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1、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,【问题1】为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属的活动性顺序与金属冶炼方法之间存在什么关系？,1、自然界中金属元素的存在形式,除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。,冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。,2、金属的冶炼的实质,Mn+,M,+ ne-,一、 金属的冶炼,金属活动性顺序,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,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
2、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?,（1）热分解法,（2）热还原法,（3）电解法,金属活动性（还原性）：,强,弱,电解法,热还原法,热分解法,K+ Ca2+ Na+ Mg 2+Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+（H+）Cu2+ Hg2+ Ag+,离子的氧化性,弱,强,3、冶炼金属的方法,镁条剧烈燃烧，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。,2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3,高温,铝热剂：铝与氧化铁的混合物,问题2 什么是铝热反应？它的原理是什么？有什么特点和具体应用？,镁条为引燃剂 氯酸钾为助燃剂,实验4-1 铝热反应,铝
3、热反应的应用,焊接钢轨,冶炼(高熔点的金属),练习:1、写出HgO，Ag2O受热分解的化学方程式,2HgO = 2Hg + O2,2Ag2O = 4Ag + O2,2、请写出MnO2、Cr2O3、分别与Al反应的化学方程式,练习: 写出电解MgCl2、Al2O3的化学方程式,海洋生物资源,海底矿产资源,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 多数海盆中： 深海锰结核,海洋油、气开发,海洋能源的利用,具有开发价值的：波浪发电和潮汐发电,此外，铀和重水目前是核能开发的重要原料，从海水中提铀和重水对一个国家来说具有战略意义。,水资源:,化学资
4、源:,生物资源:,能源,海 洋 资 源,13亿亿吨,重水：200万吨,潮汐能：27亿千瓦,波浪能：700亿千瓦,海底石油:1350亿吨,每年6亿吨鱼虾贝藻， 现在捕捞量为每年9000万吨,天然气：140万亿立方米,镁、钾、铀、锶等矿物：5亿亿吨 锰结核：3万亿吨,金总量5107t 1t海水中仅有410-6g,富集程度很低,广阔性、多样性、分散性,归纳小结,海水提取Mg,海水淡化,海水提取NaCl,Br2的提取,海水综合利用联合工业体系一例,阅读教材P90-P91海水包含元素和目前海水的开发利用,问题一：海水的淡化,蒸馏法,加入沸石或碎瓷片,温度计水银球处于支管口处,水，下进上出,液体体积不超过
5、烧瓶体积1/3,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,思考：蒸馏适用于分离哪些混合物？,海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。,问题二：知识回顾 海水中提取NaCl,粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、 Mg2+、 SO42-,除杂试剂：, Na2CO3,NaOH,BaCl2,试剂加入顺序：, ,基本原则： 先加BaCl2,后加Na2CO3,问题二：知识回顾 海水中提取NaCl,最后加盐酸除CO32、OH。,物质提纯的方案设计一般思路：,分析混合物的组成,根据杂质的特点选择除杂试剂和分离方法,所加试剂的顺序、用量及过量后如何处理,海带中的碘,创境设
6、问,阅读实验思考问题： 海带中的碘元素以什么形式存在？ 实验时为什么用酒精润湿海带？ I-具有什么性质？ 怎样才可以把I-转化为I2 ？ 加氧化剂怎样知道有碘单质生成呢？ 很多氧化剂都可以氧化I-，用H2O2有什么好处？,灼烧,H2O2（H+）,淀粉,CCl4,紫红色,蓝色,实验(4-2),蒸馏,问题三：知识应用 提取海带中的碘,地球上99%以上的溴蕴藏在大海中, 以Br-形式存在， 因此溴又被称为“海洋元素”。海水中溴的提取是将 Br-转变为Br2是海水提溴 中关键的化学反应。,液溴(Br2),思考与交流： 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、写出相关的化学方程式。,浓缩海水,Br2,HBr溶液,Br2,问题四：知识应用 海水中提取Br2,镁被誉为“国防金属”，60%的镁从海水提取,海水,镁,飞机,海水（Mg2+）,Mg,试剂,溶液,Mg(OH)2 沉淀,试剂,MgCl2 溶液,海水 (含Mg2+),Mg,无水MgCl2,熔融 电解,？,化学反应,问题五：知识拓展 从海水中提取Mg,完成教材P934题,体会和收获,用到了那些分离、提纯的方法？,方法提升,归纳小结,