化学②必修4.1《开发利用金属矿物和海水资源》

二、金属的冶炼 1．冶炼的原理和实质
第 4 章 第 1 节 开 发 利用金 属矿物 和海水 资源 第 1 课时 课 件- 2020-2 021学年 高中化 学必修 二(共 44张PP T)
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2．已知一些金属单质的发现与其金属活动性存在时代之前的是( B )
A．金属铝的冶炼
B．青铜器时代
C．金属钾的使用
D．戴维发现金属钠
解析：铁的活泼性大于铜，在铁器时代之间的金属，铝、钠、钾的金属活
动性比铁强，铜的活动性比铁弱，所以在铁器时代之前使用的金属是铜，所以
三、金属资源的合理开发利用 1．合理开发利用金属资源 金属矿产资源是不可再生资源。 2．有效利用金属资源的途径 (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。
第 4 章 第 1 节 开 发 利用金 属矿物 和海水 资源 第 1 课时 课 件- 2020-2 021学年 高中化 学必修 二(共 44张PP T)
随着经济和社会的发展，各种各样的金属应用越来越广，但绝大多数的金 属元素以化合物的形式存在于自然界的金属矿物中。那么，怎样从金属矿物中 得到金属呢？不同的金属冶炼方法是否相同呢？
课前新知预习
一、金属在自然界中的存在形态 点拨：金属在自然界中的存在形式与金属的活泼性有关。
第 4 章 第 1 节 开 发 利用金 属矿物 和海水 资源 第 1 课时 课 件- 2020-2 021学年 高中化 学必修 二(共 44张PP T)

1、从海水中提取淡水——海水淡化
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离 子交换法等。
原理：
加热到水的沸点，液 态水变为水蒸气与海 水中的盐分离，水蒸 汽冷凝得到淡水。
海水蒸馏原理示意图
大连石化公司海水淡化处理 海水过滤器
经处理后海水就变 成了可以饮用的纯
净的水
2、海水晒盐（煮海为盐）
科学探究：
海水综合利用联合工业体系一例
镁在地壳中含量只有铝 的四分之一，而且镁比 铝更加活泼，所以要想 矿物质中获取镁，代价 比铝更高。
海洋中含有大量的氯化 镁，海水又咸又苦。
咸是因为含有氯化钠，
苦是因为含有氯化镁，
同样道理，粗盐易潮 解是因为其中含有较 多的氯化镁，而氯化 镁易吸水。
据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过 一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的 0.13%降低到0.12%，即只减少了万分之一。 可谓取之不尽，用之不竭。
第四章 化学与自然资源的开发利用
海水资源的开发利用
海水资源的开发和利用
从太空观察地球，看到地球上有七片陆 地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中
海洋是美丽的， 也是富饶的
海水中的化学资源和矿产资源
海水中蕴含着的丰富资源。21世纪人类 将重点开发海洋资源。
海水资源主要分为几大类？ 海水中含有多少种元素？
海洋中的矿产资源
大陆架的浅海海底： 石油、天然气、 煤、硫、磷等
近岸带的滨海砂矿： 砂、贝壳等建筑 材料和金属矿产
海水中的化学资源
海水中铀多达45亿吨是已 知陆地铀矿储量的4500倍。 氘有50亿吨足够人类用上 千万年
含80多种元素，以氢、 氧、氯、钠、镁、硫、 钙、钾等较多。被称为 “元素的故乡”。

（一）金属元素在自然界中的存在形态
1、游离态：极少数不活泼金属，如金、铂。 2、化合态：多数较活泼金属，如铝以铝土矿
形式、铁以铁矿石形式存在。
大多数金属在自然界中是以化合态存在。化 学要研究如何合理高效的利用这些金属矿物， 将其中的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，这一过程在工业上 称为“金属的冶炼”。
（二）金属的冶炼
金属冶炼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。
Mn+ + ne- = M
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
金属冶炼的方法
1、热分解法 2、电解法 3、热还原法
铝是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反 应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金 属也可作还原剂。
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，冶炼钴、钒、锰等
｛焊接钢轨
铝热反应的应用 冶炼高熔点的金属
练习：
高温
3CCoo33OO44 ++8AAll —=== 9Co + 4Al2O3
实验现象：
加热，氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应。放出大 量的热，并发出耀眼的光芒。待槽中熔融物冷却 后，倒出，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现 落下的是铁珠。
高温
Fe2O3+2Al === 2Fe + Al2O3
铝热剂
铝热剂在高温下的反应叫铝热反应。
铝热反应是置换反应，单质金属的活动性比氧化物 中金属活动性强。

D
） B、CH4· 3H2O
A、3CH4· H 2O
C、 CH4· 6H2O
D、CH4· 8H2O
[归纳小结]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
知识拓展 ：海洋生物资源非常丰富
海洋油、气开发 国 际 合 作 和 工 程 招 标
海洋能源
具有商业开发价值的：潮汐发电和波浪发电
1.海水水资源的利用：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。
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
海水资源的开发利用 第2课时
教学目的
1、了解海水中所含有的资源及其开发利用 2、掌握海水淡化的方法。 3、掌握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工 产品原理及方法。
教学重难点
海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法
海洋约占地球表面积的71%，水储量约为 1.3×109亿吨，为地球总水量的97%，富含 大量可溶性盐，包含多种金属元素和非金属 元素，同时孕育了大量的水生动植物，可谓 资源丰富，怎样对其进行开发利用呢？
海水 Mg
蒸发 结晶
粗盐（氯化钠）
浓缩 加碱 沉淀（氢 海水 氧化镁） 洗涤、 结晶 加盐酸 HCl气氛中 MgCl2· 6H2O 脱水
Cl2
熔融 电解 无水MgCl2
[练习1]从海水中提取镁的主要工艺流程如下: 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：