江苏省南通市通州区育才中学高中化学开发利用金属矿物和海水资源课件新讲义人教必修

2．海水资源的开发利用 (1)主要包括海水淡化和直接利用海水进行_循__环__冷__却___等。海水淡化 的方法主要有__蒸__馏___法、__电__渗__析___法和__离__子__交__换___法等。 (2)海水制盐。 ①氯化钠除供食用外，还可用于生产__烧__碱___、__纯__碱__、钠、氯气、 _氢__气___等。 ②从制盐基础上，还可从海水中制取_镁___、__钾___、_溴___及其他化 工产品。 (3)从海水中还可提取_铀___和重水，获得_潮__汐___能__、_波__浪__能__等新型能源。
第八章 化学与可持续发展
①了解金属在自然界中的存在形式，了解金属的冶炼方法及铝热 反应原理，了解金属回收和资源保护的意义。
②了解海水资源、海水淡化的方法。了解海水资源的开发和利用， 即海水制盐、海水提溴。
③了解煤、石油和天然气的组成及其综合利 用。
④了解化肥、农药对农业生产的作用与危害 及合理施用化肥、农药的方法。
课前 ·新知导学
金属矿物的开发利用 1．金属在自然界中的存在形态
单质 化合物
2．金属的冶炼 将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材 料的过程。
(1)热分解法。
适用于__不__活__泼__的金属的冶炼。写出下列反应的化学方程式。 ①加热分解HgO: __2_H__g_O_=__=△_=_=_=_2_H_g_＋__O__2_↑__。 ②加热分解Ag2O: __2_A_g_2_O_=__=△_=_=_=_4_A_g_＋__O__2_↑__。
(2)电解法。
适用于_非__常__活__泼___的金属的冶炼。写出下列反应的化学方程式。 ①冶炼金属钠：_2_N__a_C_l_(熔__融__)_=_=电_=_解=_=_2_N__a_＋__C_l_2_↑__。 ②冶炼金属镁：_M__g_C__l2_(_熔__融__)=_=_电_=解_=_=_M__g_＋__C_l_2↑___。

在常温、干 加热时 燥的空气中 能被氧 不易被氧化 化
不能 被氧 化
跟水的作 常温时能置换 在加热或跟水蒸气反 用 水中的氢 应时能置换水中的氢
不能置 水中 换 的氢
金属活动 K Ca Na Mg Al Zn 性顺序
Fe Sn Pb
Cu Hg Ag
Pt Au
能跟氧化 只跟 能把氢从酸(如盐酸或稀硫酸) 性酸(如硝 跟酸作用 王水 中置换出来 酸、浓硫 作用 酸)作用 位于金属活动性顺序表中前面的金属(K、Ca、Na 跟盐作用 等除外)能把后面的金属从其盐溶液中置换出来 主要冶炼 方法 电解法 热还原法 热分解法 Hg、 Ag
分析
特别关注：铝热反应的注意事项 (1)铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出 大量热的化学反应，其中镁条为引燃物质，氯酸钾为助燃物 质。 (2)铝热反应的实质是用较活泼的铝，把活动性相对较 弱的金属从其氧化物中还原出来。
(3)反应特点是在高温下进行，反应迅速并放出大量的 热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。
5．利用率 使用量 回收 再利用
综合拓展 一、金属活动性顺序表、金属的性质、金属的冶炼 Mg Al Cu Hg 金属活动 K Ca Na Fe Sn Pb Pt Au Zn Ag 性顺序 金属原子 强 弱 失去电子 的能力 金属离子 弱 强 结合电子 的能力
跟氧的 作用 常温易 被氧化 常温能 被氧化
开发金属矿物资源的一般原理是什么？开发 海水资源对人类社会的发展有哪些重要意义呢？
1．了解金属冶炼的化学反应原理和基本方法。 2．了解海水资源及其开发利用的主要方法。 3．掌握从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验 方法。 4．认识开发利用金属矿物和海水资源所带来的环境 问题和预防措施。认识化学在自然资源的合理开发与综合 利用方面的重要价值，培养环保意识和节约意识。

【人教版高中化学必修】开发利用金 属矿物 和海水 资源PPT 精美课 件1
2.反应实验
实验 操作
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实验 现象
镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量 的热，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发 生剧烈的反应。纸漏斗的下部被烧穿，有熔 融物落入沙中
Hg、Ag
Pt、 Au
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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
物理 方法
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D Fe2O3＋2Al==高=温==2Fe＋Al2O3
方法 热分解法
电解法 热分解法 热还原法
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【解析】 活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用 电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、 Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用 热分解法冶炼，故A、B、D正确，C错误。 【答案】 C 【规律方法】 选择金属冶炼的方法要依据金属 在自然界中的存在形态和金属的活泼性。金属活 动性顺序表中，金属的位置越靠前越难被还原， 金属的位置越靠后越容易被还原。
2、铝热反应的原理及实验。

铝热反应特点
①在高温下进行 ②反应迅速并放出大量的热 ③新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离
镁条、氯酸钾的作用？
引燃剂 助燃剂 2KClO3=高=温=2KCl+3O2
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(4)其他方法
湿法炼铜 Fe+CuSO4== Cu+FeSO4
火法炼铜
高温 Cu2S + O2 === 2Cu + SO2
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多样性：海水中含有80多种化学元素，被誉为“液体矿山”； 分散性：种类多，总量大，富集程度低。
海水中的11种常量元素： 氯(Cl)、钠(Na)、钾(K)、镁(Mg)、钙(Ca)、 硫(S)、碳(C)、氟(F)、硼(B)、溴(Br)、锶(Sr)
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开发利用金属矿物和海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态存在于自然界
黄铜矿
赤铁矿
铝矿
金矿
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）
如何冶炼金属铁？是否适用于其他所有的金属
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③ 4Al + 3MnO2
高温
3Mn + 2Al2O3
(二)电解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
①适用于金属活动顺序表中K～Al的活泼金属。
②电如位非解：其常于熔2活ZN融na泼盐C之l或，(前熔氧在融的化自)物的电。然K解界、2中CNa只a、+C以Nl2a氧↑、化M物g、或A盐l 的形工业式用存电在解铝，土是矿否（主也要可成以分为用氧H化2铝、）C和O氯、化镁的
①适用于金属活动顺序表中K～Al的活泼金属。 ②电解其熔融盐或氧化物。
如： 2NaCl(熔融) 电解 2Na+Cl2↑ MgCl2 (熔融) 电解 Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) 冰晶石 4Al + 3O2 ↑
①“(熔融)”不能省略，是熔融态而不是水溶液。 ②必须是离子化合物，共价化合物熔融不导电。
电解法制铝用Al2O3而不用AlCl3，为什么？
（已知熔点: MgO为2852℃、MgCl2为718℃； Al2O3为2050℃、AlCl3为190℃）
①MgO熔点高、耗能大 ②AlCl3共价化合物熔融不导电。
(二)电解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
2．铝能冶炼某些熔点高、硬度大的金属，是 因为铝（ B ）
A．具有导电性和导热性 B．具有还原性，且生成氧化铝时放出大量热 C．在空气中燃烧，发出耀眼的白光 D．是一种金属，且密度小，熔点较低
3．下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是（ C ） A．WO3 B．MnO2 C．MgO D．V2O5
4．下列叙述正确的是（ A ） A．工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠 B．钠加入氯化镁的饱和溶液中可以制取镁 C．电解冶炼铝的原料是氯化铝 D．碳在高温下能还原氧化铝中的铝

典例导析
知识点1：金属冶炼方法的选择
例1 我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭的混合物的方法
炼 铜 。 孔 雀 石 的 主 要 成 分 是 Cu2(OH)2CO3 ， 其 冶 炼 方 法 是 ()
A．焦炭还原法
B．湿法炼铜
C．铝热还原法
D．电解冶炼法
解析 孔雀石受热发生分解反应生成了氧化铜、CO2和 H2O，生成的氧化铜被混合物中的焦炭还原成单质铜。
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4．海带中碘的提取 主要流程：
开发利用金属矿物和海水资源【人教 版】高 中化学 必修二 课件PPT 优秀课 件（实 用教材 ）
有关反应的离子方程式： Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－ 或H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O
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1课时 金属矿物的开发利用
三维目标
知识与技能
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．学生在掌握金属冶炼的一般原理的基础上，了解适用 于不同金属的冶炼方法(重点)
过程与方法
1．通过铝热反应的实验，理解热还原法冶炼金属的原理 2．通过比较各种金属的活泼性，得到金属冶炼的规律
三、海水化学资源的开发 1．海水化学资源的特点 (1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水 中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，按含量计，海水中 的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、 B、Br、Sr等11种元素的含量超过海水总量的99%，其他为 微量元素，总计有80多种元素。 (2)分散性：虽然海水中元素种类很多， 总储量很大， 但许多元素的浓度(或富集程度)却很低。 2．从海水中获得的产品及其用途 (1)食盐：除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯 碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。 (2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。

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【人教版高中化学必修】开发利用金 属矿物 和海水 资源PPT 教学课 件2
2.
•
1、使学生感悟到美好的环境是靠我们 勤劳的 双手创 造出来 的，培 养学生 爱护环 境的意 识。
•
2.默读课文，理解课文内容，感受桑 娜和渔 夫的勤 劳、淳 朴和善 良，学 习他们 宁可自 己受苦 也要帮 助他人 的美德 。
（2）加入几滴稀硫酸和H2O2发生反应的离子方程式 2I-+ H2O2 + 2H+ ==== I2 + 2H2O
（3）为什么用H2O2氧化I-，而不用其他的氧化剂？ H2O2 是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、 不产生污染。
（4）如何检验碘单质的生成？ 滴加淀粉溶液后观察溶液是否呈蓝色
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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
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产物
碘I2
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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

大约2500年前
结论：①金属位置越靠后，越易被还原，用一般 的还原方法即可；
②金属位置越靠前，越难被还原，要用较 强的还原手段来还原
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
4.金属冶炼的方法
（1）物理提取法 用淘洗的方式进行富集 适用于极不活泼的金属 如：Pt、Au
马达加斯加街头淘金者
刚果手工金矿开采
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
资料:古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱 朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”
（2）化学方法 a.热分解法 适合一些不活泼金属 如：Hg、Ag
2HgO 加热 2Hg ＋ O2 ↑
不用节约(× ) (2)海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低(× ) (3)海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素(× ) (4)海水中各种化学资源的开发过程中，必须都要发生化学反应( × )
(5)蒸馏操作时，温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处，测量蒸气
的温度(√ )
4.海水中其他资源的开发利用 (1)制备化工产品：制备Mg、K、I2及其他化工产品。 (2)获取能量物质：提取铀和重水用来开发核能。 (3)开发利用新型能源：潮汐能、波浪能等。
活泼性强的金属制活泼性弱的金属
3.铝热剂： 铝粉和某些金属氧化物粉末（如
Fe2O3、MnO2、V2O5）组成的混合物。
4.反应特点：高温下进行，并放出大量的热，放热反应 5.镁条的作用是: 引燃剂
氯酸钾的作用是: 助燃剂
6.应用： ①焊接钢轨 ②冶炼高熔点的金属
其它的铝热反应：
高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3

高温
3MnO2 + 4Al === 3Mn + 2Al2O3 高温 Cr2O3 + 2Al === 2Cr + Al2O3
❖电解法
K、Ca、Na、Mg、Al还原性太强，只有用电解法 通电分解其熔融氯化物或氧化物的方法来冶炼。
2NNaaCCl ((熔熔融融) 电) 解电解 2Na＋Cl2 ↑ MgMCglC2l2((熔熔融融))电电解解 Mg ＋ Cl2 ↑
在加热的条件下，用还原剂将金属从化合物中还
原出来。 （2）所用材料主要为SiO2的是_________．
掌握铝热反应的原理和实验。 Fe2O3 + 2Al === 2Fe + Al2O3
而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。
2Ag2O
4Ag＋O2 ↑
常用的还原剂有： 本质：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还原成金属原子。
1．下列金属元素在自然界中可以游离态形式存在的
是( D )
A．K
B．Na
C．Ca
D．Au
2、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：
①Na 电解法
②Zn
热还原法
③Hg 热分解法 ④Au 物理提取法
3、根据如图所示的实验装置，回答下列问题。
(1)写出该反应的化学方程式：__2_A_l_＋__F_e_2O__3=_高=_=_温=_=_2_F_e_＋__A_l_2O__3____，
是还原剂，该反应称为
反应。
2
西汉初，先人们就懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，这领先了欧洲一千余年。
铝热反应
实验现象
镁条剧烈燃烧，放出大量的热， 发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被 烧穿，有熔融物落入沙中。

湿法炼铜 Fe + CuSO4 ==FeSO4+Cu
（3）热分解法---不活泼金属 2HHggOO 加加热热 2Hg ＋ O2 ↑ 2AAgg22OO 加热 4Ag＋O2 ↑
金属活动性顺序与金属的冶炼方法
金属的活动 K Ca Na Zn Fe Sn Pb 顺序： Mg Al （H）Cu
Hg Ag
感谢聆听，欢迎指导！
10.是为人民服务宗旨和对人民负责原 则的要 求。坚 持为人 民服务 的工作 态度， 坚持求 真务实 的工作 作风， 坚持从 群众中 来到群 众中去 的工作 方法.
11在现代政治生活中，要实现“让市场主体和人民 群众有真 真切切的 感受”， 必须要完 善决策机 制，促进 政府科学 决策民主 决策，同 时加强对 权力的制 约，完善 法律法规 约束行政 权力，一 定要把每 一笔钱都 用在刀刃 上紧要处 。
氢溴酸 通入Cl2
③
富集
单质溴
Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2
1 . 每 个 人的 童年， 都是一 片宽阔 的原野 ，在这 上面， 你可以 栽植世 界上所 有的花 草，可 以放飞 所有的 希望， 可以撒 播一生 的幸福 ，可以 荡漾一 生的笑 意。
2 . 好 玩 是孩 子的天 性，三 味书屋 后面的 小园， 虽远不 如百草 园那样 多彩有 趣，却 也是孩 子们开 心的好 去处， 在这里 ，孩子 们同样 玩得有 滋有味
气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少
的玻璃仪器是
。
不用水洗 酒精浸泡
实验过程
取样处理
灼烧
溶解
转化为无 机灰烬
浸取I-
过滤 验证
先氧化 后检验
如何将海水中的溴离子转变成溴单质？