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1、第一节 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,2018年10月21日星期日,一、 金属的存在,1. 游离态：如金、铂等不活泼金属,2.化合态：绝大多数金属如钠、钾等,金属存在的形式与其活泼性有直接的关系，少数很不活泼的金属与游离态形式存在。,二、 金属的冶炼,人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的冶炼。,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：,想一想:要使金属矿物转化为金属单质,金属元素的化合价如何变化,发生什么反应?,金属活动性顺序,K Ca Na Mg A
2、l Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性由强逐渐减弱,(1)热分解法 (2)热还原法 (3)电解法,2.金属冶炼的方法的选择,快速阅读课本88页内容，找出金属冶炼有多少种方法，分别是什么？适用于金属活动顺序表中的哪些金属?,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强,电解法,热还原法,热分解法,物理方法,金属活动性顺序与金属的冶炼方法,小 结,热分解法,练习:写出HgO，Ag2O受热分解的化学方程式,(适用Hg及其以后的不活泼金属),K Ca Na Mg Al Zn F
3、e Sn Pb (H) Cu Hg Ag,Hg Ag,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。如：高炉炼铁、铝热反应。 常用的还原剂有：,活泼金属、CO、H2、C(焦炭),K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag,Zn Fe Sn Pb (H) Cu,铝热反应,反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。,注意： 镁条、氯酸钾的作用：引燃剂,注意： 1、铝热反应实质上是较活泼的铝，把活泼性相对弱的金属从其氧化物中还原出来。,2、铝热法通常用来冶炼一些高熔点 的金属，如铁、锰、钒、等。,铝热反应的应用,焊
4、接钢轨,冶炼(高熔点的金属),练习,请写出MnO2、Cr2O3、分别与Al反应的化学方程式,高炉炼铁,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。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,K Ca Na Mg Al,练习:写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式,1、金属回收的意义,节约矿物资源； 节约能源； 减少环境污染。,2、回收废旧金属的利用,湿法炼铜: Fe+Cu
5、SO4FeSO4+Cu,火法炼铜: Cu2S+O22Cu+SO2,高温,返回,二、海水资源的开发和利用,浩瀚的大海是一个巨大的宝库,1.海水淡化,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.,如何用海水制备淡水？,海洋中的化学资源的提取和检验,太阳能蒸发海水示意图：,2.海水中盐的提取,海水晒盐（煮海为盐）,盐田法 制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子的方法（需要仪器及实验步骤）,思考,海水资源的开发利用,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,3.海水中碘的提取,科学探究：如何证明
6、海带中有碘离子？实验42 。,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Cl22KI=2KClI2 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。,4.海水中溴的提取,误区警示 工业上用空气吹出法从海水中提取Br2时，不能直接用“溴水混合物”而要用“溴水混合物”进行蒸馏得到液态溴，因为“溴水混合物”中Br2的浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高，而“溴水混合物”是经“空气吹出、SO2吸收、氧化”等步骤得来，溶液中Br2浓度高。,规律方法 常见生成I2的化学反应
7、 I具有较强的还原性，氧化性较强的物质能氧化I生成I2，常见的化学反应主要有：Cl22I=2ClI2Br22I=2BrI22Fe32I=2Fe2I2IO 5I6H=3I23H2OH2O22H2I=I22H2O,5.海水中镁的提取,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1.81015t。,(1)镁的存在,菱镁矿MgCO3,镁橄榄石Mg2SiO4,光卤石KClMgCl26H2O,自然界中的镁,、如何实现Mg2+ 的富集和分离？,可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀,、是不是直接往海水中加沉淀剂？,不是，因为海水中的Mg2+的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2+ 的沉淀
8、，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂,(2)镁的提取,、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？,思考：如何由贝壳制得氢氧化钙？,贝壳(CaCO3),CaO,Ca(OH)2,CaCO3 = CaO + CO2,CaO + H2O= Ca(OH)2,高温,从镁离子到单质镁发生了哪些变化 ?,4.氢氧化钙加入海水沉淀池中得到氢氧化镁沉淀：5.氢氧化镁与盐酸反应: 6.电解熔融的氯化镁可以得到金属镁：,Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O,海水,Mg(OH)2,过滤,MgCl2溶液,盐酸,MgCl26H2O,蒸发结晶,MgCl2,一定条件,Cl2,Mg,电解,从海水中提取镁的流程,思考：电解产生的Cl2怎么处理？,1、制合金2、信号弹、焰火3、制耐火材料（MgO）熔点高,(3)镁的主要用途,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,谢谢！,
