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1、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第1课时江西省万载中学高一课题组知识与技能目标知识与技能目标：帮助学生体会和认识化学在矿物资源开发利用中的意义和作用；掌握金属的冶炼方法。过程与方法目标过程与方法目标：自主学习，培养学生自学能力；通过了解金属资源的开发及冶炼培养学生的归纳能力、比较能力。 情感、态度与价值观目标情感、态度与价值观目标：帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。 金属矿物的开发和利用金属矿物的开发和利用含三价铁的红色石英含三价铁的红色石英自然界中存在着丰富的矿产资源自然界中存在着丰富的矿产资源纤磷锰铁矿纤磷锰铁矿蓝蓝铜铜矿矿赤赤铁铁矿矿冶炼金属的实质是用还
2、原的方法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使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。电子变成金属原子。将金属从其化合物中还原出来用于生产将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的过程在工业上称为和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。金属的冶炼。冶炼金属的方法冶炼金属的方法1、热分解法、热分解法（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）2HgO=2Hg+O2加热加热2Ag2O=4Ag+O2加热加热2、电解法（适合一、电解法（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属） MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2电
3、解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2电解电解电解熔融的氯化钠电解熔融的氯化钠3、热还原法（适合大部分金属）、热还原法（适合大部分金属）CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁单质的还原性单质的还原性强强弱弱电解法还原法加热法物理方法金属的冶炼金属的冶炼实验实验41铝热反应铝热反应注意观察现象注意观察现象反反应应现现象象：镁镁条条剧剧烈烈燃燃烧烧，放放出出大大量量的的热热，发发出出耀耀眼眼的的白白光光，纸纸漏漏斗斗内内剧剧烈烈反反应应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe
4、2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温1 1、镁条的作用是什么？、镁条的作用是什么？2 2、氯酸钾的作用是什么？、氯酸钾的作用是什么？铝热剂铝热剂问题：问题：与氧气反应放出大量的热，为铝热反应提供热量。与氧气反应放出大量的热，为铝热反应提供热量。受热分解产生氧气，使镁条继续燃烧提供热量。受热分解产生氧气，使镁条继续燃烧提供热量。3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温其它铝热反应其它铝热反应 铝热反应的应用铝热反应的应用铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊铝热反应的原理可以应用在生产
5、上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，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、锰等使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等合理开发和利用矿物资源，主要途径有：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、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量、减少金属的使用量3、加强金属资源的回收和再利用、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、使用其他材料代替金属材料地球上的金属资源是有限的，必须合理开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发和利用矿产资源，加强金属资源的回收和再利用。和再利
6、用。1、下列各种冶炼方法中，可以制得、下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（相应金属的是（）A、加热氧化铝、加热氧化铝B、加热碳酸钙、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠、电解熔融氯化钠D、氯化钠与铝粉高温共热、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、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：及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：NaZnHg Au C电解法电解法加热还原法加热还原法加热分解法加热分解法物理提取法物理提取法冶炼金属常用以下几种方法：冶炼金属常用以下几种方法：（1）以）以C或或H2、CO作还原剂还原法；作还原剂还原法；（2）热分解法（）热
7、分解法（3）电解法（）电解法（4）铝热）铝热法。现冶炼下列金属：法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼的方法。，试标明适宜的冶炼的方法。Al:_Hg:_Mg:_Mn:_Cu:_（3）（3）（1）（2）（4）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第2课时a、海洋生物资源、海洋生物资源海洋资源海洋资源b、海洋中的矿产资源、海洋中的矿产资源含含80多种元素，以氢、氧、多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多，被称为较多，被称为“元素的故乡元素的故乡”。海水中铀多达海水中铀多达45亿吨亿吨是已知陆地铀矿储量是已知陆地铀矿储量的的
8、4500倍。氘有倍。氘有50亿亿吨足够人类用上千万吨足够人类用上千万年年c、海水中的化学资源、海水中的化学资源1、海水资源的广泛性、海水资源的广泛性：u海洋约占地球表面积海洋约占地球表面积71%u海洋中的资源海洋中的资源：u动物动物:（鱼类、海狮、海马、贝类（鱼类、海狮、海马、贝类u植物植物:（海草、海带（海草、海带u矿物矿物:（各种盐、（各种盐、NaCl、MgCl2.海底金属结核矿、石油海底金属结核矿、石油u水水:（水资源及各种溶解的盐类（水资源及各种溶解的盐类2、海水资源的利用：、海水资源的利用：主要有：主要有：u1.海水中水资源的利用海水中水资源的利用海水的淡化（咸水海水的淡化（咸水淡水
9、）淡水）u2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）用水）海水的淡化：海水的淡化：（1）海水淡化的途径）海水淡化的途径:u从海水中提取淡水从海水中提取淡水u从海水中分离出盐从海水中分离出盐（2）海水淡化的方法）海水淡化的方法:u蒸蒸馏馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）法（最先使用，技术成熟，但成本高）u电渗析法（成本低，但未能大量生产）电渗析法（成本低，但未能大量生产）u离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）新离子交换树脂）蒸馏法所用的装置及原理蒸馏法所用的装置及原理u原理：原理：加热到水的沸点，加热到
10、水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。u注意：注意：图图4-3海水海水蒸馏蒸馏原理示意图原理示意图进进冷却水冷却水 出出太阳能蒸发原理示意图太阳能蒸发原理示意图用高分子分离膜淡化海水利用海水进行循环冷却利用海水进行循环冷却天津碱厂海水循环冷却装置天津碱厂海水循环冷却装置海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，机物，按含量计，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素等元素超过总量的超过总量的99，其他为微量元素，总，其他为微量元素，总计含有计含有80多种元素。多种元素。3、海水的综合利
11、用、海水的综合利用u（1）海水制盐）海水制盐生产生产NaClu（2）NaCl的水溶液制的水溶液制NaOHu（3）制金属）制金属Nau（4）制）制Na2CO32NaCl + 2H2O 电解电解 H2 + Cl2 + 2NaOH2 NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O 2NaCl（熔融）（熔融）电解电解 2Na + Cl2煮海为盐海水晒盐海水晒盐海水海水浓缩浓缩过滤过滤HClHCl溶液，适量溶液，适量蒸发结晶蒸发结晶NaOHNaOH溶液、溶液、 BaClBaCl2 2溶液、溶液、 NaNa2 2COCO3 3溶液溶液过量过量食食盐盐的的提提取取从海水中制金属镁从海水中制金属镁海水海水蒸
12、发蒸发Mg(OH)Mg(OH)2 2盐酸、浓缩盐酸、浓缩 MgCl2 6H2O 脱水脱水 MgCl2 电解电解 Mg石灰乳石灰乳 水水 CaO 煅烧煅烧 贝壳贝壳粗盐粗盐海水提溴海水提溴将将Br转变为转变为Br2是海水提溴中关键的化学反应。是海水提溴中关键的化学反应。海水提溴是从海水中提取元素溴的技海水提溴是从海水中提取元素溴的技术术。溴及其。溴及其衍生物是制衍生物是制药业药业和制取阻燃和制取阻燃剂剂、钻钻井液等的重要井液等的重要原料，需求量很大。国外从原料，需求量很大。国外从1934年开始海水提溴年开始海水提溴试验试验和开和开发发，目前日本、法国、阿根廷和加拿大，目前日本、法国、阿根廷和加拿
13、大等国家和地区已建有海水提溴工厂，年等国家和地区已建有海水提溴工厂，年产产量基本量基本保持在保持在36万吨的水平。中国从万吨的水平。中国从1966年开始海水提年开始海水提溴，至今仍溴，至今仍处处于小型于小型试试生生产产的的规规模。模。从海水中提取溴从海水中提取溴(阅读资料卡片，写出有关的化学方程式阅读资料卡片，写出有关的化学方程式)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO42HBr+Cl2=2HCl+Br2海水淡化厂兼电厂海水淡化厂兼电厂海水综合利用联合工业体系一例赤赤潮潮现现象象厦厦门门近近海海赤 潮定义定义:在一定的条件下在一定的条件下,海域中的某
14、些生物在短海域中的某些生物在短时间内大量繁殖或聚集的现象时间内大量繁殖或聚集的现象,常使海水常使海水变红色或褐色变红色或褐色.危害危害:污染环境污染环境,对海洋养殖业构成极大的威胁对海洋养殖业构成极大的威胁.合理利用海洋资源保护海洋，不进行近海石油开采。保护海洋，不进行近海石油开采。建立可持续的海洋渔业。建立可持续的海洋渔业。保护海洋生态系统保护海洋生态系统。把污水处理后再排入海洋把污水处理后再排入海洋,合理捕捞合理捕捞,严格严格防止石油外泄防止石油外泄.一位遇上海难的水手一位遇上海难的水手,随着木排在海上漂流随着木排在海上漂流.他他用完了淡水用完了淡水,感到异常的口渴感到异常的口渴,但是他不喝海水但是他不喝海水,因为他知道海水会致命因为他知道海水会致命,原因原因()A.海水有苦涩味海水有苦涩味,根本喝不下去根本喝不下去.B.海水中含有多种盐海水中含有多种盐,能使肠胃溃烂导致人死亡能使肠胃溃烂导致人死亡.C.海水中有多种微生物海水中有多种微生物,有些微生物可以使人死亡有些微生物可以使人死亡.D.海水会造成水分从血液和组织内脱离出来海水会造成水分从血液和组织内脱离出来,进入进入肠胃中肠胃中,使人脱水死亡使人脱水死亡.D
