第四章化學與自然資源的開發利用第一節開發利用金屬礦物和海水資源一、金屬礦物的開發利用黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦一、金屬礦物的開發利用1、金屬元素的存在：

除了金、鉑等極少數金屬外，絕大多數金屬以化合物的形式存在于自然界。

是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。n+M得電子M（被還原）2、金屬的冶煉金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSn

Pb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性逐漸減弱金屬離子的得電子能力逐漸增強要根據金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法（2）熱分解法（適合一些不活潑金屬）2HgO===2Hg+O2↑加熱2Ag2O===4Ag+O2↑加熱（1）物理提取法：

適用于極不活潑的金屬——Pt、Au3、金屬冶煉的方法（3）熱還原法（適用于大部分金屬）CuO+H2===Cu+H2O△Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫常見的還原劑;焦碳一氧化碳氫氣等

由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。

然而自從美國青年化學家霍爾發明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進，現在人們已經熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當然還是有很多其它雜質的）中冶煉鋁的技術了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一降千丈，走入千家萬戶。Al（4）電解法（適合一些非常活潑金屬）MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑電解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑電解冰晶石2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解鋁熱反應實驗4－1

注意觀察現象反應現象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發出耀眼白光，紙漏斗內劇烈反應，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高溫鋁熱劑

鋁——還原劑（活潑金屬——可作還原劑）應用：(1)焊接鋼軌，(2)冶煉金屬。3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫其它的鋁熱反應：KCaNaMgAlZnFeSn

Pb（H）CuHgAg金屬活動性（還原性）：強弱電解法熱還原法熱分解法KCaNaMgAl

ZnFeSn

Pb（H）Cu

HgAg離子的氧化性弱強KCaNaMgAl

ZnFeSn

Pb(H)Cu

HgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理提取法常見金屬的冶煉原理(方程式):P89表4-1必會練習1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應金屬的是（）A、加熱氧化鋁

B、加熱碳酸鈣C、電解熔融氯化鈉

D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據金屬在金屬活動順序表中的位置及性質，推測制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法金銀人類最早發現和應用的金屬分別是：銅思考：分析一下這是什么原因呢？Cu2（OH）2CO3=====2CuO+H2O+CO2↑

C+2CuO=====CO2+2Cu高溫銅是人類第一種大量使用的金屬，結束了漫長的“石器時代”.

在公元前6000年到7000年左右，人類開始邁進了象征古代文明開端的“銅器時代”。銅鏡漢武帝時銅幣先秦刀幣

我國古代煉鐵工業長期領先于世界，我們在西漢初時已經懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到500年后（相當于清朝乾隆末年），才掌握這一技術。古代中國勞動人民用木炭煉鐵1996年之后，我國再度成為鋼鐵產量最大的國家。4、合理開發和利用礦物資源的途徑：金屬鋁的回收與利用合理開發和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量3、加強金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料……………二、海水資源的開發和利用

為什么日韓在獨島問題上互不相讓?問題與討論：

韓國方面稱獨島，日本方面稱竹島。面積為18.6平方千米，四周海域是一片豐饒的漁場，海底還蘊藏著比較豐富的油氣田。

問題與討論

海水中蘊含著豐富的水資源和化學資源，21世紀人類將重點開發海洋資源。含80多種元素，以氫、氧、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等較多。被稱為“元素的故鄉”。海水中鈾多達45億噸是已知陸地鈾礦儲量的4500倍。氘有50億噸足夠人類用上千萬年海水中的化學資源海洋中的礦產資源

從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍色的海洋之中海洋是“歷史留給人類的資源儲備”海洋是美麗的，也是富饒的海水資源的廣泛性：海洋約占地球表面積71%海洋中的資源：動物:（魚類、海獅、海馬、貝類………植物:（海草、海帶…………礦物:（各種鹽、NaCl、MgCl2……….

海底金屬結核礦、石油水:

（水資源及各種溶解的鹽類海水中的水1.3X109

億噸占地球總水量97%

（3%在陸地、淡水），海水中除了水以外，還含有80多種元素，有的含量很大（如NaCl

）有的含量很少（如Au）海水資源的多樣性：海水中溶解和懸浮大量的無機物和有機物按含量計：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、

Br、Sr共13種元素的質量占總水量的99%，其余1%為70多種含量微少的元素。海水資源的分散性：海水因為量太大、面太廣，大多數元素盡管總量很大但由于太分散，含量極微少如：海水中金元素總含量約為50000000t（5千萬噸）但一頓海水中只含金元素

0.000004g（10億分之四克）（百分之0.000004克）１.海水水資源的利用海水水資源的利用海水化學資源的開發利用從海水中提取淡水——海水淡化

（海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、

離子交換法等。）

海水蒸餾原理示意圖（海水水資源的利用）進出原理：加熱到水的沸點，液態水變為水蒸氣與海水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得到淡水。太陽能蒸發海水示意圖：

２．海水化學資源的開發利用（海水曬鹽）海水提鎂的步驟為：貝殼生石灰石灰乳氫氧化鎂氯化鎂鎂寫出有關的化學反應方程式：

a、

；

b、

；

c、

；

d、

；

e、

。煅燒a水b海水cde

科學探究：如何證明海帶中有碘離子？閱讀P91實驗4-2化學方程式：2KI+H2O2+H2SO4===I2+K2SO4+2H2O海帶提碘：海帶海帶灰溶解過濾灼燒殘渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機溶液萃取證明海帶中含有碘，有以下步驟①灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻；②在濾液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入幾滴淀粉溶液；③用剪刀剪碎海帶，用酒精潤濕，放入坩堝中；④海帶灰轉移到小燒杯，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過濾.(1)合理的步驟是____________(2)證明含碘的步驟是_______,

現象是_____________________,反應的離子方程式是__________________________③①④②②滴入淀粉溶液，溶液變藍2I-+2H++H2O2I2+2H2O

＊思考與交流：如何將海水中的溴離子轉變成溴單質？（閱讀教材P91頁資料卡片——海水提溴。）1、推測海水提溴的步驟和實驗裝置；2、寫出相關的化學方程式。濃縮海水溴單質氫溴酸單質溴通入Cl2①通入空氣，SO2吸收②通入Cl2③2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2=H2SO4+2HBr2HBr+Cl2=Br2+2HCl海水提溴的實驗室模擬裝置自然資源海水資源礦產資源化