第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用

第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第四章第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬元素的存在：

除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬元素的存在：

冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。n+M得電子M（被還原）2、金屬的冶煉冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng)金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSn（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱（1）物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、Au3、金屬冶煉的方法（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2H（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O△Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)4－1鋁熱反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑鋁——還原劑（活潑金屬——可作還原劑）反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它的鋁熱反應(yīng)：3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用

鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用

（4）電解法（適合一些非常活潑金屬）MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解（4）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲㎝gCl2小結(jié)金屬的不同冶煉方法：金屬活動順序金屬失電子能力

金屬離子的得電子主要冶煉方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、Pt、Au強(qiáng)————————————→弱弱————————————→強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法小結(jié)金屬的不同冶煉方法：金屬活動順序金屬失電子能力合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量3、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率二、海水資源的開發(fā)利用二、海水資源的開發(fā)利用

主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的目的。1、海水水資源的利用：海洋約占地球面積的71%。海水中的水1.3X109

億噸。占地球總水量97%（3%在陸地、淡水）。主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。通過從

海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。

海水蒸餾原理示意圖：海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。太陽能蒸發(fā)海水示意圖：

太陽能蒸發(fā)海水示意圖：海水資源的多樣性：海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物按含量計(jì)：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13種元素的質(zhì)量占總水量的99%，其余1%為70多種含量微少的元素。海水中除了水以外，還含有80多種元素，有的含量很大（如NaCl）有的含量很少（如Au）2、海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用海水資源的多樣性：海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物2、海海水資源的分散性：海水因?yàn)榱刻蟆⒚嫣珡V，大多數(shù)元素盡管總量很大但由于太分散，含量極微少如：海水中金元素總含量約為50000000t（5千萬噸）但一頓海水中只含金元素0.000004g（10億分之四克）（百分之0.000004克）海水資源的分散性：海水因?yàn)榱刻?、面太廣，大多數(shù)元素盡管總量從海水中提取食鹽的主要工藝流程從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。

從海水中提取食鹽的主要工藝流程從海水中制取鹽的從海水中制得的NaCl除使用外，還用作工業(yè)原料：

1、制燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等。.制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品。從海水中制得的NaCl除使用外，還用作工業(yè)原料：科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？

科學(xué)探究：

海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2,再萃取出來。

用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式：

2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

①反應(yīng)原理

海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機(jī)溶液萃?、谔崛×鞒毯ШЩ胰芙膺^濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4含I2的溶（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。將海帶剪碎，用酒精潤濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。

（2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，停止加熱，冷卻。

（3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入10ml蒸餾水，攪拌，煮沸2min－3min，使可溶物溶解，過濾。

（4）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1mlH2O2溶液，觀察現(xiàn)象。（5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。

③實(shí)驗(yàn)方法（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用從海水中提取溴的主要工藝流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。

①用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl③向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：

Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4④向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：

2HBr+Cl2=2HCl+Br2從海水中提取溴的主要工藝流程⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)

從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。例如，鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水對一個(gè)國家來說具有戰(zhàn)略意義?；瘜W(xué)在開發(fā)海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。

潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。高中化學(xué)必修二第四章第一節(jié)課件教學(xué)內(nèi)容高中化學(xué)必修二第四章第一節(jié)課件教學(xué)內(nèi)容第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用

第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第四章第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬元素的存在：

除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界。一、金屬礦物的開發(fā)利用1、金屬元素的存在：

冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。n+M得電子M（被還原）2、金屬的冶煉冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強(qiáng)金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSn（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱（1）物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、Au3、金屬冶煉的方法（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2H（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O△Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)4－1鋁熱反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑鋁——還原劑（活潑金屬——可作還原劑）反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它的鋁熱反應(yīng)：3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用

鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用

（4）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲㎝gCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解（4）電解法（適合一些非?；顫娊饘伲㎝gCl2小結(jié)金屬的不同冶煉方法：金屬活動順序金屬失電子能力

金屬離子的得電子主要冶煉方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb（H）、CuHg、Ag、Pt、Au強(qiáng)————————————→弱弱————————————→強(qiáng)電解法熱還原法熱分解法小結(jié)金屬的不同冶煉方法：金屬活動順序金屬失電子能力合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量3、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率二、海水資源的開發(fā)利用二、海水資源的開發(fā)利用

主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的目的。1、海水水資源的利用：海洋約占地球面積的71%。海水中的水1.3X109

億噸。占地球總水量97%（3%在陸地、淡水）。主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。通過從

海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。

海水蒸餾原理示意圖：海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。太陽能蒸發(fā)海水示意圖：

太陽能蒸發(fā)海水示意圖：海水資源的多樣性：海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物按含量計(jì)：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13種元素的質(zhì)量占總水量的99%，其余1%為70多種含量微少的元素。海水中除了水以外，還含有80多種元素，有的含量很大（如NaCl）有的含量很少（如Au）2、海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用海水資源的多樣性：海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物2、海海水資源的分散性：海水因?yàn)榱刻?、面太廣，大多數(shù)元素盡管總量很大但由于太分散，含量極微少如：海水中金元素總含量約為50000000t（5千萬噸）但一頓海水中只含金元素0.000004g（10億分之四克）（百分之0.000004克）海水資源的分散性：海水因?yàn)榱刻?、面太廣，大多數(shù)元素盡管總量從海水中提取食鹽的主要工藝流程從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。

從海水中提取食鹽的主要工藝流程從海水中制取鹽的從海水中制得的NaCl除使用外，還用作工業(yè)原料：

1、制燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等。.制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品。從海水中制得的NaCl除使用外，還用作工業(yè)原料：科學(xué)探究：如何證明海帶中有碘離子？

科學(xué)探究：

海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2,再萃取出來。

用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式：

2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

①反應(yīng)原理

海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時(shí)海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機(jī)溶液萃?、谔崛×鞒毯ШЩ胰芙膺^濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4含I2的溶（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用