开发利用金属矿物和海水资源(上课).ppt

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1、开发利用金属矿物和海水资源,第1课时,第四章 化学与自然资源的开发利用,含三价铁的红色石英,自然界中存在着丰富的矿产资源,纤磷锰铁矿,一、金属矿物的开发利用,蓝 铜 矿,赤 铁 矿,辉铜矿Cu2S,天然金Au,天然铂Pt,1、自然界中金属元素的存在形式,游离态,金和铂,化合态,大多数金属,2、金属冶炼,（1）原理,（2）一般步骤,1、采矿,2、富集,3、冶炼,4、精炼,将矿物中的有效成分提取出来，以减少杂质,利用氧化还原原理，在一定条件下，将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来,采用一定的方法，提纯金属,思考：1、不同金属的冶炼方法是否相同？2、金属活动顺序与金属冶炼有什么关系？,结论：金属位

2、置越靠后，越易被还原,金属位置越靠前，越难被还原,大约100多年前,大约2500年前,大约4000年前,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性顺序,金属性逐渐减弱,金属阳离子的得电子能力逐渐增强,(1)富集法极不活泼金属,Pt、Au,3、金属的冶炼方法,物理方法,(2)热分解法,Hg、Ag,不活泼的金属,(3)电解法,K、Ca、Na、Mg、Al,非常活泼金属,冰晶石：,Na3AlF6，降低Al2O3的熔点。,(4)热还原法,Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu,处于中间位置的金属,小结：冶金的一般方法：,K、Ca、Na、Mg、Al,Zn

3、、Fe、Sn、Pb（H）、Cu,Hg、Ag,强弱,弱强,电解法,热还原法,热分解法,Pt、Au,物理提取法,常见还原剂除C、CO、H2外,还有哪些呢?,实验4-1 铝热反应,镁条：引燃剂(放热)氯酸钾：助燃剂(提供氧),镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入蒸发皿，冷却后变为黑色固体。,沙子：防止溅落物使蒸发皿炸裂,铝热剂：铝与氧化铁的混合物,应用：(1)焊接钢轨，(2)冶炼难熔的金属。如：Mn、Cr等,其它的铝热反应：,合理开发和利用矿物资源，主要途径有：,开发利用金属矿物和海水资源,第2课时,a、海洋生物资源,1、海洋资源,b、海洋中的矿产资源,含80多种元素，

4、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,c、海水中的化学资源,水资源利用：1.海水的淡化（咸水 淡水）2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）,2、海水水资源的利用,海水中的水1.3X109 亿吨 占地球总水量97%,海水的淡化的方法：,蒸 馏 法（最先使用，技术成熟，但成本高）电渗析法离子交换法,海水蒸馏原理示意图,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。,太阳能蒸发海水示意图：,下进,上出,用高分子分离膜淡化海水,利用海水进行循环冷却,天津碱厂海

5、水循环冷却装置,海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等元素超过总量的99，其他为微量元素，总计含有80多种元素。,海水制盐生产NaCl,3、海水化学资源的开发利用,粗盐提纯,杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-,除杂试剂：,步骤：,溶解,科学探究1：如何证明海带中含有碘元素呢？,从海水中提取I2,a：证明海带中含有碘元素,燃烧,加水,加热,溶解,过滤,稀硫酸过氧化氢溶液,淀粉,海带灰,海带,悬浊液,滤液,碘水,溶液变蓝,化学方程式：2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O,b：提取海带中的碘元素得

6、到单质碘？,浓缩海水,溴单质,氢溴酸,单质溴,从海水中提取Br2,2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl,2H2O+Br2+SO2=H2SO4+2HBr,2HBr+Cl2=Br2+2HCl,科学探究2：如何将海水中的Br-转变成Br2？,卤水,Mg(OH)2,MgCl2(aq),海水,从海水中提取单质镁,科学探究3：如何将海水中的Mg2+转变成Mg？,金属Mg,MgCl2 6H2O,MgCl2,贝壳 生石灰 石灰乳,NaCl的水溶液制NaOH 制金属Na 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,2NaCl+2H2O 电解 H2+Cl2+2NaOH,2NaCl（熔融）=2Na+Cl2,制Na2CO3,电解,海水综合利用联合工业体系一例,合理利用海洋资源,保护海洋，不进行近海石油开采。建立可持续的海洋渔业。保护海洋生态系统。把污水处理后再排入海洋,合理捕捞,严格防止石油外泄.,