1、开发利用金属矿物和水资源,第四章,1,一、金属矿物的开发利用,（一）金属元素的存在：,除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。,一、金属矿物的开发利用,（二）金属的冶炼,一、金属矿物的开发利用,将金属矿物中的金属从其 中 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。,化合物,还原,（二）金属的冶炼,一、金属矿物的开发利用,(1)加热分解HgO：_ (2)加热分解Ag2O：_,2电解法,不活泼,非常活泼,1热分解法,(1)冶炼金属钠：_ (2)冶炼金属镁：_ (3)冶炼金属铝：_,(适用于_金属的冶炼),（适用于_金属的冶炼）,适用于大多数中等活泼的
2、金属的冶炼，常用的还原剂有_、_、_、_等。,3.高温还原法,一、金属矿物的开发利用,(1)高温还原炼铜：_ (2)高炉炼铁：_,焦炭,一氧化碳,氢气,Al,适用于大多数中等活泼的金属的冶炼，常用的还原剂有_、_、_、_等。,3.高温还原法,一、金属矿物的开发利用,(1)高温还原炼铜：_ (2)高炉炼铁：_,焦炭,一氧化碳,氢气,Al,(3)铝热反应炼铁：_,一、金属矿物的开发利用,(3)铝热反应炼铁：_,实验现象为：镁条_燃烧，火花四溅，_的热，同时纸漏斗_，有灼热_落入沙中，待冷却后变_ 。,这个反应的反应物是 _ 。,【铝热反应实验的相关8个问题】,剧烈,放出大量,被烧穿,熔融物,黑色固
3、体,Fe2O3和Al粉,镁条的作用是_ KClO3的作用是_,引燃，提供高温,助燃，提供氧气,一、金属矿物的开发利用,(3)铝热反应炼铁：_,该反应是_ 反应。,蒸发皿盛沙子的作用是 _ 。,【铝热反应实验的相关8个问题】,放热,上面加少量氯酸钾，,引发铝热反应的操作是：把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉放在纸漏斗中，_ _,防止高温的熔融物使蒸发皿炸裂,并在混合物中间插一根镁条，点燃镁条。,一、金属矿物的开发利用,(3)铝热反应炼铁：_,铝热反应的用途 _ _,【铝热反应实验的相关8个问题】,焊接钢轨,其他的反应也可称为铝热反应，如： _,冶炼难熔金属,一、金属矿物的开发利用,(3)铝热反应炼铁：
4、_,如何分离反应后生成的Fe和Al2O3 混合物？,【补充一个问题】,过量 NaOH溶液,Fe,Fe和Al2O3 混合物,过滤,NaAlO2溶液,一、金属矿物的开发利用,(1)火法炼铜：_ (2)湿法炼铜：_,4.其他方法冶炼铜,FeCuSO4=CuFeSO4,表4-1 常见金属的冶炼原理,想办法记住,金属活动性,电解法,高温还原法,热分解法,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,归纳整理知识,哪些金属用什么方法冶炼？,（三）合理开发和利用矿物资源，主要途径有：,利用率,使用量,回收,1.提高金属矿物的_ 。 2.减少金属的_。 3.加强金属资源的_和_ 。
5、 4.使用_材料代替_材料。,再利用,其他,金属,1.下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是 ( ) A用电解熔融氯化钠的方法得到活泼金属钠 B在加热的情况下用氢气还原Al2O3得到金属铝 C用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬 D热分解法直接加热HgO得到金属Hg,【自我测试】,B,2.高温还原法冶炼金属的反应一定是 ( ) A氧化还原反应 B置换反应 C分解反应 D复分解反应,【自我测试】,A,3.工业上冶炼金属钙可使用的方法是 ( ) A热分解法 B热还原法 C铝热剂法 D电解法,【自我测试】,D,4. Al2O3的熔点远远高于AlCl3的熔点，为什么选择Al2O3作电解炼铝的原料而不是Al
6、Cl3 ?,答： AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出离子，不导电。 Al2O3是离子化合物，熔融时能电离出离子，导电。,【自我测试】,5.蓝铜矿的主要成分为2CuCO3Cu(OH)2，当它与焦炭一起加热时，可以生成铜、二氧化碳和水，试写出该反应的化学方程式，并注明其反应类型。,【自我测试】,3,2,6,7,2,6.工业上以铝土矿(主要成分Al2O33H2O);为原料生产铝，主要包括下列过程：,(1)将粉碎，筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中； (2)通入过量二氧化碳使(1)所得溶液中析出氢氧化铝固体； (3)使氢氧化铝脱水生成氧化铝； (4)电解熔融氧化铝生成铝。,请写出上述各有关反应的
7、化学方程式，并推测哪一步转化过程消耗的能量最多，为什么?,【自我测试】,6.工业上以铝土矿(主要成分Al2O33H2O);为原料生产铝，主要包括下列过程：,(1)将粉碎，筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中； (2)通入过量二氧化碳使(1)所得溶液中析出氢氧化铝固体； (3)使氢氧化铝脱水生成氧化铝； (4)电解熔融氧化铝生成铝。,【自我测试】,(1) Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O,(2) NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3+NaHCO3,(4),消耗能量最多的是第（4）步。,9.孔雀石的主要成分为CuCO3Cu(OH)2。某同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下:,将孔雀
8、石粉碎后加过量的稀硫酸； 将反应后的混合物过滤； 向滤液中加入一种金属粉末。,根据上述实验方案，试回答: (1)第步反应中可观察到的现象是什么? (2)第步加入的金属粉末可以是什么?说明理由。 (3)设计从滤液中获得铜的另外一种方案。,【自我测试】,（1）固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色。,（2）可以是Fe，因为铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜。,（3）加热蒸干，灼烧，将CO（或H2）通过灼热的固体。,二、海水资源的开发和利用,海水资源,水资源,化学资源,二、海水资源的开发和利用,二、海水资源的开发和利用,1.海水水资源的利用,海水水资源的利用主要包括 _和_等。,直接利用海水进行循
9、环冷却,海水的淡化,从海水中提取 或从海水中把 都可以达到淡化海水的目的。,淡水,盐分离出去,海水的淡化指的是,二、海水资源的开发和利用,1.海水水资源的利用,海水淡化的方法主要有_等。,蒸馏法,蒸馏法,蒸馏法、电渗析法、离子交换法,二、海水资源的开发和利用,2.海水化学资源的开发利用,阅读P91实验4-2,海带,如何证明海带中有碘离子？,证明海带中含有碘元素,干海带,海带灰,溶解、过滤,灼烧,残渣,含I-的溶液,稀H2SO4 H2O2,含I2的溶液,淀粉,1,2,3,4,第(3)步的离子方程式,溶液变蓝,如何将海水中的溴离子转变成溴单质？ （阅读教材P91页资料卡片海水提溴）,1.推测海水提
10、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,通入Cl2,通入空气，SO2吸收,通入Cl2,思考与交流,鼓入空气,Cl2,MnO2,浓盐酸,Cl2,浓缩海水,SO2溶液,A,B,C,D,海水提溴的实验室模拟装置,12.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是（ ）,2015年高考全国卷.,A向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 D富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收,C,4.镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如
11、下:,(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂可以选用_，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应_。,(2)加入试剂后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是_。,(3)试剂可以选用_。,(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式_。,NaOH,过量,过滤,盐酸,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
12、应的离子方程式是 _,滴入淀粉溶液，溶液变蓝,习题,5.试写出工业上海水提溴、实验室中海带提碘过程中所发生的主要反应的离子方程式。根据上述事实，关于Cl2 , Br2 , I2 , H2O2 , SO2五种物质的氧化性相对强弱，你可以明确得出的结论有哪些?推测下列过程的结果，写出有关反应的化学方程式。,(1)将氯气通入溴化钠溶液中; (2)将溴水加入氟化钠溶液中; (3)将氯气通入碘化钠溶液中; (4)将碘加入溴化钠溶液中。,Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,不反应,Cl2+2NaI=2NaCl+I2,不反应,H2O2 Cl2 Br2 I2 SO2,氧化性强弱：,10.以金红石(主要成分TiO2)为原料生产金属钛的步骤主要有:,(1)在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入Cl2，得到TiCl4和一种可燃性气体； (2)在稀有气体(如氩)氛围和加热的条件下，用镁与TiCl4反应可得到钛。 请写出上述两步反应的化学方程式，并分析反应(2)时稀有气体氛围的作用。,(1),(2),