(共40张PPT)
为什么日韩在独岛问题上互不相让?
问题与讨论
韩国方面称独岛，日本方面称竹岛。面积为18.6平方千米，四周海域是一片丰饶的渔场，海底还蕴藏着比较丰富的油气田。
第四章
化学与自然资源的开发利用
第2课时
海水资源的开发利用
第一节
开发利用金属矿物和海水资源
1.了解海水资源及其利用。
2.了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。
3.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，从海水中提取碘、溴、镁。
4.了解海水综合利用的重要方向。
海洋中的生物资源
海洋中的矿产资源
海洋能源的利用
具有开发价值的：潮汐发电和波浪发电
海洋中的水资源和化学资源
海水中水的储量约为1.3×109
亿吨，占地球总水量
97%
元素种类很多，总计含有80多种元素
许多元素的富集程度很低
海水资源的特点：
1、海水水资源的利用主要包括哪些途径？
2、海水淡化的方法主要有什么？
阅读课本
P90
第二自然段内容，回答下列问题：
二、海水资源的开发利用
用于循环冷却
1.水资源的利用
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法
等。
原理：加热到水的沸点，液态水变成水蒸气，与海水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水。
特点：历史最久，技术和工艺比较成熟，但成本较高。
●蒸馏法
海水淡化
（1）蒸馏适用于分离哪些混合物
适用范围：沸点相差较大的液体混合物。
（2）海水蒸馏实验的操作步骤
连接装置→检查装置气密性→向烧瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热→收集蒸馏水→停止对烧瓶加热→待冷却至室温后停止通入冷却水→整理仪器。
（3）海水蒸馏实验的注意事项
与能源技术相结合,能解决成本问题。
●太阳能蒸发法
太阳辐射透过透明盖板，水盘中的水吸热蒸发为水蒸气，与蒸馏室内空气一起对流。水蒸气上升并与盖板接触后凝结成水滴，沿着倾斜盖板流到集水沟里，而后再流到集水器中
按含量计：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13种元素的质量超过总量的99%，其他为微量元素，总计含有80多种元素。
虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。所以，海水中化学资源的利用首先要解决元素的富集问题。
2.海水中化学资源的利用首先要解决的问题是什么？
1.海水中含量较多的元素是什么？主要以什么微粒形式存在于海水中？
2.化学资源的开发利用
这是一种传统的制盐方法：将海水引入盐田,在太阳照射下蒸发水,留下粗盐。
（1）海水制盐
海水制盐是物理变化还是化学变化
提示:海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出,因此属于物理变化。
如何将粗盐的提纯?
除杂试剂：
①Na2CO3
②NaOH
③BaCl2
试剂加入顺序：
②③①④或③②①④或③①②④
基本原则：先加BaCl2,后加Na2CO3，过滤后加盐酸
④HCl
粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、
Mg2+、
SO42-
CaCO3
Mg(OH)2
BaSO4
BaCO3
过滤
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
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，阅读课本P91实验
4-2。思考每步操作的目的和注意事项。
海带
海带灰
残渣
含I-的溶液
稀H2SO4
H2O2
含I2的溶液
溶液变为蓝色
淀粉溶液
请写出该实验涉及的离子方程式
。
（2）海带提碘
1.海带为什么不能用水冲洗？剪碎后，为什么要用酒精润湿？
海带如果用水浸泡，碘化物会部分溶解而损耗，且海带不易燃烧。
酒精润湿可使海带易于灼烧完全，并缩短灼烧时间。
2.若要从含I2的水溶液中提取I2，应用什么方法？
用有机溶剂萃取水溶液中的I2，分液后再用蒸馏法将I2与有机溶剂分离开。
紫红
3.实验室萃取Br2、I2在什么仪器中进行？常用的萃取剂是什么？它们在萃取剂中一般呈现什么颜色？
橙红
有机溶剂，如CCl4
、苯
将Br－转变为Br2是海水中提溴中关键的化学反应（见课本P91资料卡片“海水提溴”），你能否设计一个实验方案模拟这一生产过程？写出有关的化学方程式。
（3）海水提溴
Br2
＋
SO2
＋
2H2O
＝
2HBr
＋
H2SO4
2NaBr
＋
Cl2
＝
Br2
＋2NaCl
2HBr
＋
Cl2
＝
Br2
＋
2HCl
溴的沸点低，易挥发
Mg
无水MgCl2
MgCl2溶液
Mg(OH)2沉淀
溶液
试剂①
试剂②
熔融
电解
海水
(含Mg2+)
操作①
石灰乳
Mg2++Ca(OH)2＝Mg(OH)2+Ca2+
过滤
盐酸
Mg(OH)2+2HCl
＝
MgCl+2H2O
（4）海水提镁
3.海水资源的综合利用
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。
海水综合利用联合工业体系一例
用到了哪些分离、提纯的方法？
D
1.从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是( )
D
2.由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A.②④⑤③①
B.③②④①⑤
C.③④②⑤①
D.②④③⑤①
3.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A.氯、溴、碘
B.钠、镁、铝
C.烧碱、氢气
D.食盐、淡水
D
4.在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是( )
A.两种吸收过程中，Br2只作氧化剂
B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应
C.用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂
D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应
B
5.下列有关说法中不正确的是( )
A.工业上可利用海水制取镁
B.实验室可以海带为原料获得碘
C.工业上可用还原剂还原赤铁矿(含Fe2O3)获得铁
D.从海水中提取溴元素(以Br－形式存在)，可以考虑向其中通入F2
D
6.海水是巨大的资源宝库,可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下：
(1)请写出一种海水淡化的方法：______________。
(2)步骤Ⅰ获得Br2的离子方程式为________________________________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，在该反应中，氧化剂是________(填化学式)。其反应中生成2
mol
HBr，则消耗________
mol
SO2。
(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是________________。
答案：
(1)蒸馏法(其他合理答案均可)
(2)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－
(3)Br2 1
(4)Cl2>Br2>SO2
7.某化学兴趣小组为探究市售加碘食盐中碘元素的存在形式进行了以下实验探究。实验中仅供选择的药品有：含碘食盐、0.5%的淀粉溶液、3%
H2O2、稀硫酸、5%的KI溶液、蒸馏水，实验中所需化学仪器任选。
(1)提出假设：
假设①：加碘食盐中碘是以I2的形式存在，用________溶液进行验证。
假设②：加碘食盐中碘以I－的形式存在，用H2O2和淀粉可以进行验证，可能发生的反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________。
假设③：加碘食盐中碘以IO3－的形式存在，根据反应：IO3－＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O判断，检验IO3－的存在所选取的试剂为：KI溶液、淀粉溶液、稀H2SO4和蒸馏水。
(2)实验方案及结论：
取少量加碘食盐加水溶解配制成溶液，分装到三支洁净试管中备用。
假设
实验操作
预期现象
与结论
①
②
往一支试管中加入少量3%的H2O2，滴入几滴稀H2SO4，然后再滴入几滴0.5%的淀粉溶液
③溶液不显蓝色，加碘食盐中不含I－
③
答案：
(1)淀粉
2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O
(2)
假设
实验操作
预期现象与结论
①
往一支试管中滴入几滴0.5%的淀粉溶液
溶液不显蓝色，加碘食盐中不含I2
②
③
往一支试管中加入少量5%的KI溶液、滴入几滴稀H2SO4，然后再滴入几滴0.5%的淀粉溶液
溶液显蓝色，加碘食盐中含IO(共17张PPT)
第一节
开发利用金属矿物和海水资源
二
海水资源的开发利用
海水资源
海水水资源的利用
海水的化学资源的利用
海水食物资源的利用
海水能源资源的利用
海水水资源的利用
海水的淡化
淡化途径：提取淡水或把盐分离出去
淡化方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法、冰冻法
直接利用海水进行循环冷却
水储量：1.3×109亿吨，占地球上总水量的：97％
海水蒸馏原理示意图
冷却水
液态水
气态水
液态水
加热
冷凝
太阳能蒸发海水示意图
海水化学资源的利用
由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。
按量计：H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素超过总量的99％，其他为微量元素，总计含有80多种元素。
海水综合利用联合工业体系
如何证明海带中有碘离子？阅读教材P91实验4-2
5月15日是我国“防治碘缺乏病日”，
2016年主题为“坚持科学补碘，建设健康中国”。
证明海带中含有碘，有以下步骤：
①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；
②在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液；
③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；
④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：
反应的离子方程式是：
③①④②
②
滴入淀粉溶液，溶液变蓝。
海带
海带灰
含I-的溶液
含I2的溶液
思考与交流
将Br-转变为Br2是海水提溴中的关键化学反应（见P91资源卡片），请你设计一个实验方案模拟这一生产过程，并写出相关的化学方程式。
浓缩海水（酸化）
Br2
HBr
Br2
2HBr
+
Cl2=Br2+2HCl
2NaBr
+
Cl2=
Br2+2NaCl
2H2O
+
Br2+SO2=
H2SO4+2HBr
世界上60％的镁是从海水（MgCl2）中提取的，其主要步骤如下：
试写出①～⑥反应的化学方程式。
大陆架的浅海海底有：石油、天然气、煤等；
近岸带的滨海有：砂矿、贝壳等建筑材料和金属矿产；
多数海盆中有：深海锰结核。
知识拓展：海底矿产资源
仅位于近海水域自然生长的海藻，年产量已相当于目前世界年产小麦总量的15倍以上，如果把这些藻类加工成食品，就能为人们提供充足的蛋白质、多种维生素以及人体所需的矿物质，海洋中还有丰富的肉眼看不见的浮游生物，加工成食品，足可满足300亿人的需要，海洋中还有众多的鱼虾，真是人类未来的粮仓。
知识拓展：海水中的食物资源
知识拓展：海水中的能源资源
铀和重水（核能）、潮汐能、波浪能
潮汐发电
波浪发电
海洋
——世界上最大的聚宝盆(共21张PPT)
海水资源的开发利用
节选自人教版
高一化学下
必修二
第四章
第一节
开发利用金属矿物和海水资源
为什么中日在海域领土问题上互不相让?
海水中存在什么有价值的东西？
水：13亿亿吨
重水：200万吨
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
波浪能：700亿千瓦
潮汐能：27亿千瓦
鱼虾贝藻：6亿吨/年，现在捕捞量9千万吨/年
海水资源
水资源
化学资源
生物资源
能源
……….
海水资源的开发利用
严重缺水
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%
一、海水水资源的开发利用：
海水淡化
学习任务：阅读教材P90倒数第二自然段，找出海水淡化的主要方法有哪几种？它们的优缺点是什么？
方法
优点
缺点
蒸馏法
历史最久，技术成熟
成本高
电渗析法
成本低
未能大量生产
离子交换法
迅速发展
不断更新离子
交换树脂
1、海水淡化的方法—蒸馏法
【实验一】海水的蒸馏实验
实验步骤：
（1）连接装置，检查气密性
（2）加入海水和碎瓷片
（3）通入冷凝水
（4）加热蒸馏烧瓶
（5）收集蒸馏水
（6）停止加热，关冷却水
太阳能蒸发海水示意图：
太阳能蒸发装置
2、海水淡化的其他方法
二、海水化学资源的开发利用：
海水晒盐
1、海带中碘的提取
（1）制备海带滤液
（2）碘的提取及检验
溶液变为
棕黄色
溶液变为
蓝色
表明海带中含有丰富的碘元素
2KI
+
H2O2
+
H2SO4
=
I2+
K2SO4
+
2H2O
溶液分层
下层为紫色
实验
现象
①取适量滤液于试管中，向滤液中滴加几滴稀硫酸，再加入约1mLH2O2溶液。观察现象。
②取少量上述滤液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，观察现象。
③取少量上述滤液于试管中，加入少量CCl4溶液，振荡，观察现象。
探究结论：
化学方程式：
2、海水中溴的提取
阅读资料卡片P91：
（1）你能否设计一个实验流程图模拟这一生产过程？
（2）尝试写出有关反应化学方程式
2HBr
+
Cl2=
Br2+2HCl
2NaBr
+
Cl2=
Br2+2NaCl
2H2O
+
Br2+SO2=
H2SO4+2HBr
富集Br元素
涉及的化学方程式：
NO.17
通过本节课的学习，你有什么收获？
课堂检测
1．下列不是海水淡化主要方法的是
（
）
A．电解法
B．离子交换法
C．电渗析法
D．蒸馏法
2．海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤：①在滤液中通入足量H2O2；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。合理的操作顺序是
（
）
A．①②③④⑤
B．②⑤①③④
C．①③⑤②④
D．②①③⑤④(共26张PPT)
自然资源与可持续发展
广义的讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。可持续发展的目标在满足人类需要的同时，强调人类的行为要受到自然界的制约，强调人类代际之间、人类和其他生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济可持续发展、社会可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展等方面。
我国21世纪初可持续发展的总体目标是：
可持续发展能力不断增强，经济结构调整取得显著成效，人口总量得到有效控制，生态环境明显改善，资源利用率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。
你知道么？
一、金属矿物的开发利用
人类最早发现和应用的金属
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。
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。
在公元前6000年到7000年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代”。
铜
镜
汉武帝时铜币
先秦刀币
古代中国劳动人民用木炭炼铁
欧洲最早的英国直到500年后才掌握这一技术。
1、热分解法
（适合一些不活泼金属）
2、热还原法
3、电解法
2、热还原法（适用于大部分金属）
常用的还原剂有
+3
+2
0
+4
升
失
氧
降
得
还
还原剂
C、CO
和
H2
Mg
+
CO
↑
注意观察现象
能用铝来做还原剂来制备铁么？
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。
铝热剂
2Cr
+
Al2O3
铝热反应的应用
冶炼金属
焊接钢轨
铁的冶炼
高炉炼铁
铝热法炼铁
火法炼铜
湿法炼铜
曾青得铁而化为铜
铜的冶炼
3、电解法（适合一些非常活泼金属）
电解的是熔融状态的金属化合物，
而不是化合物的水溶液。
冰晶石的作用是降低Al2O3的熔点
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
电解法
热还原法
热
分
解
法
物
理
提
取
法
金属冶炼方法小结
今天铝的产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成为现代文明不可缺少的金属，铝在工业上被称为“钢精”
正常人的人体，每70公斤体重约含61毫克铝。
但铝摄入过多却是对人体有害的，经研究表明，铝元素能渗入人脑，会引起老年痴呆。
镁在地壳中含量只有铝的四分之一，而且镁比铝更加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价比铝更高。
海洋中含有大量的氯化镁，海水又咸又苦。
合理开发和利用矿物资源，主要途径有：
…
…
…
…
…
金属的回收利用
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
C
学的怎样？
练习：
2、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：
相关网站：
http://www.resource.com.cn
（中国再生金属网）
上网查资料了解中国金属的回收利用情况
搜索引擎：
www.google.com（google）
www.yahoo.com.cn（中文雅虎）
www.sina.com.cn（新浪网）
谢
谢！(共27张PPT)
《两
纲》要
求
1、了解化学方法在金属矿物开发中的作用。
2、学生在掌握金属冶炼一般原理的基础上，
了解适用于不同金属的冶炼方法。
3、体会保护金属资源的重要性。
金属活动性顺序表
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
金属活动性由强逐渐减弱
关于金属元素在自然界中存在的叙述中，正确
的是（
）
A、金属元素只存在于矿物中
B、金属元素只存在于矿物和动物体内，但植物体
内不含
C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素
以化合态存在
D、金属元素不仅存在于矿物中，动物和植物体内
也都含有少量金属元素
金属元素在自然界的存在
C、D
请分析工业炼铁和氢气还原氧化铜的两个化学反应
方程式，标出化合价变化情况，并完成下列空格。
+3
+2
0
+4
+2
0
0
+1
Fe2O3作_________剂，在反应过程中________电子，
被_______成Fe；CO作________剂。
CuO作_________剂，在反应过程中________电子，
被_______成Cu；H2作________剂。
氧化
氧化
还原
还原
还原
还原
得到
得到
1、定义：__________________________
__________________________________
__________________________________。
2、实质：__________________________
__________________________________
__________________________________。
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。
（
即
M
n+
+
n
e-
=
M
）
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。
不同金属的冶炼，其冶炼方法也可能不同，主要原因是（
）
A、金属在自然界中的分布不同
B、金属在自然界中的含量不同
C、金属在自然界中的存在形式不同
D、金属离子得电子的能力不同,金属的活动
性不同
D
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？
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）用这种方法冶炼金属有什么缺点？
Mg
+
Cl2
↑
2
4Al
+
3O2
↑
2
2Na
+
Cl2
↑
（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？
（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。
铝热反应
实验4－1
注意观察现象
剧烈燃烧，火珠四溅，沙里有火红熔融物,冷却变成黑色固体
请思考：
实验中为什么要用到镁条和氯酸钾？
铝热剂
镁条：引燃剂
氯酸钾：助燃剂
现象
化学
方程式
其它铝热反应
铝热反应的应用
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
???
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等
学以致用
下列叙述错误的是（
）
A、炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来
B、活泼金属Na用电解法冶炼
C、汞的冶炼只能用热还原法
D、铝的冶炼一般用热还原法
C、Ｄ
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
电解法
热还原法
热分解法
物理提取法
金属的冶炼方法
表4-1
常见金属的冶炼原理
金属
冶炼原理
Fe
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高炉炼铁)
Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(铝热法炼铁)
高温
高温
Cu
Cu2S+O2===2Cu+SO2(火法炼铜)
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(湿法炼铜)
高温
Mg
MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑
Al
2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑
电解
冰晶石
Na
2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑
电解
电解
1.你知道从金属矿物中提炼金属,一般
要经过哪些步骤?
矿石富集
金属冶炼
金属精炼
金属冶炼的步骤:
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
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
C
随堂训练
C
随堂训练
3、冶炼和提取金属常用以下几种方法：
①以C或CO、H2作还原剂还原
②电解法
③热分解法
④铝热反应
⑤物理提取法，现冶炼
和提取下列金属，试标明适宜的冶炼或提取方法。
Fe________；
Mg________；
Cu_________；
Hg________；
Na_________；
Au_________。
①④
②
①
③
②
⑤
随堂训练
4、列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是
A、
（
）
B、
C、
D、
C
随堂训练
5、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(共23张PPT)
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
活动元一：金属元素在自然界的存在
你发现什么了吗？
金属的发现过程
Au
Ag
Cu
Fe
Al
······
金属越活泼，冶炼难度越大，发现得通常越晚。
公元前一万年
公元前八千年
公元前七千年
十九世纪初期
十三世纪初期
一、金属的存在
金矿
Au
铂矿
Pt
少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）
大多数金属是以化合态存在
活动元二：金属的冶炼
1、物理方法
2、化学方法
阅读课本88页内容，找出金属冶炼的方法和规律，不同的方法适用于金属活动顺序表中的哪些金属?
淘金原理
刚果手工金矿开采
马达加斯加街头淘金者
原理是:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.
二、金属冶炼的方法
1、物理方法：
2、化学方法
金属冶炼的实质：
（1）、不活泼的金属——热分解法
不活泼金属（Hg、Ag)，加热分解其氧化物
Mn++ne－
=
M
由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。
1886年，在铝的历史上又是一个里程碑。这一年美国的大学生霍尔和法国大学生埃罗，都各自独立地研究出电解制铝法。现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成
分是Al2O3，当然还是有很多其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。
（2）、非常活泼的金属——电解法
通电分解其熔融离子化合物的方法来冶炼。
1）常用的还原剂有焦炭、CO、H2还原金属
（3）、其他金属——热还原法
2）一些活泼金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
铝热反应
实验步骤：
1.取二张滤纸叠成漏斗状。
2.内层滤纸底部剪一个小孔后用水润湿。
3.把滤纸架在铁圈上，下面放置一盛沙子的蒸发皿。
4.把混合物（5g氧化铁+2g铝粉）放入纸漏斗中。
5.在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸磨过的镁条。
6.用火柴点燃镁条。观察现象。
关于实验的几点内容：
1.现象：镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。
2.参加反应的是
和
，它们混合物叫
。
3.镁条的作用是
。
4.氯酸钾的作用是
。
5.此反应证明
作还原剂，此反应叫
反应。
6.此反应有什么特点？反应放出大量的热，产生高温。
7.铝热反应有什么实际应用？（参考铝热反应的特点）
2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3
高温
铝热反应的应用：
常见金属的冶炼原理
金属
冶炼原理
Fe
Cu
Mg
Al
Na
活动元三：金属的冶炼步骤：
三、金属的冶炼的步骤
四、金属的回收和资源保护
1.回收金属的意义：
（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染
2.回收金属的实例
（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）银镜反应回收银
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
2、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
C
电解法
热还原法
加热分解法
物理提取法
总结:
1、金属矿物中提取金属的过程叫做
冶炼
2、不同活动性的金属冶炼方式不同
非常活泼
一般活泼
不活泼
电解法
热还原法
热分解法
3、合理利用矿物资源，坚持可持续发展战略
课后拓展：
导学案P84互动探究
布置作业：导学案P85-86
谢谢(共61张PPT)
第一节
开发利用金属矿物和海水资源
第四章
化学与自然资源的开发利用
人类最早发现和应用的金属
铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”。
资料卡片
人类最早是在由天而降的陨石中获得单质铁的，陨石中含铁量高达90%以上。
古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。
济
南
陨
铁
新
疆
陨
铁
南极洲陨铁
历史上金属被发现和冶炼利用的顺序
Au、Ag、Cu、
Fe、
Al、
Ti
古代
现代
1、金属元素在自然界的存在
强
弱
强
弱
金属的
活动顺序
金属原子失电子能力
金属离子得电子能力
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
2、
金属的冶炼
①.
金属冶炼的实质
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：
②金属冶炼的步骤:
矿石富集
金属冶炼
金属精炼
③
金属冶炼的方法的选择
a电解法
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
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
K
Ca
Na
Mg
Al
1807年戴维用电解的方法制得了K、Na；但制Al失败
MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑
电解
由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。
电解法冶炼铝
冰晶石:
Na3AlF6
(助熔剂)
b热还原法
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)
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
实验4-1
现象
铝与氧化反应
的化学方程式
剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。
2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3
高温
镁条的燃烧为铝热剂提供高温条件，氯酸钾为镁条继续燃烧提供氧。
铝热剂：金属铝与铁、钴、镍、锰等的氧化物的混合物。
其它铝热反应
高温
铝热反应的应用
焊接钢轨
｛
冶炼(高熔点的金属)
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
铜单质的冶炼
火法炼铜
灼烧辉铜矿（Cu2S）
灼烧孔雀石
与木炭混合物
碳法制铜
Cu2S+O2===2Cu+SO2
(湿法炼铜)
高温
Cu2(OH)2CO3
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
金属单质的还原性减弱，金属离子的氧化性增强
电解法
热还原法
热分解法
物理方法
金属活动性顺序与金属的冶炼方法
小
结
(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?
3、废旧金属的回收与利用
铜也会生锈
钢铁生锈
钢铁腐蚀占年产量的十分之一
阿根廷回收的废旧金属制作的艺术品
金属铝的回收与利用
合理开发和利用矿物资源，主要途径有：
…
…
…
…
…
练习1: 冶炼金属常用以下几种方法：
①以C、CO或
H2
作还原剂还原。
②利用铝热反应原理用Al还原。
③电解法。
④热分解法。
下列金属各采用哪种方法还原最佳。
Fe、Zn、Cu等中等活泼的金属(
)
Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属(
)
Hg、Ag等不活泼金属
(
)
V、Cr、Mn、W等高熔点金属(
)
①
③
④
②
练习2:
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
C
二、海水资源的开发和利用
从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中
是“历史留给人类的资源储备”
海洋是美丽的，
也是富饶的
为什么日韩在独岛问题上互不相让?
问题与讨论
韩国方面称独岛，日本方面称竹岛。面积为18.6平方千米，四周海域是一片丰饶的渔场，海底还蕴藏着比较丰富的油气田。
南海海域争端四起
经初步估计，南海的石油地质储量在230亿-300亿吨之间，属于世界四大海洋油气聚集中心之一，有“第二波斯湾”之称。
越南仅2006年至少从南沙群岛开采了1200万吨油气。拿了别人的东西，还强词夺理，甚至挥拳相向，天下哪里有这样的道理？
海水资源主要分为：
海水中蕴含着的丰富资源。21世纪人类将重点开发海洋资源。
海水中的化学资源和矿产资源
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
海水中的化学资源
海洋中的矿产资源
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
海洋生物资源
海洋油、气开发
海洋能源
具有商业开发价值的：潮汐发电和波浪发电
在地球为人类提供的“大水缸”里，可以饮用的水实际上只有一汤匙
“19世纪争煤，20世纪争石油，21世纪争水”。
向大海要水！---渴望淡化的海水
（1）海水的淡化：
海水淡化的方法:
①蒸
馏
法（最先使用，技术成熟，但成本高）
②电渗析法
③离子交换法
1、海水资源的利用：
（2）直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）
锥形瓶
圆底
烧瓶
沸石
冷凝器
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。
太阳能蒸发海水示意图：
设置大面积塑料棚或玻璃房，利用太阳蒸发海水中的淡水，淡水蒸汽碰到塑料或玻璃顶棚后冷凝，冷凝水沿屋面流入汲水槽，就收集到淡水了。
它是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的一种理化过程，由于其能耗低、产水量大、脱盐率高稳定性强等特点，现已被广泛的用于医药、电子、化工、食品、硬水软化、海水淡化等方面。
电渗析法：
电渗析淡化装置
大连石化公司海水淡化处理
海水过滤器
经处理后海水就变成了可以饮用的纯净的水
海水中部分元素浓度图
我们能从海水中得到什么
海水晒盐（煮海为盐）
海水综合利用的重要方向
海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合
氯化钠
烧碱、纯碱、金属钠
氯气、盐酸、漂白粉
镁、钾、溴
铀和重水
海洋药物
潮汐能、波浪能
（2）海水的综合利用
①海水制盐——生产NaCl
②NaCl的水溶液制NaOH
③制金属Na
2NaCl
+
2H2O电解
H2?
+
Cl2?
+
2NaOH
2NaCl（熔融）电解
2Na
+
Cl2
④制Na2CO3
⑤从海水中提取溴
2NaOH
+
CO2=
Na2CO3
+
H2O
科学探究：
如何证明海带中有碘离子？阅读教材P83页实验4—2
。
提取海带中的碘元素得到单质碘
思考与归纳
晒干
燃烧
加水
加热
溶解
过滤
CCl4
蒸馏
萃取
分液
2KI
+
H2O2
+
H2SO4
==
I2
+
K2SO4
+
2H2O
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。
特别重要
海水提溴：主要方法是空气吹出法
主要流程
2HBr
+
Cl2==
Br2+2HCl
2NaBr
+
Cl2==
Br2+2NaCl
2H2O
+
Br2+SO2==
H2SO4+2HBr
相关的化学方程式
海水中部分元素浓度图
海水中镁的总储量约为1.8×1015
t
海水提取镁的工艺流程图
电解
海水综合利用联合工业体系一例
减少
能耗
制溴
铀和重水
海洋药物
潮汐能
波浪能
一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道海水会致命。原因是
（
）
A、海水有苦涩味，根本喝不下去
B、海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡
C、海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡
D、海水会造成人体水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡
想一想、猜一猜
D
