开发利用金属矿物和海水资源ppt课件.ppt
第四章 化学与可持续发展,第一节 开发利用金属矿物和海水资源,人类最早发现和应用的金属,铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”。,资料卡片,青铜：主要含铜和锡、铅，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。,这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上最杰出的园林圆明园后，被劫掠到国外的珍贵文物铜虎头，2000年在香港被拍卖。由中国派员出高价将其赎回。,请同学们勿忘我们的国耻： 中国还有上百万件珍贵文物流失海外。,人类最早是在由天而降的陨石中获得单质铁的，陨石中含铁量高达90%以上。,古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。,济 南 陨 铁,新 疆 陨 铁,南极洲陨铁,金、铂等为游离态,主要是化合态,将金属从其化合物中还原出来，使之转变为单质的过程。,(1)金属在自然界中的存在形式？(2)金属冶炼指的是什么？,一、金属矿物的开发利用,1、金属的冶炼,由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。,为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？,自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成 分是Al2O3）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，使铝走入千家万户。,电解槽,电解法,热还原法,热分解法,工业上 如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的冶炼方法不同？,金属越活泼，越难冶炼,2、金属冶炼方法的确定由金属活泼性决定,3、金属冶炼的方法举例,（1）热分解法,适合一些不活泼金属（一般是H后的金属）,火法炼铜,（2）电解法,适合一些非常活泼金属（ Zn前金属）,（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2 等）,（3）热还原法（ZnCu中等活泼金属）,常用的还原剂还有哪些?,实验41,反应现象：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，有熔融物落入漏斗。,其它铝热反应：,铝热反应：,铝热反应的应用：,（冶练常用的还原剂有： 焦炭、CO、H2 、Al等活泼金属 ）,4、合理开发和利用矿物资源的途径：,（1）废旧金属回收； （2）矿物资源保护； （3）寻找金属替代品。,金属铝的回收与利用,（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染,（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银,回收金属的实例：,回收金属的意义：,课堂练习:,2、下列关于金属冶炼的说法不正确的是( ) A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的 B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质 C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤 D、金属冶炼一定要用到还原剂,D,1、金属冶炼的目的是 （ ） A、把金属化合物还原为金属单质 B、除去金属中的杂质 C、把金属单质变为氧化物 D、把电能转变为化学能,A,5、冶炼金属常用以下几种方法：以C或H2、CO作为还原剂还原法 ；热分解法 ；电解法 ；铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。 Al： ；Mg： ；Cu： ； Hg： ；Mn： 。,3、工业上常采用电解法冶炼的金属是 （ ） A、Fe B、Cu C、Al D、Ag,4、可用热分解法就可能制得的金属有（ ） A . Cu Cr B . Ti W C . Ag Hg D . Na Al,C,C,FeCu2+ CuFe2+,6、宋代时期，人们发现江西上饶有一口苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水的铁锅用久了会变成铜锅，这是湿法炼铜的起源，请写出该反应的离子方程式 。,二、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,是“历史留给人类的资源储备”,海洋是美丽的，也是富饶的,海水资源主要分为几大类？ 海水中含有多少种元素？,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。,海水中的化学资源和矿产资源,水资源,生物资源,能源,化学资源,海水是元素的宝库，含有多种元素,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”。,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,海水中的化学资源,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,海洋生物资源,海洋油、气开发,海洋能源,具有商业开发价值的：潮汐发电和波浪发电,海水蒸馏原理示意图,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,海水晒盐（煮海为盐）,2 、从海水中提取NaCl方案,Na2CO3,NaOH,BaCl2,或或,溶解、过滤、蒸发,盐酸,适量盐酸,溶解,（含Mg+）,过滤,蒸发结晶,3 、实验方案设计： 从海水中提取镁元素得到单质镁,卤水,g(OH)2,gCl2,金属Mg,海水,海水提取镁的工艺流程图,从海水中的Mg2+到金属镁，经历了哪些化学变化，用化学方程式表示。,这个生产流程采用了哪些措施来提高经济效益？你获得了哪些启示？,引入海水,贝壳（CaCO3),工业制镁流程,沉降池,过滤槽 Mg(OH)2,盐酸,锻烧产物,电解 MgCl2,金属镁,氯气,4 、科学探究： 如何证明海带中有碘离子？,证明海带中含有碘，有以下步骤：,灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液；用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中； 海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。,(1)合理的步骤是：,(2)证明含碘的步骤是：现象是：反应的离子方程式是：,滴入淀粉溶液，溶液变蓝。,燃烧,加水加热溶解,过滤,CCl4,蒸馏,萃取分液,4 、科学探究： 如何将海水中的溴离子转变成溴单质？,1、推测海水提溴的步骤和实验装置； 2、写出相关的化学方程式。,浓缩海水,溴单质,氢溴酸,单质溴,2NaBr + Cl2= Br2+2NaCl,2H2O + Br2+SO2= H2SO4+2HBr,2HBr + Cl2= Br2+2HCl,一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道海水会致命。原因是 （ ）A、海水有苦涩味，根本喝不下去B、海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡C、海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡D、海水会造成人体水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡,想一想、猜一猜,D,
