第1課時金屬礦物、海水資源的開發利用

第八章化學與可持續發展

第一節自然資源的開發利用可再生資源:是指能夠通過自然力以某一增長率保持或增加蘊藏量的自然資源。不可再生資源：指經人類開發利用后，在相當長的時期內不可能再生的自然資源。導入新課

化學是人類利用自然資源和應對環境問題的重要科學依據。本節我們將以金屬礦物、海水資源和化石資源的綜合利用為例，認識化學的應用價值，了解與此有關的環境與發展問題。任務一：珍愛地球、責無旁貸

了解自然資源與可持續發展自然資源土地與土壤資源礦產資源生物資源水資源能源資源環境資源可再生資源不可再生資源可持續發展合理利用制約目標：滿足人類需要的同時，人類的行為要受到自然界的限制。即：人類代際之間、不同國家不同地區之間、人類與其他生物之間的公平。包括經濟可持續發展社會可持續發展資源可持續發展環境可持續發展

化學是人類利用自然資源和應對環境問題的重要科學依據。1.金屬元素在自然界中的存在形態游離態金、鉑化合態一、金屬礦物的開發利用Mn+（化合態）3.金屬冶煉的一般方法一、金屬礦物的開發利用2.金屬冶煉的一般原理(1)基本原理：將金屬元素從其化合物中

出來。(2)表示方法：Mn＋＋ne－===M。還原依據：金屬活潑性不同，將其由化合態還原為游離態的難易程度不同。PtAu(2)熱分解法：加熱分解HgO：2HgO2Hg＋O2↑加熱分解Ag2O：2Ag2O4Ag＋O2↑3.金屬冶煉的一般方法金礦石鉑礦石（1）淘洗法：物理分離，適用于很不活潑的金屬，如金、鉑。PtAu沙里淘金(3)熱還原法：H2還原CuO：CuO＋H2Cu＋H2O高爐煉鐵：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2鋁熱反應：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3一、金屬礦物的開發利用實驗現象1.鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發出耀眼的白光。2.紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。3.熔融物可以被磁鐵吸引。鋁熱法：利用鋁的強還原性，在高溫下將相對不活潑且熔點高的金屬從其金屬氧化物中還原出金屬單質的方法。Fe2O3+Al=?=2Fe+Al2O3實驗現象：劇烈燃燒，火星四濺，沙里有火紅熔融物，放出大量熱。燃燒時提供熱量，做引燃劑。氯酸鉀受熱分解產生氧氣，做助燃劑。鋁熱劑：鋁和比鋁活潑性弱的金屬形成的氧化物組成的混合物。(4)電解法：冶煉鈉：___________________________冶煉鎂：_____________________________冶煉鋁：_____________________________(5)其他方式：濕法煉銅：_________________________Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu一、金屬礦物的開發利用PtAu金屬活潑性冶煉方法化學方程式不活潑的金屬熱分解法很活潑的金屬電解法金屬冶煉方法的選擇

根據金屬的活潑性，選擇不同的冶煉方法較活潑的金屬熱還原法其它方法……課本思考與討論P99計算表明，生產1mol鋁消耗的電能至少為1.8×106J,回收鋁制飲料罐得到鋁與從鋁土礦制鋁相比，前者的能耗僅為后者的3%-5%。通過對上述數據的分析和比較，結合圖8-1和圖8-2，你想到什么？啟示1：實際生產過程中必須考慮投入與產出，需考慮成本。啟示2：加強廢舊金屬的回收再利用是合理開發和利用金屬資源的重要途徑。要大力倡導金屬垃圾的分類和再利用，養成珍惜自然資源、節約資源、愛惜環境和保護環境的意識。啟示3：實際生產中必須考慮廢棄物的處理和生產對環境的影響，形成綠色化學觀念和可持續發展易詩金屬冶煉方法與金屬活動性關系【歸納總結】4.合理開發和利用金屬礦物資源(1)提高金屬礦物的利用率。(2)開發環保高效的金屬冶煉方法。(3)防止金屬的腐蝕。(4)加強廢舊金屬的回收和再利用。(5)使用其他材料代替金屬材料。一、金屬礦物的開發利用1.海水水資源的開發利用(1)海洋約占地球表面積的

，海水中水的儲量約占地球總水量的

，約1.3×1018t。(2)海水水資源的利用①71%97%二、海水資源的開發利用（高二學）②海水的蒸餾a.主要儀器：A：

，B：

，C：

。b.冷凝水的流向：

口進，

口出。c.B中加入碎瓷片的目的是

。冷凝管蒸餾燒瓶錐形瓶ab防止液體暴沸二、海水資源的開發利用蒸餾原理：加熱裝置冷凝裝置

接收裝置冷凝管：冷凝水下口進上口出溫度計：水銀球處于支管口處蒸餾燒瓶：液體體積一般介于容積的1/3~2/3加入沸石/碎瓷片（防暴沸）石棉網牛角管或尾接管利用各成分的沸點不同，分離互溶的液液混合物的物理分離方法。鐵架臺錐形瓶酒精燈2.海水化學資源的開發利用(1)海水中的化學元素海水中元素主要元素：______常量元素：

、

、

、

、S、Ca、Br、C、

Sr、B、F等11種元素微量元素：鈾元素、碘元素等O、HCl

NaKMg二、海水資源的開發利用(2)海水中提取物質及綜合利用二、海水資源的開發利用②用KBr制單質溴：_______________________③用MgCl2制Mg：__________________________2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2①氯堿工業：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑制鈉和氯氣：___________________________制鹽酸：H2＋Cl22HCl制漂白劑(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O二、海水資源的開發利用溴及其化合物在工農業生產中有著廣泛的應用，工業上用一種叫“吹出法”的技術從海水中提取溴，其生產流程如下：(1)寫出①、③、④過程中反應的離子方程式。1.海水提取溴（課本101頁）提示①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－③SO2＋Br2＋2H2O===＋2Br－＋4H＋④Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－二、海水資源的開發利用物質轉化、分離提純原料富集目標產品(2)過程②和④通入空氣、水蒸氣利用單質溴的什么性質？過程①獲取了游離態的溴，過程③又將其轉變為化合態的溴，其目的是什么？提示Br2易揮發，利用空氣或水蒸氣可以將Br2從海水中吹出；將單質溴再轉化為溴離子的目的是使Br－濃縮，提高Br2的提取效率。二、海水資源的開發利用(3)過程⑤蒸餾過程中溫度控制在80～90℃，溫度過高或過低都不利于生產，原因是什么？提示溫度過高，水蒸氣揮發性增強，使溴的純度降低，溫度太低，溴的揮發性減小，導致溴單質不能充分揮發。二、海水資源的開發利用2.海水提鎂(1)工藝流程(2)主要的化學反應原理

制取氫氧化鈣：CaCO3===CaO＋CO2↑CaO＋H2O=Ca(OH)2沉淀鎂：Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl2

制氯化鎂：Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O

制取鎂：MgCl2(熔融)===Mg＋Cl2↑高溫電解母液/苦鹵/濃縮HCl氣流中加熱Ca(OH)2懸濁液【思考】為什么工業生產中常用石灰乳作沉淀劑，而不用NaOH或石灰水？因為NaOH價格比較昂貴石灰水中Ca(OH)2的濃度小，得到的Mg(OH)2的量少，從成本的角度考慮有關的離子方程式：稀硫酸的作用：增強H2O2的氧化性；3、海帶中提取碘（I2）主要流程：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋===

I2＋2H2O抑制I2與水反應實驗現象：加入H2O2溶液后，溶液顏色變為褐色；加入淀粉溶液后，溶液又變為深藍色。或稀硫酸過氧化氫溶液(1)實驗步驟①會用到下列儀器中的________(填字母)。a.酒精燈b.漏斗c.坩堝d.泥三角(2)步驟③的操作名稱是_____________(3)步驟④中反應的離子方程式為____________________

____acdH2O2+2I-

+2H+===I2＋2H2O過濾

海帶中含有碘元素。從海帶中提取碘的實驗過程如下圖所示：教材P106

(5)海帶灰