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 (共45张PPT)
文档属性
| 名称 | 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 (共45张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-04-01 21:57:09 | ||
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文档简介
课件45张PPT。开发利用金属矿物和海水资源学习目标
1．了解金属在自然界中的存在形式。
2．掌握金属的冶炼方法。
3．掌握铝热反应原理及实验。
4．了解金属回收和资源保护的意义。
5.了解海水淡化的方式，
6.掌握溴元素的提取
7.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。金银人类最早发现和应用的金属分别是：铜☆金属的存在有什么规律吗? 少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在,如金和铂以及少量的银和铜, 而化学性质活泼的金属,在自然界中总是以化合态存在。黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿 在实际生产和生活中应用的金属材料往往是纯金属或合金,这就需要把金属从金属矿物中提炼出来,这就叫做金属的冶炼。 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。 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程，在工业上称为金属的冶炼。一、金属的冶炼1、定义：2、实质：（ 即 M n+ + n e- = M ）第一步：矿石的富集：
除去杂质，提高矿石中有用成分含量。
第二步：冶炼：
利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质。
第三步：精炼：
采用一定方法，提炼纯金属。 3、冶炼的步骤：金属活动性顺序表K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强冶炼金属的方法：根据金属活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法。热分解法。适用于冶炼金属活动性较差的金属（如Hg和Ag)。氧化物的稳定性差。2 2Hg + O2 ↑2 4Ag + O2 ↑请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这些金属的氧化物的稳定性有什么特点？Mg + Cl2 ↑2 4Al + 3O2 ↑2 2Na + Cl2 ↑请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？电解法。适合冶炼活动性很强的金属（在金属
活动性顺序表中排在Zn前的金属）。消耗大量的电能，成本较高。观察下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？热还原法。适用于金属活动性介于Mg—Cu之间的大多数金属的冶炼。C、CO、H2和Al等。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au小 结电解法热还原法热分解法物理提取法金属的冶炼方法二、铝热反应铝热反应剧烈燃烧，火珠四溅，
沙里有火红熔融物2、实验中为什么要用到镁条和氯酸钾？铝热剂燃烧提供热量，并促使KClO3分解。分解产生O2使镁条剧烈燃烧，引发反应。其它铝热反应： 用铝做还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物发生剧烈并放出大量热的反应。3、铝热反应定义：4、铝热反应的应用例1：无机推断题1、地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，主要途径有：
（1）____________________________；
（2）____________________________；
（3）____________________________；
（4）____________________________。提高金属矿物的利用率减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用使用其它材料代替金属材料三、金属的回收和资源的合理开发和利用2、回收金属的意义：
（1）___________________；
（2）___________________；
（3）___________________。节约矿物资源节约能源减少环境污染随堂训练1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应
金属的是（ ）
A、加热氧化铜 ；
B、加热碳酸钙；
C、电解熔融的氯化钠；
D、氧化钠与铝粉混合共热。CC2、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于
生产，其反应原理为（ ）
A、CuO+H2==Cu+H2O
B、CuO+CO==CO2+Cu
C、Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
D、Cu2(OH)2CO3==2CuO+H2O+CO2↑△△△3.下列关于金属冶炼的说法不正确的是( )
A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的；
B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质；
C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤；
D、金属冶炼一定要用到还原剂。D4、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为（ ）
A 铝具有导电性；
B 铝具有延展性；
C 铝既能与酸反应又能与碱反应；
D 铝被氧化过程中放出大量的热。D5、可用热分解法就可制得的金属（ ）
A 、Cu Fe B 、K Mg
C 、Ag Hg D 、Na AlC6、古代的“药金”外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭按一定比例混合，加热到800℃充分反应后
得到金光闪闪的“药金”。
（1）药金的主要成分是_____________。
（2）有关冶炼的化学方程式是
_______________________________
_______________________________
_______________________________。铜、锌为什么中日在钓鱼岛问题上互不相让? 钓鱼岛又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓鱼台列岛（日本人称其为“尖阁列岛”），位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质结构上是附属于台湾的大陆性岛屿。钓鱼列岛周围海域面积约为17万平方公里，相当于5个台湾本岛面积。钓鱼诸岛及其附近海域，不仅蕴藏有大量石油资源，在其他方面也有巨大的经济价值。一、海洋资源1、海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。 2、化学资源：含元素80多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的１００多种化学元素，在海水中已找到８０多种，其中７０多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，钾有５００万亿吨，溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨。3、矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨。通常只要每平方米有5㎏的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。4、能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。 5、空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有18000公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300万平方公里。资料:
海底石油:1350亿吨
天然气：140万亿立方米
镁、钾、铀、锶等矿物：5亿亿吨（液体矿山）
锰结核：3万亿吨
鱼虾贝藻：6亿吨/年，现在捕捞量9千万吨/年
波浪能：700亿千瓦
潮汐能：27亿千瓦
重水：200万吨
水：13亿亿吨海水资源的利用海水水资源的利用
海水化学资源的利用海水水资源的开发利用地球表面虽然有71%被水覆盖，但其中97.2%是海水，在2.8%的淡水中，又有69%是人类难以利用的两极冰盖。
人类可用淡水只占全球水总量的0.77%严重缺水海水淡化1、从海水中提取淡水——海水淡化 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。 海水蒸馏原理示意图进出原理：
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。①蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高） 利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择的定向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离。②电渗析法（成本低，但未能大量生产）③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） 离子交换树脂能吸附溶液中的离子，使咸水变为淡水—离子交换树脂中带有很多H+、OH-，利用离子交换树脂，海水中的Na+和H+交换，Cl-和OH-等交换，使得海水得以淡化。海水化学资源的开发利用H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等13种元素超过总量的99%，这些为常量元素。
其他为微量元素，总计含有80多种元素。海水中含有很多种常量元素和微量元素。 虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。例如，海水中金元素的总储量约为5×107t，而1t海水中的含量仅有4×10－6g。
总之，海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库。2、海水晒盐（煮海为盐）海水提镁的步骤为：
贝壳 生石灰 石灰乳 氢氧化镁
氯化镁 镁
写出有关的化学反应方程式：
a、 ；
b、 ；
c、 ；
d、 ；
e、 。煅烧 a水 b海水 cde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、推测海水提溴的步骤和实验装置；
2、写出相关的化学方程式。浓缩海水Br2HBr溶液Br2海水提溴的实验室模拟装置2NaBr ＋ Cl2 = Br2 ＋2NaCl
Br2 ＋ SO2 ＋ 2H2O = 2HBr ＋ H2SO4
2HBr ＋ Cl2 = Br2 ＋ 2HCl海带提碘流程科学探究：
如何证明海带中有碘离子？ 阅读P91实验4-2 化学方程式：
2KI + H2O2 + H2SO4=== I2+ K2SO4 + 2H2O1 从海水中提取下列物质,可以不涉及到化学变化的是 ( )
A Mg B NaCl
C Br2 D K
2 医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食用海带,这是因为海带中含有较丰富的 ( )
A 碘元素 B 铁元素
C 钾元素 D 锌元素
课堂练习BAA 海水? Mg(OH)2 盐酸MgCl2 电解 MgB 海水 盐酸MgCl2 电解 MgC 海水 NaOH Mg(OH)2 电解 MgD 海水 Cl2 MgCl2 电解 Mg ? ? ? ? ? ? ?3 从海水中提取镁的主要流程是( ）A ?
1．了解金属在自然界中的存在形式。
2．掌握金属的冶炼方法。
3．掌握铝热反应原理及实验。
4．了解金属回收和资源保护的意义。
5.了解海水淡化的方式，
6.掌握溴元素的提取
7.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。金银人类最早发现和应用的金属分别是：铜☆金属的存在有什么规律吗? 少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在,如金和铂以及少量的银和铜, 而化学性质活泼的金属,在自然界中总是以化合态存在。黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿 在实际生产和生活中应用的金属材料往往是纯金属或合金,这就需要把金属从金属矿物中提炼出来,这就叫做金属的冶炼。 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。 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程，在工业上称为金属的冶炼。一、金属的冶炼1、定义：2、实质：（ 即 M n+ + n e- = M ）第一步：矿石的富集：
除去杂质，提高矿石中有用成分含量。
第二步：冶炼：
利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质。
第三步：精炼：
采用一定方法，提炼纯金属。 3、冶炼的步骤：金属活动性顺序表K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强冶炼金属的方法：根据金属活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法。热分解法。适用于冶炼金属活动性较差的金属（如Hg和Ag)。氧化物的稳定性差。2 2Hg + O2 ↑2 4Ag + O2 ↑请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这些金属的氧化物的稳定性有什么特点？Mg + Cl2 ↑2 4Al + 3O2 ↑2 2Na + Cl2 ↑请完成下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）用这种方法冶炼金属有什么缺点？电解法。适合冶炼活动性很强的金属（在金属
活动性顺序表中排在Zn前的金属）。消耗大量的电能，成本较高。观察下列化学方程式，并思考以下几个问题：（1）这种金属的冶炼方法称为什么方法？（2）这种方法适用于什么类型的金属的冶炼？（3）这种方法常用的还原剂有哪些？热还原法。适用于金属活动性介于Mg—Cu之间的大多数金属的冶炼。C、CO、H2和Al等。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au小 结电解法热还原法热分解法物理提取法金属的冶炼方法二、铝热反应铝热反应剧烈燃烧，火珠四溅，
沙里有火红熔融物2、实验中为什么要用到镁条和氯酸钾？铝热剂燃烧提供热量，并促使KClO3分解。分解产生O2使镁条剧烈燃烧，引发反应。其它铝热反应： 用铝做还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物发生剧烈并放出大量热的反应。3、铝热反应定义：4、铝热反应的应用例1：无机推断题1、地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须合理开发和利用这些矿物资源，主要途径有：
（1）____________________________；
（2）____________________________；
（3）____________________________；
（4）____________________________。提高金属矿物的利用率减少金属的使用量加强金属资源的回收和再利用使用其它材料代替金属材料三、金属的回收和资源的合理开发和利用2、回收金属的意义：
（1）___________________；
（2）___________________；
（3）___________________。节约矿物资源节约能源减少环境污染随堂训练1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应
金属的是（ ）
A、加热氧化铜 ；
B、加热碳酸钙；
C、电解熔融的氯化钠；
D、氧化钠与铝粉混合共热。CC2、宋朝初期，我国已将湿法炼铜应用于
生产，其反应原理为（ ）
A、CuO+H2==Cu+H2O
B、CuO+CO==CO2+Cu
C、Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
D、Cu2(OH)2CO3==2CuO+H2O+CO2↑△△△3.下列关于金属冶炼的说法不正确的是( )
A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的；
B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质；
C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤；
D、金属冶炼一定要用到还原剂。D4、用铝热剂冶炼难熔金属，是因为（ ）
A 铝具有导电性；
B 铝具有延展性；
C 铝既能与酸反应又能与碱反应；
D 铝被氧化过程中放出大量的热。D5、可用热分解法就可制得的金属（ ）
A 、Cu Fe B 、K Mg
C 、Ag Hg D 、Na AlC6、古代的“药金”外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭按一定比例混合，加热到800℃充分反应后
得到金光闪闪的“药金”。
（1）药金的主要成分是_____________。
（2）有关冶炼的化学方程式是
_______________________________
_______________________________
_______________________________。铜、锌为什么中日在钓鱼岛问题上互不相让? 钓鱼岛又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓鱼台列岛（日本人称其为“尖阁列岛”），位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质结构上是附属于台湾的大陆性岛屿。钓鱼列岛周围海域面积约为17万平方公里，相当于5个台湾本岛面积。钓鱼诸岛及其附近海域，不仅蕴藏有大量石油资源，在其他方面也有巨大的经济价值。一、海洋资源1、海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。 2、化学资源：含元素80多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的１００多种化学元素，在海水中已找到８０多种，其中７０多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，钾有５００万亿吨，溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨。3、矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨。通常只要每平方米有5㎏的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。4、能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。 5、空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有18000公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300万平方公里。资料:
海底石油:1350亿吨
天然气：140万亿立方米
镁、钾、铀、锶等矿物：5亿亿吨（液体矿山）
锰结核：3万亿吨
鱼虾贝藻：6亿吨/年，现在捕捞量9千万吨/年
波浪能：700亿千瓦
潮汐能：27亿千瓦
重水：200万吨
水：13亿亿吨海水资源的利用海水水资源的利用
海水化学资源的利用海水水资源的开发利用地球表面虽然有71%被水覆盖，但其中97.2%是海水，在2.8%的淡水中，又有69%是人类难以利用的两极冰盖。
人类可用淡水只占全球水总量的0.77%严重缺水海水淡化1、从海水中提取淡水——海水淡化 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。 海水蒸馏原理示意图进出原理：
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。①蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高） 利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择的定向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离。②电渗析法（成本低，但未能大量生产）③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） 离子交换树脂能吸附溶液中的离子，使咸水变为淡水—离子交换树脂中带有很多H+、OH-，利用离子交换树脂，海水中的Na+和H+交换，Cl-和OH-等交换，使得海水得以淡化。海水化学资源的开发利用H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等13种元素超过总量的99%，这些为常量元素。
其他为微量元素，总计含有80多种元素。海水中含有很多种常量元素和微量元素。 虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。例如，海水中金元素的总储量约为5×107t，而1t海水中的含量仅有4×10－6g。
总之，海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库。2、海水晒盐（煮海为盐）海水提镁的步骤为：
贝壳 生石灰 石灰乳 氢氧化镁
氯化镁 镁
写出有关的化学反应方程式：
a、 ；
b、 ；
c、 ；
d、 ；
e、 。煅烧 a水 b海水 cde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、推测海水提溴的步骤和实验装置；
2、写出相关的化学方程式。浓缩海水Br2HBr溶液Br2海水提溴的实验室模拟装置2NaBr ＋ Cl2 = Br2 ＋2NaCl
Br2 ＋ SO2 ＋ 2H2O = 2HBr ＋ H2SO4
2HBr ＋ Cl2 = Br2 ＋ 2HCl海带提碘流程科学探究：
如何证明海带中有碘离子？ 阅读P91实验4-2 化学方程式：
2KI + H2O2 + H2SO4=== I2+ K2SO4 + 2H2O1 从海水中提取下列物质,可以不涉及到化学变化的是 ( )
A Mg B NaCl
C Br2 D K
2 医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食用海带,这是因为海带中含有较丰富的 ( )
A 碘元素 B 铁元素
C 钾元素 D 锌元素
课堂练习BAA 海水? Mg(OH)2 盐酸MgCl2 电解 MgB 海水 盐酸MgCl2 电解 MgC 海水 NaOH Mg(OH)2 电解 MgD 海水 Cl2 MgCl2 电解 Mg ? ? ? ? ? ? ?3 从海水中提取镁的主要流程是( ）A ?