部的金属 冶炼。Zn Fe Sn Pb (H) Cu (4) 物理提取法: 适用于极不活泼的金属的冶炼。 Pt Au
由此你想到了什么? 与金属活动顺序表有什么联系?
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性逐渐减弱 金属活动性不同,还原方法一样吗? 分析: 矿石中的金属是: 化合态 +n 得电子, 被还原 0 M M
冶炼方法的选择原则:
简单,实用,节省的原则
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
考点分析
1.以海水、金属矿物等资源的综合利用为例, 了解化学方法在实现物质间转化中的作用。 2.掌握金属活动顺序表与金属冶炼的关系 3.掌握海水水资源的利用与海水中化学资源 的利用
高中化学必修二第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源课件
海带中提取碘的实验流程图
海带 灼烧 灰烬
原料
预处理 核心反应 分离提纯
滤渣 浸取 浊液 过滤
滤液
含I2溶液 稀硫酸、H2O2溶液
CCl4萃取、分液 蒸馏
产物
碘I2
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海水提溴的工业流程图
通入SO2
提取海带中的碘
• 取3g左右的干海带,把干海带表面的附着物用刷子刷 净(不要用水洗),用剪刀剪碎后,用酒精润湿,放 入坩埚中。点燃酒精灯,灼烧海带至完全变成灰烬, 停止加热,冷却。
• 将海带灰转移到小烧杯中,向其中加入10mL蒸馏水,
搅拌、煮沸2~3miቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,过滤。
I-
• 在滤液中滴入几滴稀硫酸(3mol/L),再加入约 1mLH2O2(质量分数为3%),观察现象。加入几滴淀粉溶 含I 的溶液 液,观察现象。 2 合作电话:010-57172727 客服电话:010-58425255/6/7 传 真:010-89313898
料 处理 反应
提纯
物
一类流程图问题的思路和方法:以物质转化为主线
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•
1.通过归纳新中国建立以来文艺事业 的发展 和成就 ,培养 学生从 文艺现 象中领 悟历史 的能力 ;
•
2.通过理解新中国成立以来文艺事业 发展的 原因、 党的十 一届三 中全会 以来文 艺园地 出现繁 荣局面 的原因 ,培养 学生正 确认识 和说明 问题、 分析问 题的能 力;
原料
高中化学必修2 第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
10
金属矿物的开发利用
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
(2)热还原法
适用于金属活动性顺序表中的中 间的多数金属。它是金属冶炼的常用 方法。
常用的还原剂有: 活泼金属、CO、H2、C(焦炭)
2020/6/13
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金属矿物的开发利用
湿法炼铜: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
的,陨石中含铁量高达90%以上。 古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠
里变成了黑色的铁”。
新
疆
陨
铁
南
极
洲
济南陨铁
陨
铁
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6
金属矿物的开发利用
一、 金属的冶炼 1. 金属冶炼的实质
利用氧化还原反应,使金属化合
物中的金属阳离子得到电子变成金属原
子。即: Mn+ + ne-
M
想一想人:们要日使常金应属用的矿金物属转材化料,为多金为属合 单发金炼质 生或出,什来纯金,金么属属这反就,元应是这素?人就的们需化常要合说把金的价属金如从属何矿的变石冶中炼化提。,
2020/6/13
8
金属矿物的开发利用
快速阅读课本金88属页活内动容性,顺找序出金属冶炼 K有C多a 少Na种Mg方A法l Z,n F分e S别n是Pb什(H么) C?u 适Hg用Ag于P金t Au 属活动顺序表中的哪些金属?
金属活动性由强逐渐减弱
二、金属冶炼的方法的选择
(1)热分解法
(2)热还原法
铝热剂:铝与氧化铁的混合物
镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂
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金属矿物的开发利用
开发利用金属矿物和海水资源人教版版高中化学必修二优质教材
铜镜
汉武帝时铜币
铜是人类第一种大量 使用的金属,结束了 漫长的“石器时代”.
Cu2(OH)2CO3 ===== 2CuO + H2O + CO2↑
高温 C + 2CuO ===== CO2 + 2Cu
3、金属的回收和资源的保护
a.节约矿物资源 回收金属的意义: b.节约能源
c. 减少环境污染
1、在冶金工业上,均不能用通常化学还原剂制得的金属组是
首先考虑Cl2有毒,且过量的Cl2会氧化I2,发生 反应I2+5Cl2+6H2O==2HIO3+10HCl;而H2O2是 绿色氧化剂,不会产生污染,也不会把I2氧化。
4. 海带提碘 :空气吹出法
①/③ ②
Cl2 + 2Br-
2Cl- + Br2
Br2 + SO2 + 2H2O
2HBr + H2SO4
赤铁矿:Fe2O3+3CO=高=温=2Fe+3CO2 磁铁矿:Fe3O4+4CO=高=温=3Fe+4CO2
不适用其他所有的金属
2、金属的冶炼
金属活动性逐渐减弱 阳离子氧化性依次增强
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还 原法
热分 物理 解法 提取
•
6.以及作为群体出现时所表现的巨大 力量和 智慧, 从而得 出这样 的结论 :人类 的社会 行为与 生物的 社会行 为有极 大的共 性,并 非水火 不容, 而是可 以互为 比照的 。
•
7.很显然,作者的目的不是为了证明 其他生 物比人 类更高 明,也 不只是 为我们 提供生 物交流 技术方 面的有 趣知识 ,更是 以一个 医学家 、生物 学家的 睿智和 敏锐的 洞察力.
人教版高中化学必修二第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源 课件(共19张PPT)
(2)硼酸是一种一元弱酸,它与水作用时结合水电离的 OH-而释放出水电离的H+,这一变化的化学方程式 为______________。皮肤上不小心碰到氢氧化钠溶 液,一般先用大量水冲洗,然后再涂上硼酸溶液,则 硼酸与氢氧化钠反应的离子方程式为__________。 (3)MgCl2· 7H2O需要在HCl氛围中加热制MgCl2,其目 的是____________________。
练习:
8、KNO3是重要的化工产品,下面是一种已获得专 利的KNO3制备方法的流程图:
(1) 反应Ⅰ中, CaSO4 与 NH4HCO3 的物质的量之比为 1 ︰ 2 ,该反应的 化学方程式为 CaSO4 + 2NH4HCO3 = CaCO3↓+ (NH4)2SO4 + H2O + CO2↑ ,反应Ⅳ的化学方程式 。 (2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行,加热的目的是 ;从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤,趁热过 滤的目的是 。
1、铬铁矿的主要成分的化学式为FeO· Cr2O3,还含SiO2 、Al2O3等杂质。工业上常采用固体碱熔氧化法用铬铁矿 粉制备重铬酸钾,如下:已知NaFeO2遇水强烈水解。
(1)铬铁矿经粉碎处理的目的是
。
一、原料预处理阶段
2、煅烧 、灼烧
2、已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也 有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧 化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
(1)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料 等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的 产生了废气,废液,废渣等 不足之处是_____________
循环
8、KNO3是重要的化工产品,下面是一种已获得专 利的KNO3制备方法的流程图:
(4)整个流程中,可循环利用的物质除 (NH4)2SO4外,还有 CaSO4、KNO3 (填化学式)。
高中化学必修二(人教版)第四章 第一节开发利用金属矿物和海水资源1 (共19张PPT)
• 海水提溴技术有水蒸气蒸馏法、空气吹 出法、溶剂萃取法、沉淀法、吸附法等, 其中空气吹出法和水蒸气蒸馏法为国内 外所普遍采用。 • 空气吹出法的基本流程是酸化→氧化→ 吹出→吸收→蒸馏;吸收工艺普遍采用 碱吸收和一氧化硫吸收,吸收剂有碱、 硫、铁屑、溴化钠等。
• 海水晒盐
• 利用海水进行循环冷却
天津碱厂海水循环冷却装置
海水淡化厂兼电厂
海水综合利用联合工业体系一例
太阳量的无机物和有 机物,按含量计,H、O、Cl、Na、K、 Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素 超过总量的99%,其他为微量元素,总 计含有80多种元素。
• 海水提溴
海水提溴是从海水中提取元素溴的技术。溴及其 衍生物是制药业和制取阻燃剂、钻井液等的重要 原料,需求量很大。国外从1934年开始海水提溴 试验和开发,目前日本、法国、阿根廷和加拿大 等国家和地区已建有海水提溴工厂,年产量基本 保持在36万吨的水平。中国从1966年开始海水提 溴,至今仍处于小型试生产的规模。 将Br-转变为Br2是海水提溴中关键的化学反应。
开发利用金属矿物和海水资源
金属矿物的开发和利用
自然界中存在着丰富的矿产资源
含三价铁的红色石英
纤磷锰铁矿
蓝 铜 矿
赤铁矿
金属的冶炼
电解法
还原法
加热法
物理方法
单质的还原性
强
弱
• 地球上的金属资源是有限的,必须合理 开发和利用矿产资源,加强金属资源的 回收和再利用。
海水资源的开发利用
• 海水淡化——蒸馏原理
人教版高中化学必修二 金属矿物、海水资源的开发利用
2.如图为铝热反应的实验装置,请回答下列问题:
(1)该实验装置中还缺__镁__条__,在试剂使用正确且符合要
求的情况下引发铝热反应的操作为__在__混__合__物__中__间__插__一__
_根_用__砂__纸__打__磨__过__的__镁__条__,__然__后__点__燃__镁__条__ , 写 出 铝 热 反 应 的化学方程式:F__e2_O__3+__2_A__l ___高_温____A__l2_O_3_+__2_F_e____。
高炉炼铁
a
湿法炼铜
c
铝热法炼铬
c
工业上冶炼铝
d
写出Al与Cr2O3反应的化学方程式:_2_A__l+__C__r2_O__3 __高_温____A_l_2O__3_+__2_C_r_。
(2)铜在地壳中的含量远低于铝,但人类利用铜的历史远早于铝, 这与古代发生的森林大火有一定的关系,因为人类在大火之后的 灰烬中会发现红色发亮的物质。现在人们认识到,这种物质就是 孔雀石[主要成分为Cu2(OH)2CO3,热稳定性差]在大火中转化而生 成的铜,写出大火中与铜元素有关的三个化学方程式: ______C__u_2(_O_H_)_2_C_O_3____∆____2_C_u_O_+__H_2_O_+__C_O__2↑________ _________2_C_u_O__+__C____∆_____2_C__u_+__C_O__2↑___________________ _________C_u_O__+__C_O_____∆_____C_u_+__C__O_2_________________。
(2)若将氧化铁换成氧化镁,该反应__不__能_____(填“能”或“不能”)发生,理由是 ____镁__比__铝__活__泼__,__铝__不__能__置__换__出__镁_____________。 (3)若将所得产品置于足量的NaOH溶液中,可能看到的现象是_部__分__固__体__溶_ 解, _有__气__泡__产__生_____,写出铝热反应的一种主要用途:焊__接__或__冶__炼__熔__点__高__的__金__属。
高中化学必修二第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源课件3
C、液态 D、三种状态都有可能
4、铝能用于冶炼难熔的金属(如铁、钒、
锰等),这是因为铝具有( D )
A、两性 B、导电性好 C、熔点低
D、还原性,在冶炼反应中放出大量的热
5、不能用热分解法制得的金属是( AC )
A、铁
B、银 C、镁 D、汞
[课后作业] 教材P93习题1、2、6、7
1.通过归纳新中国建立以来文艺事业 的发展 和成就 ,培养 学生从 文艺现 象中领 悟历史 的能力 ;
实验现象:
加热,氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应。放出大 量的热,并发出耀眼的光芒。待槽中熔融物冷却 后,倒出,除去外层熔渣,仔细观察,可以发现 落下的是铁珠。
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
铝热剂
铝热剂在高温下的反应叫铝热反应。
铝热反应是置换反应,单质金属的活动性比氧化物 中金属活动性强。
铝是还原剂,在一定的条件下与某些金属氧化物反 应,把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金 属也可作还原剂。
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,使 铝与金属氧化物反应,冶炼钴、钒、锰等
{焊接钢轨
铝热反应的应用 冶炼高熔点的金属
练习:
高温
3CCoo33OO44 ++8AAll —=== 9Co + 4Al2O3
1、游离态:极少数不活泼金属,如金、铂。 2、化合态:多数较活泼金属,如铝以铝土矿
形式、铁以铁矿石形式存在。
大多数金属在自然界中是以化合态存在。化 学要研究如何合理高效的利用这些金属矿物, 将其中的金属从其化合物中还原出来用于生 产和制造各种金属材料,这一过程在工业上 称为“金属的冶炼”。
高级中学高一化学必修二第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源课件
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
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,推测制取以下金属最适宜的方法: ①Na 电解法 ②Zn 加热复原法 ③Hg 加热分解法 ④Au 物理提取法
人类最早发现和应用的金属分别是:
Cu2〔OH〕2CO3 ===== 2CuO + H2O + CO2↑ 高温
强
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
热复原法 热分解法
电解法 K Ca Na Mg Al 热复原法 Zn Fe Sn Pb (H) Cu 热分解法 Hg Ag 物理提取法 Pt Au
常见金属的冶炼原理(方程式):P89表4-1必会
1、以下各种冶炼方法中,可以制得
化学方程式: 2KI + H2O2 + H2SO4=== I2+ K2SO4 + 2H2O
海带提碘:
灼烧
溶解过滤
海带
海带灰
残渣
含I-的溶液
含I2的有机溶液
稀H2SO4 H2O2
萃取 含I2的溶液
证明海带中含有碘,有以下步骤
高中化学必修二--第四章 开发利用金属矿物和海水资源
换法等。
出 进
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。
海水蒸馏原理示意图
①蒸馏法(最先使用,技术成熟,但成本高)
②电渗析法(成本低,但未能大量生产) 利用离子交换膜的选择透过性,在直流电场的作用下使水中 的离子有选择的定向迁移,使溶液中阴阳离子发生分离。
2
Al2O3
(熔融) =电=解= 4Al 冰晶石Na3AlF6
+
3O2
↑
电解
2 NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
(1)这种金属的冶炼方法称为什么方法?
电解法。
(2)这种方法适用于什么类型的金属的冶炼? 适合冶炼活动性很强的金属(在金属
活动性顺序表中排在Zn前的金属)。 (3)用这种方法冶炼金属有什么缺点?
一、海洋资源
1、海洋水资源:海水中 水的储量约为1.3×109亿 吨,约占全球总水量的 97%。
2、化学资源:含元素80多种, 海洋资源中,利用潜力最大的是 海水中的化学资源。目前,在陆 地上发现的100多种化学元素, 在海水中已找到80多种,其中 70多种可供提取。如,氯化钠 (即食盐)有4亿亿吨,镁约有 1800万亿吨,钾有500万 亿吨,溴约有90万亿吨,核燃 料约40亿吨-50亿吨。
4、用铝热剂冶炼难熔金属,是因为( D )
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高中化学必修二“金属矿物和海水资源”检测题一、单项选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分)1.下列说法中,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NaCl溶液的方法来冶炼金属钠C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D.回收废旧金属,可以重新制得金属或它们的化合物2.下列化工生产原理错误的是( )①可以用电解熔融氯化钾的方法来制取金属钾②可以把钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故无需加热A.①③B.②③C.①②③D.②③④3.冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法②水煤气(或H2或CO)法③活泼金属置换法④电解法以上四种方法在工业上均有应用。
古代有:Ⅰ.火烧孔雀石炼铜Ⅱ.湿法炼铜。
现代有:Ⅲ.铝热法炼铬Ⅳ.从氯化镁中炼镁。
下列对它们的冶炼方法的分析不正确的是( )A.Ⅰ—①B.Ⅱ—②C.Ⅲ—③D.Ⅳ—④4.下列三个冶金工业方面的名词的排列顺序,与实际生产步骤的顺序相符的是( )A.富集→精炼→冶炼B.冶炼→富集→精炼C.精炼→冶炼→富集D.富集→冶炼→精炼5.“铝热剂”能冶炼金属、焊接铁轨等,而却无“镁热剂”,其原因可能是( )A.Mg与金属氧化物难于反应B.Mg与金属氧化物反应所需温度太高C.Mg与金属氧化物反应放热少D.Mg与金属氧化物反应过于剧烈6.20XX年我国科技年的主题是“珍惜资源,建设节约型社会”。
随着经济的发展,人口的增长和人民生活水平的提高,水资源短缺的问题日益突出。
下列关于水的说法错误的是( )A.蒸馏法是海水淡化的方法之一B.淡水的密度小于海水的密度C.融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D.0 ℃以上,温度越高,水的密度越小7.下列有关热分解法冶炼金属的说法不正确的是( )A.Ag2O受热就能分解,Ag用热分解法制得B.Ag2O受热分解的反应中,Ag2O既是氧化剂,又是还原剂C.WO3受热能分解,W可用热分解法制得D.工业上制汞既可用热分解法,也可以用热还原法8、.在冶金工业上,均不能用通常化学还原剂制得的金属组是( )A.K、Na、Mg、AlB.K、Na、Zn、FeC.Zn、Fe、Cu、AgD.Mg、Al、Zn、Fe9、.有一种强酸性溶液中可能存在I-、Cl-、Na+、Mg2+中的一种或几种,向该溶液中加入溴水,单质溴被还原,由此推断该溶液中( )A.含有I-,不能确定是否含有Cl-B.含Cl-D.含Mg2+ D.含有I-、Cl-、Na+10、.用铝热法还原下列化合物,制得金属各1 mol,消耗铝最少的是( )A.MnO2B.WO3C.Co3O4D.Cr2O3二、非选择题(本题共4个小题,每个小题10分,共40分)11.常见的大气污染分为一次污染和二次污染。
二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物,如:2NO+O2====2NO2,则二氧化氮就是二次污染物,由二氧化氮导致的污染就是一氧化氮的二次污染。
下列物质:①SO2,②NO,③NO2,④HCl,⑤CO中,不会导致二次污染的是_________。
12、.某混合物A含KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的转化:已知:-2AlO只存在于强碱性的溶液中,遇酸性物质可生成Al(OH)3沉淀。
据此完成下列问题:(1)固体B所含物质的化学式__________________________________________________。
(2)固体E所含物质的化学式__________________________________________________。
(3)反应①的离子方程式_______________________________________________________。
13.海水中有取之不尽的化学资源,从海水中可提取多种化工原料。
下图是某工厂对海水资源的综合利用的示意图。
试完成下列问题:(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、-24SO等杂质,精制后可得NaCl饱和溶液。
精制时通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液;最后加入盐酸至溶液呈中性。
请写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式为______________________。
(2)海水提取食盐后的母液中有K+、Na+、Mg2+等阳离子。
从离子反应的角度思考,在母液里加入石灰乳起的作用是_________________________________________________________。
(3)海水里的镁元素处于游离态还是化合态?________________,从海水中提取氯化镁的反应是不是氧化还原反应?_______________,用电解法冶炼金属镁的反应是不是氧化还原反应?_______________,原因是______________________________________________________。
(4)电解无水氯化镁所得的镁蒸气冷却后即为固体镁。
请思考镁蒸气可以在下列哪种气体氛围中冷却_______________。
A.H2B.CO2C.空气D.O214、20XX年6月5日世界环境日。
深圳及周边沿海城市海域赤潮现象日益严重,导致鱼类大量死亡,可见,海洋保护环境刻不容缓。
在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。
经过晒盐和氯化钾后的卤水中,溴的含量已提高100倍左右。
只要把卤水加入反应塔中,通过氯气(1)和水蒸气蒸馏,就可以把“溴”蒸出来(2),也有借助煤油从海水中提溴的(3),煤油用过之后还可以回收(4)。
土法提溴可用盐酸作用于漂白粉(5)或用二氧化锰氧化盐酸制取氯。
请完成以下几个问题:(1)写出卤水中通入氯气时发生反应的离子方程式。
______________________________。
(2)为什么通过蒸馏法就可以将溴蒸出来?______________________________________。
(3)用煤油提取溴的方法叫______________________________,煤油能作溴的萃取剂的原因是______________________________,如何分离海水和溴的煤油溶液?__________________。
(4)如何分离溴和煤油?_________________________________________________________。
(5)漂白粉的主要成分是_______________,其中能与浓盐酸反应的是_______________,它跟盐酸反应的化学方程式为_____________________________________________,这是一个氧化还原反应,其中氧化剂是_______________,盐酸表现_______________性。
【参考答案】1、解析:铝热反应就是用铝作还原剂,还原比其活动性弱的金属,当然,其他活泼金属也可以作还原剂;金属钠的获取是电解熔融的氯化钠,电解其溶液将得到NaOH、H2和Cl2;铝是活泼的金属,用一般的还原剂很难将其从它的化合物中还原出来,冶炼方法应是电解法;废旧金属的回收利用,是节约资源、防止污染的好办法。
答案:AD2、解析:电解熔融氯化钾可以得到钾;钠放入MgCl2溶液中,应是钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与MgCl2反应,故置换不出镁;冶炼铝的原料是Al2O3而不是AlCl3;高炉中的反应并非都是放热的,如CO2+C 高温2CO就是吸热反应,况且这些反应大都需要在一定的温度下才得以顺利进行,不加热是不行的。
答案:D3、解析:火烧孔雀石炼铜,就是用焦炭(木炭)还原产生铜;湿法炼铜是用铁置换硫酸铜溶液中的铜;铬是难熔而又不很活泼的金属,用铝热法冶炼;电解熔融的氯化镁可以获得镁。
答案:B4、解析:采集的金属矿物含有较多的杂质,有效成分比较分散,因此工业生产中先对矿物富集后再冶炼。
冶炼得到的金属由于受冶炼方法或条件的制约,所得金属的纯度不是很高,有的还需要精炼。
答案:D5、解析:“铝热剂”冶炼金属、焊接铁轨等利用了铝是活泼的金属,同时反应时能放出大量的热,而镁也是活泼的金属,但与金属氧化物反应时放热较少,故不能采用“镁热剂”法冶炼金属。
答案:C6、解析:海水中溶有Na+、Mg2+、Cl-及 24SO等,这些离子所组成的物质的沸点比水的沸点高,可用蒸馏的方法将其分离,A项正确。
上述杂质的溶入使水溶液的密度增大,B项正确。
雪与雨水成分相同,是水蒸发后凝结而成的,含矿物质很少,而深井中的水不断与硅酸盐矿物质接触,其中溶有许多矿物质,C项正确。
由于水在4 ℃时密度最大,在0→4 ℃时,密度增大,而在4 ℃以上时水的密度减小,D项错。
答案:D7、解析:热分解法冶炼的是一些不活泼的金属,因为这些金属的氧化物热稳定性差,加热就可以分解生成金属和氧气,发生自身氧化还原反应。
用热分解法能冶炼的金属,就不宜用热还原法。
WO 3稳定性好,加热很难分解。
答案:CD8、解析:一些很活泼的金属,它们失电子的能力很强,通常的化学还原剂很难使其阳离子得到电子被还原成金属单质,其冶炼应用电解法。
答案:A9、解析:溴单质有较强的氧化性,在提供的几种离子中只有I -能被Br 2氧化,而其他离子的存在与否无法判断。
答案:A10、解析:所给的各氧化物,若金属元素均为1 mol,则被Al 夺取的氧原子依次为2 mol 、3 mol 、34mol 、23mol ,所以C 项耗铝最少。
答案:C11、解析:二氧化硫可生成酸雨造成二次污染,2NO+O 2====2NO 2时二氧化氮造成二次污染物,二氧化氮跟水反应生成一氧化氮,造成二次污染。
答案:④⑤12、解析:加水后,沉淀是Al 2O 3和Fe 2O 3;Al 2O 3+2NaOH====2NaAlO 2+H 2O ;NaAlO 2+2H 2O+CO 2====Al(OH)3↓+NaHCO 3;2Al(OH)3 △ Al 2O 3+3H 2O ;KAl(SO 4)2溶于氨水:Al 3++3NH 3·H 2O====Al(OH)3↓+3+4NH ,由其溶液中的离子组成,从而得出正确的结论。
答案:(1)Al 2O 3(2)(NH 4)2SO 4、K 2SO 4(3)-2AlO +2H 2O+CO 2====Al(OH)3↓+-3HCOSO),过量NaOH(沉淀Mg2+),13、解析:粗盐提纯的主要过程是:过量BaCl2(沉淀 24过量NaCO3(沉淀Ca2+、Ba2+),适量HCl(中和Na2CO3并调节pH)。