高中化学必修二-第四章第一节课件教学内容
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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
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 自然界。
2、金属的冶炼
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 到电子变成金属原子。
M n+ 得电子 M（被还原）
海水蒸馏原理示意图：
太阳能蒸发海水示意图：
2、海水化学资源的开发和利用
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、Hwenku.baidu.comCl、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）
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
从海水中获得其他物质和能量具有广 阔的前景。
例如，铀和重水目前是核能开发中的 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。
化学在开发海洋药物方面也将发挥越 来越大的作用。
②提取流程
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
③实验方法
（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的 附着物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪 碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。 （2）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。 （3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中 加入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min， 使可溶物溶解，过滤。 （4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约 1ml H2O2溶液，观察现象。 （5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观 察现象。
二、海水资源的开发利用
1、海水水资源的利用：
海洋约占地球面积的71%。 海水中 的水1.3X109 亿吨。占地球总水量97% （3%在陆地、淡水）。
主要包括海水的淡化和直接利用海水进 行循环冷却。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 目的。
海水淡化的方法主要有蒸馏法、 电渗析法、离子交换法等。
• 从海水中制得的NaCl除使用外， 还用作工业原料： 1、制烧碱、纯碱、金属钠以及 氯气、盐酸、漂白粉等。
. 制取镁、钾、溴及其化工产品。
科学探究：
如何证明海带中有碘离子？
①反应原理 海带中的碘元素主要以I-的形式存在，
提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃 取出来。
用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式： 2I-+ H2O2 +2H+=I2+2H2O
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
（3）热还原法（适用于大部分金属）
△
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
铝热反应 实验4－1
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。
小结金属的不同冶炼方法：
金属活动顺 序
K、Ca、Na、 Zn、Fe、Sn、
Mg、Al
Pb（H）、Cu
Hg、Ag、 Pt、Au
金属失电子
能力
强————————————→弱
金属离子的 得电子
主要冶炼方 法
弱————————————→强
电解法
热还原法 热分解法
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
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）
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
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）
从海水中提取食盐的主要工艺流程
从海水 中制取盐的方 法主要有：盐 田法、电渗析 法和冷冻法。
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，冶炼钒、铬、锰等
（4）电解法（适合一些非常活泼金属）
电解
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
冰晶石
电解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
铝热剂
铝——还原剂 （活泼金属——可作还原剂）
其它的铝热反应：
高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
高温
Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3
高温
3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
铝热反应的应用
潮汐能、波浪能等也是越来越受到重 视和开发的新型能源。
从海水中提取溴的主要工艺流程
①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为 溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③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：
Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
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 自然界。
2、金属的冶炼
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 到电子变成金属原子。
M n+ 得电子 M（被还原）
海水蒸馏原理示意图：
太阳能蒸发海水示意图：
2、海水化学资源的开发和利用
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、Hwenku.baidu.comCl、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）
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
从海水中获得其他物质和能量具有广 阔的前景。
例如，铀和重水目前是核能开发中的 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。
化学在开发海洋药物方面也将发挥越 来越大的作用。
②提取流程
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
③实验方法
（1）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的 附着物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪 碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。 （2）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。 （3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中 加入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min－3min， 使可溶物溶解，过滤。 （4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约 1ml H2O2溶液，观察现象。 （5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观 察现象。
二、海水资源的开发利用
1、海水水资源的利用：
海洋约占地球面积的71%。 海水中 的水1.3X109 亿吨。占地球总水量97% （3%在陆地、淡水）。
主要包括海水的淡化和直接利用海水进 行循环冷却。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 目的。
海水淡化的方法主要有蒸馏法、 电渗析法、离子交换法等。
• 从海水中制得的NaCl除使用外， 还用作工业原料： 1、制烧碱、纯碱、金属钠以及 氯气、盐酸、漂白粉等。
. 制取镁、钾、溴及其化工产品。
科学探究：
如何证明海带中有碘离子？
①反应原理 海带中的碘元素主要以I-的形式存在，
提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃 取出来。
用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式： 2I-+ H2O2 +2H+=I2+2H2O
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
（3）热还原法（适用于大部分金属）
△
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
铝热反应 实验4－1
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。
小结金属的不同冶炼方法：
金属活动顺 序
K、Ca、Na、 Zn、Fe、Sn、
Mg、Al
Pb（H）、Cu
Hg、Ag、 Pt、Au
金属失电子
能力
强————————————→弱
金属离子的 得电子
主要冶炼方 法
弱————————————→强
电解法
热还原法 热分解法
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
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）
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
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）
从海水中提取食盐的主要工艺流程
从海水 中制取盐的方 法主要有：盐 田法、电渗析 法和冷冻法。
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，冶炼钒、铬、锰等
（4）电解法（适合一些非常活泼金属）
电解
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
冰晶石
电解
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
铝热剂
铝——还原剂 （活泼金属——可作还原剂）
其它的铝热反应：
高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
高温
Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3
高温
3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
铝热反应的应用
潮汐能、波浪能等也是越来越受到重 视和开发的新型能源。
从海水中提取溴的主要工艺流程
①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为 溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③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：
Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4