第一节开发利用金属矿物和海水资源
学习目标
1．了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。
2．掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。
3．掌握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。
4．认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。
教学重难点：
本节教学重点：掌握金属冶炼的一般原理基础，了解适用于不同金属的冶炼方法。了解海水资源开发和利用。
课时安排：两课时
教学过程：
【引言】
例. 第28届国际地质大会提供的资料显示，海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。则“可燃冰”的平均组成可表示为（）
A. 3CH4·H2O
B. CH4·3H2O
C. CH4·6H2O
D. CH4·8H2O
解析：“可燃冰”是一种甲烷化合物，要推测“可燃冰”的平均组成，关键是要根据题目提供的信息推测“可燃冰”中甲烷分子与水分子的个数比。题目中所提到的“笼”，可使我们联想到民间的“灯笼”，以8个“笼”为1个单元，每8个“笼”由46个水分子构成，而其中又填充了6个CH4分子、2个H2O分子，所以CH4分子与H2O分子的个数比为6∶（46＋2）＝1∶8。所以，正确答案是D。
象“可燃冰”这样，由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有一定结构和功能的聚集体叫超分子。
人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物为例，一起认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
第一课时金属矿物的开发和利用
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自然资源与可持续发展
广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、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。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。
【新课】第一课时金属矿物的开发和利用
一、金属单质在自然界中的存在形式
少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、铜、银；化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。
二、金属的冶炼
金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物
中还原出来。
㈠金属冶炼的方法主要有： （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，例如：
2HgO
△
2Hg+O 2↑ 2Ag 2O
△
4Ag+O 2↑
（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 、H 2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：
Fe 2O 3+3CO
高温
2Fe+CO 2↑
WO 3+3H 2 高温
W+3H 2O
ZnO+C
高温
Zn+CO ↑ MgO+C
高温
Mg(g)+CO(g)
Fe+CuSO 4=FeSO 4+Cu
Fe 2O 3+2Al
高温
2Fe+Al 2O 3（铝热反应）
【演示实验】课本P81实验4-1
注意事项：实验时要注意安全，反应装置应远离
易燃物；铝粉要细（200目以上），最好用铝银粉（商业名称）；预先擦去镁带的氧化膜，长度约需10 cm （过短热量不够，影响实验效果。
现象：，镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。
结论：Fe 2O 3+2Al
高温
2Fe+Al 2O 3（铝热反应）
铝热反应的特点：高温引燃剧烈放热，体现氧化铝高熔点的性质。
应用：①焊接钢轨②冶炼高熔点金属 （3）电解法
非常活泼的金属用一般的还原剂很难将它们还原出来，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：
2NaCl （熔融） 电解
2Na+Cl 2↑ 4NaOH （熔融）
电解
4Na+O 2+2H 2O
MgCl 2（熔融）
电解
Mg+Cl 2↑
2Al 2O 3
电解
冰晶石
4Al+3O 2
↑
一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如：
2CuSO 4+2H 2O
电解
2Cu+2H 2SO 4+O 2↑
（4）有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：
Cu 2S+O 2
高温
2Cu+SO 2
结论：（学生总结）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
【思考】为什么人类使用铁器比使用铜器晚？
金属使用的先后与金属冶炼的难易有关。 三、金属提炼步骤：
（1）矿石的富集、除杂；（2）冶炼；（3）精炼。
矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取之不尽用之不竭，随着人们的开发利用，将会日渐减少，因此要加强金属资源的回收和再利用，节约矿产资源。我国幅员辽阔，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家。
我国矿产资源总值居世界第3位，但人均拥有量约为世界人均水平的3
1
。因此，
我们更应注意金属的回收和资源的保护。
[课堂练习1]
冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H 2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 ?MgCl 2?6H 2O ）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是（ ） A ．（Ⅰ）用① B ．（Ⅱ）用② C ．（Ⅲ）用③ D ．（Ⅳ）用④
解析：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）发生的反应分别是：
（Ⅰ）
符合①
（Ⅱ） 符合③
电解法 热还原法 热分解法
（Ⅲ） 符合③
（Ⅳ）先从光卤石中提取MgCl 2，再电解MgCl 2， 符
合④
答案：B [课堂练习2]
工业上用铝土矿（主要成分是Al 2O 3）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（图中字母代表有关物质的分子式）
写出①～④反应的方程式。 答案：
①Al 2O 3+2NaOH====2NaAlO 2+H 2O
②2NaAlO 2+CO 2+3H 2O====2Al(OH)3↓+Na 2CO 3 ③Na 2CO 3+Ca(OH)2====CaCO 3↓+2NaOH
④2Al(OH)3?
======Al 2O 3+3H 2O
【作业】课本P85全部习题
【新课】第二课时 海水资源的开发利用 一、海水淡化
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％。海水中水资源的利用，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。
二、海水中的化学资源
由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种超过总量的99%，其他为微量元素，总计含有80多种元素。海洋有取之不尽的化学资源。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。1．海水中含有的各种元素的特点：
种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。
2．从海水中提取物质的方法
⑴．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。其中盐田法历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法，现在还在广泛采用。盐田法又叫滩晒法，盐田建在海滩边，借用海滩逐渐升高的坡度，开出一片片象扶梯一样的池子。利用涨潮或用风车和泵抽取海水到池内。海水流过几个池子，随着风吹日晒，水份不断蒸发，海水中的盐浓度愈来愈高，最后让浓盐水进入结晶池，继续蒸发，直到析出食盐晶体。我国是世界上最大的产盐国，年产盐量近2000万吨，占世界食盐产量的80%。
⑵．从海水中提取镁的主要工艺流程
镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。主要步骤如下：
（1）为了使MgCl
2转化为Mg（OH）
2
，试剂①可以选
用，要使MgCl
2
完全转化为沉淀，加入试剂①的
量应，验证MgCl
2已完全转化为Mg（OH）
2
的方
法
是
。
（2）加入试剂①，能够分离得到Mg（OH）
2
沉淀的方法
是。
（3）试剂②可以选用。
（4）无水MgCl
2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl
2
，写出该反应的化学方
程
式
。
答案. （1）NaOH过量取上层清夜，滴入NaOH溶液，不产生沉淀
（2）过滤（3）HCl （4）MgCl
2
↑
⑶．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+Cl
2=Br
2
+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：
Br
2+SO
2
+2H
2
O=2HBr+H
2
SO
4
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl
2=2HCl+Br
2
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
⑷．从海带中提取碘的实验
【演示实验】课本P83实验4-2
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I 2，再萃取出来。
用H 2O 2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I -+H 2O 2+2H +=I 2+2H 2O
③实验注意事项
海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。
3．海水综合利用联合工业体系一例（如下图）（投影展示）
三、 海水资源的开发利用简述
（1）从海水中提取淡水——海水淡化 （2）海水制盐
（3）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品
（4）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料 （5）从海水中获取其他物质和能量
[课堂练习1] 海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）若在空气中加热MgCl 2·6H 2O ，生成的是Mg(OH)Cl 或MgO ，写出相应反应的化学方程式 。 用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl 气流中加热MgCl 2·6H 2O 时，能得到无水MgCl 2，其原因是 。 （2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
. （3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；
溶解时： 。 过滤时： 。 蒸发时： 。
(4)获得HCl 的反应为2CH 4+O 2+4Cl 2=======2CO+8HCl(不考虑其他反应)。事实上，
生产中HCl 一直在循环使用。试从理论上分析是否需要补充HCl ，简要说明理由 。 答案：
（1）MgCl 2·6H 2O = Mg(OH)Cl+HCl↑+5H 2O↑
MgCl 2·6H 2O = MgO+HCl↑+5H 2O↑
在干燥的HCl 气流中，抑制了MgCl 2水解，且带走MgCl 2·6H 2O 受热产生的水气，故能得到无水MgCl 2。
（2）加入MgCl 2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。 （3）搅拌，加速溶解
使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒。 搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。
(4)不需要补充HCl,因为Cl 2～2HCl ～Mg(OH)2～MgCl 2～Cl 2；依氯元素守恒可以看出理论上不要补充HCl 。 【作业】同步作业
△
△
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 第一课时金属矿物的开发利用 教学目标： 知识与能力： 1、了解化学方法在金属矿物开发的应用； 2、掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属冶炼方法； 3、掌握铝热反应的原理。 过程与方法： 1、学习化学的过程中，通过观察、讨论、总结，掌握本节知识； 情感与态度： 1、关注与化学有关的热点问题，形成可持续发展的思想； 2、了解金属回收的意义，树立资源保护的意识。 教学重点： 不同金属的冶炼方法、铝热反应 教学难点： 活泼性不同的金属采用不同的冶炼方法，铝热反应的原理。 教学方法： 分析比较法、归纳总结法 教学准备： 多媒体课件、学案 教学过程： 情景引入： 师：观看图片了解常见的金属矿物，如金矿、铂矿等是以游离态的形式存在，而铜矿、铁矿等是以化合物的形式存在。而在现实生活中，需要大量的金属单质怎么办？ 生：冶炼金属 师：什么是金属的冶炼呢？所谓的金属的冶炼就是通过氧化还原反应将金属矿物中的金属还原成金属单质，用于生产和制造金属材料。 金属的冶炼要追溯到公元前6000至7000年前，人们就能够冶炼出铜制造铜币、铜镜等；大约在西汉时聪明智慧的劳动人民就能够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。 板书：第一课题金属的开发和利用 一、金属的存在形式 开始新课： 提问：金属活动顺序表 生：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H ) Cu Hg Ag Pt Au 200年前3000年前6000年前→ 师：从左往右，金属的活泼性逐渐减弱；根据金属的开发利用年限你能得到什么结论？ 生：金属越不活泼开发利用的越早，越活泼的开发利用的越晚……
关于海水资源综合利用税收的调查报告 xx市xx县位于xx海湾西南岸，海岸线102公里，拥有广阔的浅海滩涂1000万公亩，养殖面积67万公亩，盐田面积333万公亩，丰富的海水资源为xx县地方经济的发展提供了巨大的动力，以盐业生产、盐业化工为主题的海水资源的综合利用项目已越来越成为 xx县经济的支柱产业。海水 资源的综合利用也为当地提供了丰富的税源，给当地财政带来的丰厚的回报。据统计，以鲁北化工、埕口盐化等为代表的海水资源综合利用企业年提供的税收占全县财政总收入的20%以上。为理清海水资源综合利用各环节提供的税收，在税收征管过程中做到有的放矢，今年年初该局按照市局的统一安排，结合全省地税系统XX “质效年”活动，组织力量下到盐业生产企业第一线，对整个海水资源综合利用的过程做了一番详细的调查研究，并制定了初步的税收征管意见。 调查过程中，该局主要对鲁北盐化项目和埕口盐化项目做了典型的剖析，采取了检查帐目、实地考察和座谈会的形式。海水“一水多用”的总体情况是：海水(2?5° be')首 先用来养殖，得鱼、虾、蟹、贝等海产品；中度卤水(12?15° be')，用来自硫酸系统的so2、氯碱系统的cl2作原料提取溴素，并生产溴系列精细化工产品；卤水在24° be'时， 副产的盐石膏去制硫酸和水泥；卤水在26.5 ° be'时，结晶
得海盐、并精加工生产加碘盐等；排出的苦卤继续利用，提 取硫酸钾、氯化镁等产品。 一、海水资源综合利用各环节涉及的税收分析 （一）海水的初级利用阶段。海水经抽调后，卤度在2?5°之间可供养殖。主要由各盐业企业的内部养殖公司自行 养殖或者以承包的形式租赁给个人养殖，养殖的海产品主要有对虾、鲈鱼、梭鱼、梭子蟹、青蛤、溢蛏等。在此阶段，根据现行的税收政策，仅对企业实现的租赁收入征收营业税金及附加，租赁收入计入其他业务收入或营业外收入征收企业所得税。XX年埕口盐场34万公亩对外承包面积实现营业税金及附加49万元，鲁北化工实现营业税金及附加19万元，企业所得税按现行规定实行减半征收。对属于个人的养殖收入属于免税范畴，不征收个人所得税。因此在海水利用的初级阶段，政策性减免税项目较多，实现税收较少，税负相对较低。 （二）海水的中级利用阶段。养殖区的海水蒸发后浓度升高，海水卤度达到在12°?15°之间，主要产生养殖和化工两种经济效益。 1、生产化工产品。在本卤度范围内的海水，经过严格的程序提炼后，能够生产出从一溴到十溴的多种溴素产品，另外还能生产出钠、苯等多种化工产品。由于该卤度的卤水是非饱和卤，不符合液态盐的条件，不实现资源税税收，但 化工项目实现税收较为可观。XX年埕口盐场生产溴素1583
第一节开发利用金属矿物和海水资源 学习目标 1．了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。 2．掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。 3．掌握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。 4．认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。 教学重难点： 本节教学重点：掌握金属冶炼的一般原理基础，了解适用于不同金属的冶炼方法。了解海水资源开发和利用。 课时安排：两课时 教学过程： 【引言】 例. 第28届国际地质大会提供的资料显示，海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。则“可燃冰”的平均组成可表示为（） A. 3CH4·H2O B. CH4·3H2O C. CH4·6H2O D. CH4·8H2O 解析：“可燃冰”是一种甲烷化合物，要推测“可燃冰”的平均组成，关键是要根据题目提供的信息推测“可燃冰”中甲烷分子与水分子的个数比。题目中所提到的“笼”，可使我们联想到民间的“灯笼”，以8个“笼”为1个单元，每8个“笼”由46个水分子构成，而其中又填充了6个CH4分子、2个H2O分子，所以CH4分子与H2O分子的个数比为6∶（46＋2）＝1∶8。所以，正确答案是D。 象“可燃冰”这样，由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有一定结构和功能的聚集体叫超分子。 人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物为例，一起认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。 第一课时金属矿物的开发和利用 阅读课本P80资料卡片 自然资源与可持续发展 广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、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。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。 【新课】第一课时金属矿物的开发和利用 一、金属单质在自然界中的存在形式 少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、铜、银；化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。 二、金属的冶炼 金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物
我国目前共有172 种矿产资源，这么多种矿产资源是怎样进行分类的？本文简要总结一下。 《矿产资源法实施细则》（国务院令第152 号）附件《矿产资源分类细则》（以下简称《细则》）中共有168种矿产资源。2000年国土资源部发布第8 号公告，将辉长岩、辉石岩、正长岩列为新发现矿种。2011年国土资源部发布第30 号公告，将页岩气列为新发现矿种。至此，我国的矿产资源种数达172 个。 《细则》将矿产资源分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产和水气矿产 4 大类。 1、能源矿产 《细则》中能源矿产有煤、煤成气、石煤、油页岩、石油、天然气、油砂、天然沥青、铀、钍、地热11 种，加上前些年发现的页岩气，共有12种。铀、钍也叫放射性矿产。由于金属锂常用于锂离子电池，作为一种新能源材料来使用，有的矿产资源规划将其视为一种能源矿产。 2、金属矿产 《细则》中金属矿产共有59 种，用分号把其分为7 类，没有写出小类的名称。按照常例，实际上是6 小类，具体如下表： 其中，铂、钯、钌、锇、铱、铑6 种金属元素合称“铂族元素”，稀有金属、稀土金属、稀散金属合称“三稀”金属。当然，分类标准有多种。广义上的有色金属是指黑色金属以外的所有金属，包括上表中的有色金属、贵金属和“三稀”金属。有的分类把钒、钛看作有色金属，有的把钪作为稀土金属。值得注意的是，上述59 种金属中，并没有稀土元素钷 （Pm原子序数61）。 3、非金属矿产
《细则》中非金属矿产共有92 种，加上2000 年新增的辉长岩、辉石岩、正长岩，共有95 种。非金属矿产主要有两种分类方法。一是按用途来分，二是按成分来分。按用途分如下表： 注：这里的矿种有的是亚矿种，就是172 个矿种下的再细分 考虑到非金属矿产的用途越来越多，按用途分类存在着不足之处。例如，某些白云岩可用于冶金、化肥、建筑等多个领域。有一种按成分分类的方法，如下表： 4、水气矿产 《细则》中水气矿产有地下水、矿泉水、二氧化碳气、硫化氢气、氦气、氡气，共6 种。 “水气矿产”这一名词在实际中用的非常少。这6 种矿产中，地下水比较特殊，开采并不需要采矿权。作为可开发利用矿产的二氧化碳气非常少，目前好像只有江苏省泰兴市有采矿权。硫化氢气、氦气、氡气矿产十分少见。 5、矿产资源行政管理有关分类 【矿产资源一二类】 《国土资源部关于进一步规范矿业权出让管理的通知》（国土资发〔2006〕12号）附件《矿产勘查开采分类目录》提出。 第一类：可按申请在先方式出让探矿权类矿产，是高风险矿种。包括大部分金属矿产以及金刚石、重晶石、萤石、二氧化碳气等。 第二类：可按招标拍卖挂牌方式出让探矿权类矿产，是低风险矿种。包括大部分非金属矿产以及煤炭、铁、矿泉水等。
金属矿 中国金属矿产资源一般指经冶炼可以从中提取金属元素的矿产。如黑色金属矿产：铁、锰、铬、钒、钛等是用做钢铁工业原料的矿产。有色金属矿产包括：铜、锡、锌、镍、钴、钨、钼、汞等。贵金属包括：铂、铑、金、银等。轻金属矿产包括：铝、镁等。稀有金属矿产包括：锂、铍、稀土等。多数金属矿产的共同特点主要表现在质地比较坚硬、有光泽等方面。金属矿产按其物质成份、性质和用途可分为5种：黑色金属矿产、有色金属矿产、贵金属矿产、称有分散元素矿产、半金属矿产。 金属矿物理勘探原理 根据金属矿与其围岩物理性质的差异，在地面、地下或空中测量物理场的变化，以直接或间接寻找金属矿藏的方法。 勘探程序 金属矿物探按所承担的地质任务分为区测、普查、勘探3个阶段。 区测阶段 是研究深部和表层地质构造，进行构造分区和成矿远景的预测。通常采用小于1:200000的比例尺作图。区测中采用的物探方法，一般包括地震法（天然地震、人工地震）、磁法、重力法、大地电磁法和热流法等。地震测深是取得深部构造信息的主要方法。根据地震测深和大地电磁以及重力、热流等资料，可获得地壳分层厚度、界面构造、断裂和地层剖面的某些物理特性。航空磁测和可用于研究基底的性质、深度，圈定断裂和岩浆岩体，从而提供有关基地起伏、岩浆活动等信息。 普查阶段
在根据地质和物探方法划出的成矿远景区，用物探直接或间接地寻找和发现金属矿床。最常用的作图比例尺为1:50000、1:25000和1:10000。金属矿普查常用的物探方法包括航空物探和地面磁法、电法、重力法、地震法等。航空磁测辅以地面查证，对发现磁性矿体（特别是磁铁矿）或与铬、镍等成矿有关的基性、超基性岩体具有重要意义。航空放射性方法主要用于圈定铀、钍、钾矿等放射性矿床，以及间接寻找铝土、金、钼、锡、钛和其他非放射性矿床，例如钾异常，常同浅成热液金属矿有关，钍、钾异常有时同锡矿有关，而有的铝土矿中，铝含量同钍、钾比几乎呈线性关系。航空电磁法最适于寻找致密块状含铜黄铁矿、磁黄铁矿、硫化铜镍矿等。地面磁法主要用于航磁异常查证，以进一步确定异常的位臵，并配合其他方法研究异常体的性质、空间位臵、几何形状等。地面磁法有时也用于未经航测地区的大比例尺测量，进行矿产普查。重力法常用于寻找铬铁矿，或同磁法配合圈定和研究侵入岩体。电法勘探中的激发极化法用于寻找浸染状导电矿体是有效的；也常用地面电阻率法和各种电磁法寻找良导性矿体。地震勘探用于确定疏松沉积的厚度，进行基岩填图，圈定侵入岩体和构造破碎带。在有利条件下，也可用于直接寻找矿体。 勘探阶段 此阶段的物探任务是，探查矿体的产状和规模，追索已知矿体沿走向的延伸和向下延深，研究矿体间是否相连，圈定和发现钻孔打漏的矿体，探明钻孔或坑道间的隐伏矿体等。常用的作图比例尺为1:5000、1:2000或更大。物探工作可以在地面、坑道或钻孔中进行，在地下或矿井中进行的物探工作通称和金属矿测井。 勘探展望 金属矿物探中存在的主要问题，是如何加大勘探深度和提高区分异常的能力。确切了解引起物理异常的原因，才能
3金属矿产资源的综合开发利用 3.1贵金属矿产资源综合开发利用 贵金属主要指铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）、金（Au）、银（Ag）。主要用在信息产业、航天航空、环境污染治理（如汽车尾气）及新能源开发。 中国铂族金属（主要指Pt 、Pd 、Rh ）的资源储备、生产基地、科研院所和人才优势都集中在西部省区（如昆明贵金属研究所），其中以甘肃和云南为主。 金川集团有限公司是采、选、冶配套的大型有色、化工联合企业，生产镍、铜、钴、铂族贵金属、金、银、原料化工等产品及相应的系列深加工和盐类产品，是国内最大的镍钴铂族金属生产企业。公司拥有世界著名的超大型多金属共生硫化镍铜矿床，保有镍金属储量450万吨，铜金属保有储量近300万吨。目前已形成年产镍7.5万吨、铜12万吨、钴2200吨、铂族贵金属2500公斤及70万吨原料化工产品的综合生产能力。 3.1.1金川公司提高贵金属回收率的工艺探索 金川铂族金属的提取与富集采取高镍锍缓冷磨浮分离工艺，得到一次铜镍合金、镍精矿和铜精矿。镍精矿送镍系统处理，铜精矿送铜系统处理。一次铜镍合金和镍阳极泥热滤渣经合金硫化处理后返回磨浮，再进行二次磁选分离，得到二次铜镍合金，作为贵金属系统的主原料提取贵金属。该工艺存在的问题是： （1）目前贵金属精炼、提纯产生的外付溶液、外排废水中含有部分贵金属，含量在0.001g/l左右。（2）贵金属精炼工艺装备水平较为落后，基本为小型搪瓷釜、瓷缸、玻璃瓶、抽滤瓶、箱式抽滤槽等。 （3）富集在加压浸出渣和羰化渣中的贵金属没有处理工艺。 需开展以下工作：
（1）开发一种高分子聚合物，将贵金属精炼、提纯产生的外付溶液及外排废水中的贵金属加以回收。 （2）开发研究一条切实可行的处理加压浸出渣、羰化渣的工艺路线，要求处理后的物料可以跟现有的贵金属生产线直接衔接，且贵金属回收率达到98%以上。 （3）提高回收率，从高镍锍到贵金属产品回收率达到96%以上。 3.1.2金川公司新型萃铂工艺的研究及应用 目前贵金属全萃取工艺包括DBC萃金、S201萃钯、N235萃铂、P204萃取贱金属、TBP铑铱分离。在N235反萃过程中，乳化现象严重，反萃率降低；有机相的循环周期短；对铱的共萃率较高；反萃液沉铂困难。 （1）反萃条件难以控制，反萃率较低，循环20批料液后降至90%左右； （2）铱共萃现象严重，循环20批料液后达到10%左右； （3）有机相循环周期较短，循环50批料液后有机相难以平衡、再生。 选择一种新型萃取剂或协萃剂，达到以下要求： （1）萃取率>99%，反萃率>99%，铱的共萃率<0.1%。 （2）有机相循环周期>150批。 （3）反萃液通过调整料液后，可以直接用氯化铵沉铂，沉淀率>99.5%。 （4）工艺必须具备连续生产的能力，适应规模生产。 3.1.3金川公司银系列产品 金川集团的白银生产是以副产品的形式从铜镍矿中回收利用，2004年达到年产白银54吨，但是金川集团的白银产品形式主要是银锭和电解银粉，在银产品的深度加工方面还是一个空白，使得白银的资源优势没有得到更好的发挥。其中超细银粉和银电子浆料产品是其中的重点工作。
中国已探明储量的矿产资源——之金属矿产 金属矿产54种： 铁矿、锰矿、铬矿、钛矿、钒矿、铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镁矿、镍矿、钴矿、钨矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿、锑矿、铂族金属(铂矿、钯矿、铱矿、铑矿、锇矿、钌矿)、金矿、银矿、铌矿、钽矿、铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铯矿、稀土元素(钇矿、钆矿、铽矿、镝矿、铈矿、镧矿、镨矿、钕矿、钐矿、铕矿)、锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铪矿、铼矿、镉矿、钪矿、硒矿、蹄矿。 铁矿 铁是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般在2%以上）和钢（含碳量一般在2%以下）。 分布情况： 铁矿主要集中在辽宁、四川、河北3省，共计保有铁矿石储量227.49亿吨，占全国总保有铁矿石储量的49.08%；其次，储量超过10亿吨的有北京、山西、内蒙古、山东、河南、湖北、云南、安徽等8个省、市、自治区，储量合计为160.88亿吨，占全国总保有铁矿石储量的34.71%；再是储量不足10亿吨的有吉林、黑龙江、上海、江苏、浙江、福建、江西、湖南、广东、广西、海南、贵州、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆等18个省、市、自治区，储量合计为75.10亿吨，占全国总保有铁矿石储量的16.21%。 现状： 我国铁矿石资源的特点是贫矿多。保有储量中贫铁矿石储量452.00亿t，占全国储量的97.5%；而含铁平均品位在55%左右能直接入炉的富铁矿储量只有11.74亿t，占全国储量的2.5%。形成一定开采规模，能单独开采的富铁矿就更少了。这一特点就决定了我国铁矿石对外依存度高的命运，2009年铁矿石进口6.3亿吨，同比增长41.6%，对外依存度从2002年的44%提高到69%。 铁矿石是钢铁工业的主要原料，当前国际三大矿山（巴西的淡水河谷,澳大利亚的力拓以及必和必拓）的垄断压榨和不断提价使得我国钢铁行业叫苦不迭，铁矿石已然成了我国钢铁行业的软肋、钢铁企业利润率连连走低。高昂的矿价吞噬着中国钢企的利润：2010年1-9月，中国进口铁矿石45760万吨，比09年同期减少1153万吨，同比下降2．51%。但进口总金额高达556.89亿美元，比上年同期增加191.62亿美元，折合人民币约1303亿元。这意味着铁矿石涨价导致中国钢企业2010年前9月为埋单多支付了超过千亿元的资金，而前三季度纳入
海水资源的综合利用: 浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数的生命，还孕育着丰富的矿产，而海水本身含有大量的化学物质，又是宝贵的化学资源。可从海水中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质，海水素有“液体工业原料”之美誉。 ?海水制盐： (1)海水制盐的方法：从海水中得到食盐的方法有蒸发法(盐田法)、电渗析法等。目前，以蒸发法(盐田法)为主。 (2)海水晒盐的基本原理：水分不断蒸发，氯化钠等盐结晶析出。 (3)海水晒盐的流程 氯碱工业： (1)食盐水的精制 (2)电极反应 阴极： 阳极：
总反应：： (3)主要设备 离子交换膜电解槽一一阳极用金属钛(表面涂有钛、钉氧化物层)制成，阴极用碳钢(覆有镍镀层)制成。阳离子膜具有选择透过性，只允许Na+透过，而Cl-、 OH一和气体不能透过。 (4)产品及用途 烧碱：可用于造纸、玻璃、肥皂等工业 氯气：可用于制农药、有机合成、氯化物的合成 氢气：可用于金属冶炼、有机合成、盐酸的制取 海水提溴： (1)氯化 氯化氧化溴离子，在pH=3．5的酸性条件下效果最好，所以在氯化之前要将海水酸化。
(2)吹出 当海水中的Br一被氧化成Br2以后，用空气将其吹出。另外，也可以用水蒸气，使溴和水蒸气一起蒸出。 (3)吸收 目前比较多的是用二氧化硫作还原剂，使溴单质转化为HBr，再用氯气将其氧化得到溴产品。化学方程式如下： 海水提镁: (1)工艺流程 (2)主要化学反应 ①制备石灰乳： ②沉淀 ③制备 从海水中提取重水: 提取重水的方法：蒸馏法、电解法、化学交换法、吸附法等。常用方法：化学交换法(硫化氢一水双温交换法)
第一节开发利用金属矿物和海水资源 一、选择题 1、冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）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）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；现代有（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是（） A（Ⅰ）用①B（Ⅱ）用② C（Ⅲ）用③D（Ⅳ）用④ 2、下列矿石中可用作炼铁原料的有（） ①赤铁矿②黄铁矿③磁铁矿④闪锌矿⑤菱铁矿 A.只有①和② B. 只有①和③ C.有①③⑤ D. ①②③⑤ 3、热还原法冶炼金属的反应一定是 A. 氧化还原反应 B. 置换反应 C. 分解反应 D. 复分解反应 4、下列金属中，既可用热分解方法又可用电解法制备的是 A. Fe B. Cu C. Al D. Ag 5、用铝热法还原下列化合物，制得金属的物质的量各 1 mol,需消耗铝最少的是 A. MnO2 B. WO3 C. Co3O4 D. Cr2O3 6、下列叙述不正确的是 ①工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金 属镁③用于电冶铝的原料是氯化铝④炭在高温下能还原氧化镁中的镁 A. ①②③④ B. ①②③ C. ①③ D. ① 7、用电炉法炼镁时，要用大量的冷气体将炉口挥发出的镁蒸气降温以得到镁粉，可选用的气体是 A. H2 B. He C . N2 D. CO2 8、下列说法正确的是 A. 有些活泼金属如铝可作还原剂法的还原剂 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. 回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 9、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe 、V、Mn等），这是因为铝有 A. 两性 B. 良好导电性 C. 熔点低 D. 还原性，在反应中放出大量热 10、某单质X能从盐的溶液中置换出单质Y,由此推断出下列说法正确的是 A. X、Y都是金属时，则X一定比Y活泼 B. X一定排在金属活动顺序表中H的前面 C. X是金属时，Y可能是金属也可能是非金属 D. X是非金属时，Y可能是金属也可能是非金属 11、工业上生产钾的反应可以是：，对该反应能进行的上述原因，正确的解释是 A.钠的活动性比钾强 B.钾的沸点比钠低，但把钾蒸气抽走时使平衡向正反应方向移动 C. 氯化钠的热稳定性比氯化钾强 D. 因上述反应是可逆反应 12、有一种粉末它是由铁的氧化物中的一种或者两种组成，取3.04 g粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用过量澄清石灰水把生成的气体充分吸收，产生沉淀 5 g。则该粉末的组成是 A. 只有Fe2O3 B. 只有FeO C. 等物质的量的Fe2O3和Fe3O4 D. 等物质的量的FeO和Fe3O4 13、关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是（） A．金属元素仅存在于矿物中。
§4.1 开发利用金属矿物和海水资源 第2课时 海水资源的开发利用 一、选择题： 1.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 A ．氯、溴、碘 B ．钠、镁、铝 C ．烧碱、氢气 D ．食盐、淡水 2.下列有关海水综合利用的说法正确的是 A ．从海水中可以得到NaCl ，NaCl 是制造化肥的原料 B ．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 C ．海水中含有碘元素，只需将海水中的碘升华就可以得到碘单质 D ．利用潮汐发电是将化学能转化为电能 3. 已知M g O 、MgCl 2的熔点分别为2 800℃、604℃，将MgO 、MgCl 2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl 2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是 A ．海水――→NaOH Mg(OH)2――→电解 Mg B ．海水――→HCl MgCl 2溶液―→MgCl 2(熔融)――→电解 Mg C ．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→灼烧MgO ――→电解 Mg D ．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→HCl MgCl 2溶液―→ MgCl 2(熔融)――→电解 Mg 4．除去食盐溶液中的Ca 2＋、Mg 2＋、SO 2－ 4等杂质，需加入NaOH 、Na 2CO 3、BaCl 2和盐酸，加入顺序正确的是 A ．NaOH Na 2CO 3 BaCl 2 HCl B ．Na 2CO 3 BaCl 2 HCl NaOH C ．BaCl 2 HCl NaOH Na 2CO 3 D ．NaOH BaCl 2 Na 2CO 3 HCl 5． 从海藻灰中提取碘的方法是：往海藻灰浸取液中通入Cl 2后用升华的方法将置换的碘提纯。但浸取液中通入Cl 2时会生成少量性质类似于Cl 2的ICl 和IBr ，为了消除这两种杂质，
我国目前共有172种矿产资源,这么多种矿产资源就是怎样进行分类得？本文简要总结一下。《矿产资源法实施细则》(国务院令第152号)附件《矿产资源分类细则》(以下简称《细则》)中共有168种矿产资源。2000年国土资源部发布第8号公告,将辉长岩、辉石岩、正长岩列为新发现矿种。2011年国土资源部发布第30号公告,将页岩气列为新发现矿种。至此,我国得矿产资源种数达172个。 《细则》将矿产资源分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产与水气矿产4大类。 1、能源矿产 《细则》中能源矿产有煤、煤成气、石煤、油页岩、石油、天然气、油砂、天然沥青、铀、钍、地热11种,加上前些年发现得页岩气,共有12种。铀、钍也叫放射性矿产。由于金属锂常用于锂离子电池,作为一种新能源材料来使用,有得矿产资源规划将其视为一种能源矿产。 2、金属矿产 《细则》中金属矿产共有59种,用分号把其分为7类,没有写出小类得名称。按照常例,实际上就是6小类,具体如下表: 其中,铂、钯、钌、锇、铱、铑6种金属元素合称“铂族元素”,稀有金属、稀土金属、稀散
金属合称“三稀”金属。当然,分类标准有多种。广义上得有色金属就是指黑色金属以外得所有金属,包括上表中得有色金属、贵金属与“三稀”金属。有得分类把钒、钛瞧作有色金属,有得把钪作为稀土金属。值得注意得就是,上述59种金属中,并没有稀土元素钷(Pm,原子序数61)。 3、非金属矿产 《细则》中非金属矿产共有92种,加上2000年新增得辉长岩、辉石岩、正长岩,共有95种。非金属矿产主要有两种分类方法。一就是按用途来分,二就是按成分来分。按用途分如下表: 注:这里得矿种有得就是亚矿种,就就是172个矿种下得再细分 考虑到非金属矿产得用途越来越多,按用途分类存在着不足之处。例如,某些白云岩可用于冶金、化肥、建筑等多个领域。有一种按成分分类得方法,如下表:
§ 4.1开发利用金属矿物和海水资源 第1课时 金属矿物的开发利用 一、选择题： 1.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。选用不同方法冶炼不同金属的主要依据是 A ．金属在自然界中的存在形式 B ．金属元素在地壳中的含量 C ．金属阳离子得电子的能力 D ．金属熔点的高低 2.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是200来年的事。下列跟这个先后顺序有关的是 ①地壳中的金属元素的含量，②金属活动性顺序，③金属的导电性，④金属冶炼的难易程度，⑤金属的延展性 A ．①③ B ．②⑤ C ．③⑤ D ．②④ 3.下列金属冶炼的反应原理，不正确的是 4．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Al 2O 3 B 、加热CaCO 3 C 、电解熔融NaCl D 、氯化钠与铝粉高温共热 5.由黄铁矿炼铜的过程中发生了反应： Cu 2S+2CuO 4Cu+SO 2↑。下列叙述正确的是 A ．该反应从氧化还原反应的电子转移角度看， 与SO 2+2H 2S=3S+2H 2O 是同一类型 B ．该反应从氧化还原的电子转移角度看， 与6NO 2+8NH 3=7N 2+12H 2O 是一种类型 C ．该反应中，氧元素氧化了硫元素 A ．2NaCl(熔融)2Na ＋Cl 2↑ B ．MgO ＋H 2Mg ＋H 2O C ．Fe 2O 3＋3CO 2Fe ＋3CO 2 D ．2Ag 2O 4Ag ＋O 2↑
D．该反应中，Cu2S既是还原剂又是氧化剂 6.实验室将9g铝粉跟一定量金属氧化物粉末混合形成．发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质18g，则该氧化物粉末可能是 ①Fe 2O 3 和MnO 2 ②MnO 2 和V 2 O 5 ③Cr 2O 3 和V 2 O 5 ④Fe 3 O 4 和FeO． A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 二、非选择题： 7.已知有关物质的熔、沸点数据如下表： MgO Al2O3MgCl2AlCl3 熔点/℃ 2 852 2 072 714 190(2.5×105 Pa) 沸点/℃ 3 600 2 982 1 412 182.7 请参考上述数据回答下列问题： 工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解 Al2O3和冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁？理由是_________________________。 为什么不用电解AlCl3的方法生产铝？理由是 ______________________________________________。 8. 为了确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成了，分别进行下列实验．已知氧化铁和铝在高温下反应生成氧化铝和铁；铝和氢氧化钠的水溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO 2 ）和氢气．（1）若取ag样品，向其中加入足量的氢氧化钠溶液，测得生成的气体bg．反应的化学方程式，样品中铝的质量为 g； （2）若取ag样品，使其在高温下恰好完全反应，该反应的化学方程式，样品中氧化铁与铝质量比为； （3）待（2）中反应产物冷却后，往其中加入足量的盐酸，测得生成的气体质量cg，则该气体与（1）中所得的气体的质量比c：b= ．
第四章非金属及其化合物 第五节海水资源综合利用与环境保护 核心知识图 命题预测 本节内容涉及面较广，与科技、生产生活联系密切，关系到社会可持续发展的问题，因此一直是新课标下高考命题的热点，主要考查海水资源的回收利用、环境污染和环境保护及绿色化学等知识。预测海水资源的开发与新能源环境保护、工业生产、社会热点等问题相结合设计成流程图题，集分析、推断、实验、计算于一体，考查知识综合运用的能力、实验能力和计算能力，是今后高考命题的方向。 自主复习 一、海水资源的开发利用 1．水资源的利用 2．电解食盐水 ①电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同) ； ②产物制盐酸：； ③制漂白液：。 3．镁的提取 (1)流程：
(2)写出上述标号反应的化学方程式： ①； ②； ③。 即时即练 海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是( ) A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质 B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2 D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能 二、环境保护与绿色化学 1．环境污染 (1)环境问题： 主要是指由于人类不合理的开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的。 (2)“三废”：主要指的污染。 (3)大气污染物的来源：的燃烧和工业生产过程中的废气及其携带的颗粒物。 2．绿色化学 (1)绿色化学：其核心指利用化学原理从上消除和减少工业生产对环境的污染。 (2)原子经济性： 环氧乙烷的生成，其特点为：反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，原子的利用率达到100%。 上述两反应的原子经济性为100%的是。 即时即练 环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列各词与环境污染无关的是( ) ①温室效应②赤潮③酸雨④光化学烟雾⑤臭氧层空洞⑥潮汐⑦大脖子病⑧水华 A．仅⑦⑧B．仅⑥⑦ C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦
高一化学下册开发利用金属矿物和海水资源知 识点梳理 世界由物质组成，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。查字典化学网为大家推荐了高一化学下册开发利用金属矿物和海水资源知识点，请大家仔细阅读，希望你喜欢。 一、金属矿物的开发利用 1、金属的存在：除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。 得电子、被还原 2、金属冶炼的涵义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即M+n(化合态)M0(游离态)。 3、金属冶炼的一般步骤： (1)矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 (2)冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质(粗)。 (3)精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。 4、金属冶炼的方法 (1)电解法：适用于一些非常活泼的金属。 (2)热还原法：适用于较活泼金属。 常用的还原剂：焦炭、CO、H2等。一些活泼的金属也可作还
原剂，如Al， (3)热分解法：适用于一些不活泼的金属。 5、 (1)回收金属的意义：节约矿物资源，节约能源，减少环境污染。(2)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(3)回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢;废铁屑用于制铁盐;从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。 金属的活动性顺序 K、Ca、Na、 Mg、Al Zn、Fe、Sn、 Pb、(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au 金属原子失电子能力 强弱 金属离子得电子能力 弱强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法
中国金属矿产资源分布 中国资源 2008-03-20 17:31:23 阅读63 评论0 字号：大中小订阅 铁矿：中国是铁矿资源总量丰富、矿石含铁品位较低的一个国家。目前已探明储量的矿区有1834处，总保有储量矿石463亿吨，居世界第5位。除上海市、香港特别行政区外，铁矿在全国各地均有分布，以东北、华北地区资源为最丰富，西南、中南地区次之。就省(区)而言，探明储量辽宁位居榜首，河北、四川、山西、安徽、云南、内蒙古次之。中国铁矿以贫矿为主，富铁矿较少，富矿石保有储量在总储量中占2.53%，仅见于海南石碌和湖北大冶等地。从铁矿成因类型来看，根据程裕淇和赵一鸣等的意见，主要有与铁质基性、超基性岩浆侵入活动有关的岩浆型铁矿床，如四川攀枝花铁矿床，与中酸性(包括偏基性与偏碱性)岩浆侵入活动有关的接触交代-热液铁矿床，如湖北大冶、福建马坑、内蒙古黄岗等；与中性钠质或偏钠质火山-侵入活动有关的铁矿，如江苏、安徽两省的宁芜铁矿、云南大红山铁矿等；沉积型赤铁矿和菱铁矿床如鄂西、赣西、湘东地区的赤铁矿；变质沉积铁矿，如鞍山铁矿、冀东铁矿等；风化淋滤残积型铁矿，如广东大宝山、贵州观音山等。铁矿成因类型以分布于东北、华北地区的变质-沉积磁铁矿为最重要。该类型铁矿含铁量虽低(35%左右)，但储量大，约占全国总储量的一半，且可选性能良好，经选矿后可以获得含铁65%以上的精矿。从成矿时代看，自元古宙至新生代均有铁矿形成，但以元古宙力量重要。 锰矿：中国锰矿资源较多，分布广泛，在全国21个省(区)均有产出；有探明储量的矿区213处，总保有储量矿石5.66亿吨，居世界第3位。中国富锰矿较少，在保有储量中仅占6.4%。从地区分布看，以广西、湖南为最丰富，占全国总储量的55%；贵州、云南、辽宁、四川等地次之。从矿床成因类型来看，以沉积型锰矿为主，如广西下雷锰矿、贵州遵义锰矿、湖南湘潭锰矿、辽宁瓦房子锰矿、江西乐平锰矿等；其次为火山-沉积矿床，如新疆莫托沙拉铁锰矿床；受变质矿床，如四川虎牙锰矿等；热液改造锰矿床，如湖南玛璃山锰矿；表生锰矿床，如广西钦州锰矿。从成矿时代来看，自元古宙至第四纪均有锰矿形成，以震旦纪和泥盆组为最重要。 铬矿：中国铬矿资源比较贫乏，按可满足需求的程度看，属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨，其中富矿占53.6%。铬矿产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区)，以西藏为最主要，保有储量约占全国的一半。中国铬矿床是典型的与超基性岩有关的岩浆型矿床，绝大多数属蛇绿岩型，矿床赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。从成矿时代来看，中国铬矿形成时代以中、新生代为主。 钛矿：中国钛矿分布于10多个省区。钛矿主要为钒钛磁铁矿中的钛矿、金红石矿和钛铁矿砂矿等。钒钛磁铁矿中的钛主要产于四川攀枝花地区。金红石矿主要产于湖北、河南、山西等省。钛铁矿砂矿主要产于海南、云南、广东、广西等省(区)。钛铁矿的TiO2保有储量为3.57亿吨，居世界首位。钛矿矿床类型主要为岩浆型钒钛磁铁矿，其次为砂矿。从成矿时代来看，原生钛矿主要形成于古生代，砂钛矿则于新生代形成。 钒矿：中国钒矿资源较多，总保有储量V2O52596万吨，居世界第3位。钒矿主要产于岩浆岩型钒钛磁铁矿床之中，作为伴生矿产出。钒矿作为独立矿床主
《金属矿物的开发利用》说课稿 一、教材分析 1、教材的地位和作用 本节课选自《化学2（必修）》第四章第一节《开发利用金属矿物和海水资源》的第一课时金属矿物的开发利用。化学研究和应用的一个重要的目标就是开发和利用自然界中可能的物质资源和能源资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础；同时，应注意到这一过程必须同自然环境相互协调，走可持续发展的道路。本课时是以金属活动顺序表、氧化还原反应为依托，探究金属的冶炼原理、金属资源的回收和利用。帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识几合理开发意识。 2、本课时的教学目的： 知识和技能目标： 1．了解金属元素在自然界的存在形态。 2．掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。 过程与方法目标： 1．通过学生自学和查阅相关资料，培养学生分析概括的能力。 2．通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神； 3．通过对案例探究，激发学生学习的主动性和创新意识，从而悟出学好化学的科学方法。 情感态度和价值观目标： 1．培养学生主动参与意识； 2．经历探究过程，提高学生的创新思维能力，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程； 3．通过对化学在环境保护中的作用的认识，培养学生树立绿色化学的观念。 3、教学重点：了解化学方法在金属矿物开发，主要是金属冶炼开发中的作 用。 教学难点：学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解使用于不同金属的冶炼方法。 4、教具准备 多媒体课件，有关实验的试剂和仪器 二、教学方法 教学活动是教和学的双边活动，必须充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，使之相互促进，协调发展，根据这一基本原理我采用了如下教学方法：１、实验促学法：通过教师的演示，学生的动手操作，观察分析实验现象，理解并掌握金属冶炼的方法。 ２、情景激学法：创设问题的意境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生在意境中主动探究科学的奥妙。 ３、探究、归纳法：通过学生对问题的探究、讨论、实验、归纳，最终掌握金属冶炼的方法。
金属矿产资源可持续发展 人类历史上海一次社会生产力的巨大进步都伴随着矿产资源利用水平的巨大飞跃。矿产资源的严重短缺正在演变为我国国民经济健康快速协调发展的制约因素，而找矿难度日益增大。如何构建我国的矿产资源安全保障体系，实施矿产资源高效循环利用，乃是我们在21世纪必须回答的重大问题之一。 一、我国金属矿产资源现状 我国探明的矿产资源总量虽然位居世界第三，但人均矿产资源拥有量仅为世界人均量的 1/3，位居世界第58位。资源配置也存在很大缺陷。我国小金属品种钨、锡、锑、稀土等有较大的资源优势，但占有色金属产量94%的铜、铝、铅、锌等大宗矿产储量严重不足。中小型矿床多，矿石品位低，易采易选的富矿少，如我国富铁矿（TFe>50%）探明储量仅为亿t占全国总探明储量的%。我国矿产资源的利用有很多问题，如大矿小开，一矿多开；采富弃贫，开采回收率低；粗放经营，污染环境。据统计，我国每年矿石采掘量50多亿t，矿业固体废弃物已积存65亿t，每年净增6亿t，加工产生废水160亿～200亿t来越强，目前铜矿石接近60%，铁矿石60%，锰矿石25%，铬铁矿%，氧化铝50%，钾盐60%以上靠进口。初步预测，我国矿产品需求量在今后5～20年将达到高峰。如果矿产地质研究与勘查没有大的突破，到2010年主要矿产（45种）的半数将不能满足需求。战略性金属矿产资源短缺严重制约着国民经济的发展。 我国金属矿床多为共生有用组分，多数未能及时回收利用，浪费现象较为严重。矿山采、选矿回收率平均比国际水平低10%～20%。据1999年国土资源部抽查，我国铁矿回收率为%，锰矿为%，钨矿为%，稀土矿为%，磷矿为%，有色金属矿山采选综合回收率只有60%～70%；已进行综合利用的矿山平均资源综合利用率仅为20%，2/3具有共生、伴生有用组分的矿山，尚未开展综合利用；尾矿利用才刚刚开始，仅达10%；而国外先进水平都在50%以上。我国每年平均约有200万～300万t废钢铁、10万～15万t废杂有色金属等未被合理回收，社会积存的各种废品、边角料和含有色金属的各种溶液、渣、物料也越来越多，就经济利益和环境保护方面而言，综合处理这些物料远远比直接从矿山开采矿石再经选、冶加工好得多。 二、金属矿产资源综合循环利用具体实例及其实现效益 再生资源是指生产、流通、消费等过程中产生的不再具有原使用价值并被废弃，或只能以物品的残值适当计价处置，但可以通过一定的加工途径使其经济合理地获得使用价值的各种物料的总称。通过二次回收不仅节约能耗，还可以减少污染。例如每利用1t再生资源，可以节约原生资源120t，少产生垃圾、废水10t，解决就业人，增加产值3000元，产生利润500元。每回收1t废钢铁，可炼钢，节约铁矿石2～3t，节约焦碳1t、石灰石；回收1t废铜，可炼电解铜，节约铜矿石1500t、电能260度；回收1t废旧易拉罐，可炼铝镁合金；回收1t废塑料，可炼700kg汽经油，加工可得塑料颗粒……因此，再生资源利用产业被国际上公认为“朝阳产业”。 全球矿产资源循环利用水平高的国家主要是美国、日本及西欧等后工业化国家，回收利用的矿种主要集中在铁、铝、铜、锌、铅等大宗、常用金属方面。统计结果显示，2000年全球废钢回收量占消费的30%，二次回收铜万t，占消费量的%，二次回收铝万t，占消费量的%；全球回收铂金属，占总消费的%。再生金属已经成为金属矿产资源供应的重要组成部分。（一）铁矿资源的综合利用和铁的循环再生 我国具有伴生有益组分的铁矿山很多。伴生的有益组分有钒、钛、铜、镍等30余种，综合开发利用较好的矿山有大冶铁矿、白云鄂博铁矿等。矿山开采不仅提供了高品位铁精矿，同时还获得了大量其他矿产品，大大提高了企业的经济效益。例如，大冶铁矿在产出铁精矿和铜精矿的基础上，增建了钴车间生产钴精矿。在原有回收铁铜基础上增加回收钴、硫、金、银等元素，