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    新人教版高中化学必修二第四章 第一节-开发利用金属矿物和海水资源课件

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    高中人教版 (新课标)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课文ppt课件

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    这是一份高中人教版 (新课标)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课文ppt课件,共41页。PPT课件主要包含了金属的冶炼,金属冶炼的实质,金属活动性顺序,⑴热分解法,2电解法,高炉炼铁,3热还原法,铝热反应,铝热剂,铝热反应的应用等内容,欢迎下载使用。
    开发利用金属矿物和海水资源
    人类最早使用的金属是什么?金属在自然界一般以什么形式存在?
    铜。 极少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在,如金、铂、铜、银;化学性质比较活泼的金属,在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的,如铝以铝土矿形式存在,铁以铁矿石形式存在。
    人们日常应用的金属材料,多为合金或纯金属,这就需要把金属从矿石中提炼出来,这就是人们常说的金属的冶炼。
    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变成金属原子。即:
    想一想:要使金属矿物转化为金属单质,金属元素的化合价如何变化,发生什么反应?
    K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
    金属活动性由强逐渐减弱
    (1)热分解法(2)热还原法(3)电解法
    二 、 金属冶炼的方法的选择
    快速阅读课本88页内容,找出金属冶炼有多少种方法,分别是什么?适用于金属活动顺序表中的哪些金属?
    练习:写出HgO,Ag2O受热分解的化学方程式
    (适用Hg及其以后的不活泼金属)
    K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
    在金属活动性顺序中,K、Na 、Ca、Al 等几种金属的还原性很强,这些金属的阳离子难得电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。
    K Ca Na Mg Al
    练习: 写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式
    适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属。它是金属冶炼的常用方法。常用的还原剂有:
    活泼金属、CO、H2、C(焦炭)
    Zn Fe Sn Pb (H) Cu
    镁条:引燃剂氯酸钾:助燃剂
    其中铝粉与这些金属氧化物的混合物称为铝热剂
    铝热反应是放热反应,只要反应已经引发,就可剧烈地反应,反应放出的热量使生成的铁熔化成液态。不能用高锰酸钾代替氯酸钾。
    反应现象:镁条剧烈燃烧,放出大量的热,发出耀眼的白光,纸漏斗内剧烈反应,纸漏斗被烧穿,有熔融物落入沙中。
    1、镁条的作用是什么?2、氯酸钾的作用是什么?
    结论:铝也是还原剂,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。
    冶炼 (高熔点的金属)
    请写出MnO2、Cr2O3、分别与Al反应的化学方程式
    湿法炼铜:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
    火法炼铜:Cu2S+O2==2Cu+SO2
    ⑴节约矿物资源;⑵节约能源;⑶减少环境污染。
    2、回收废旧金属的利用
    合理开发和利用矿物资源,主要途径有:
    实质:化合态金属变为游离态金属
    原理:利用氧化还原反应,在一定条件 下,将金属矿石(金属化合物)中金属 元素还原为金属单质。
    步骤:矿石富集,粗练,精炼
    方法:热分解,热还原,电解法
    金属单质的还原性减弱,金属离子的氧化性增强
    金属活动性顺序与金属的冶炼方法
    (1)为什么不同的金属的冶炼方法不同?
    (2)为什么人类使用铁器比使用铜器晚?
    练习1:完成下列方程式
    Fe+CuSO4=== (湿法炼铜)
    Fe+CuSO4===FeSO4+Cu (湿法炼铜)
    下列各组金属中,最适合用氢气或一氧化碳把它们从化合物中还原出来的是( )A、Ca Mg B、Al Fe C、Fe Cu D、Hg Ag
    下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是( )A.WO3 B.MnO2 C.MgO D.V2O5
    3、下列各种冶炼方法中,可以制得 相应金属的是( )A、加热氧化铝 B、加热碳酸钙C、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热4、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 ②Zn ③Hg ④Au
    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
    1、海水资源的广泛性:
    海洋约占地球表面积71%海洋中的资源 :动物:(鱼类、海狮、海马、贝类………植物:(海草、海带…………矿物:(各种盐、NaCl、MgCl2 ………. 海底金属结核矿、石油水 : (水资源及各种溶解的盐类,海水总储量占地球总水量的97%
    海水综合利用的重要方向
    海水综合利用的重要方向是:海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠除食用外,还用作工业原料,如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品,是在传统制盐工业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如,铀和重水目前是核能开发中的重要原料,从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。
    主要有:1.海水中水资源的利用 海水的淡化(咸水 淡水)(1)海水淡化的途径: 从海水中提取淡水 从海水中分离出盐(2)海水淡化的方法: 蒸 馏 法(最先使用,技术成熟,但成本高) 电渗析法(成本低,但未能大量生产) 离子交换法(目前正迅速发展,但需要不断更新离子交换树脂)直接利用海水进行循环冷却(作冷却用水)2、海水化学资源的开发利用
    蒸馏法所用的装置及原理
    原理:加热到水的沸点, 使水汽化变成水蒸气,再冷凝得淡水。注意:图4-3海水蒸馏原理示意图
    图4-4太阳能蒸发原理示意图
    6、海水化学资源的开发利用
    (1)海水制盐——生产NaCl (2) NaCl的水溶液制NaOH (3)制金属Na(4)制Na2CO3
    2 NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O
    传统海水制盐工业的发展:从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品
    实验4-2如何证明海带中存在碘元素
    实验方法:1、取约3克的干海带,用刷子去净其表面上的附着物,把海带剪碎后,用适量酒精浸湿,放入坩埚中2、把泥三角放在铁三脚架上,将坩埚放在泥三角上,点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰,停止加热,使海带冷却至室温。3、将海带灰转移到小烧杯中,加入约10mg蒸馏水,搅拌,煮沸2-3min,过滤4、在滤液中滴入几滴3ml/ L的稀硫酸再加入约1ml3%的H2O2 ,观察现象5、再向溶液中加入几滴淀粉溶液,再观察现象实验现象:加入H2O2后,溶液由无色变为深黄色,再加入淀粉溶液后,溶液又变为深蓝色化学方程式:2KI+ H2O2+H2SO4=I2 +K2SO4+2H2O
    从海水中提取溴 课本P91从海水中提取溴 2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2

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