人教版 (2019)必修 第二册自然资源的开发利用课文配套ppt课件

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第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用第1课时 金属矿物、海水资源的开发利用新课导入人们在生活和生产中使用的金属材料多为合金，它是由金属单质加工获得的。那么人们是如何获得金属单质？ 白云石CaMg[CO3]2 菱镁矿MgCO3黄铜矿CuFeS2铝土矿Al2O3 赤铁矿Fe2O3 黄铁矿FeS2 辉铜矿Cu2S 天然金 金属矿物是如何开发利用的呢？存在形式游离态(金、铂、银等)化合态(绝大多数金属)将金属从其化合物中还原出来的过程，工业上称之为金属的冶炼。+ne-得电子，被还原Mn+M由化合态（化合物）制备游离态（单质）除去杂质提高金属的比例制备高纯度的金属一、金属冶炼的本质金属的使用时间 Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au约200年前约3000年前铁器时代约5000年前青铜时代约10000年前金属冶炼方法的选择取决于：金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。金属越活泼，冶炼时所需条件要求越高，在人类历史上出现相对晚一些。金属越不活泼，冶炼的方法越简单，人们使用的时间越早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如 Pt Au1、物理方法二、金属冶炼的方法K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au富集法淘金原理：金的密度比沙大① 热分解法：适用于不活泼的金属冶炼如 Hg Ag2、化学方法二、金属冶炼的方法K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au热分解法富集法2、化学方法二、金属冶炼的方法② 热还原法：适用于中等活泼的金属冶炼K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au热分解法富集法热还原法常用的还原剂一般选用 C、CO、H2及较活泼金属如Al等铝热反应①镁条剧烈燃烧；②铝热剂发生剧烈的反应；③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。1、铝热反应需要高温条件，是否还需要持续加热？铝热反应为放热反应，放出的热可以维持反应继续进行，因此不需要持续加热。2、实验中，镁条、氯酸钾的作用是什么？引发反应的操作是什么？镁条是引燃剂，氯酸钾为助燃剂，点燃镁条，促使氯酸钾分解，释放出氧气，使镁条更剧烈燃烧，单位时间内放出更多热量，从而引发Al和Fe2O3发生反应。3、蒸发皿中铺少量细沙的作用是什么？一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。① 冶炼高熔点金属，如铬、锰、钨、钒等② 野外金属焊接，如焊接钢轨2、化学方法二、金属冶炼的方法③ 电解法：适用于非常活泼的金属冶炼K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au热分解法富集法热还原法电解法Na： Mg: Al: 3、其他金属的冶炼方法湿法炼铜二、金属冶炼的方法火法炼铜Cu2S+O2 = 2Cu + SO21．下列关于金属冶炼的说法正确的是（ ）A．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl3的方法生产AlB．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁C．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属 的活泼性决定D 课堂小结金属矿物的开发利用Mn＋＋ne－===M，即金属元素由化合态转变为游离态的过程金属利用提高矿物利用率；开发环保高效冶炼方法；防止金属的腐蚀；回收和再利用等新课导入地球表面海洋面积占到71%，海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库，包括能源资源、生物资源、水资源及化学资源。其中的水资源和化学资源具有十分巨大的开发潜力。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（金总含量1x106t而1t海水仅含1x10-4t）海水能源资源的利用海水水资源的利用海水化学资源的开发利用海水提镁海水提溴海带提碘海水制盐潮汐能、波浪能等海底可燃冰海水循环冷却海水淡化海水生物资源的利用渔业等一、水资源的利用海水 蒸馏法 电渗析法 反渗透法 提取出淡水分离出盐分1、蒸馏法蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但是成本较高。蒸馏实验原理：一、水资源的利用1、蒸馏法利用各成分的沸点不同，分离互溶液态混合物的物理分离方法。2、电渗析法在电场的作用，强行将离子向电极处吸引，使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。一、水资源的利用一、水资源的利用3、反渗透法利用孔径比1 nm还小的半透膜滤去盐分来制取淡水。二、化学资源的利用海水中的化学元素海中含盐主要是 NaCl、MgCl2溴是海洋元素，地球上99%的溴元素分布在海洋中，以Br－的形式存在。二、化学资源的利用二、化学资源的利用1、海水制氯化钠海水盐田饱和食盐水粗盐NaCl可溶性杂质：Ca2+、 Mg2+ 、 SO42-过滤除去泥沙BaCl2先加BaCl2，后加Na2CO3先过滤后再加稀盐酸蒸发结晶二、化学资源的利用NaCl综合利用①氯碱工业②制钠和氯气③制盐酸④制漂白剂(84消毒液)⑤侯氏制碱Cl2＋2NaOH==NaCl＋NaClO＋H2ONaCl＋CO2＋H2O＋NH3==NH4Cl＋NaHCO3↓1、海水制氯化钠二、化学资源的利用2、海水提溴海水富集（浓缩）氧化室吹出塔吸收塔冷凝器Br2目标产品2Br-+Cl2=2Cl-+Br2Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr2HBr+Cl2=2HCl+Br2二、化学资源的利用3、海水提镁贝壳CaO石灰乳沉淀池海水Mg(OH)2MgCl2Mg+Cl2盐酸MgCl2·6H2O相关反应方程式Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl2二、化学资源的利用3、海水提碘海带灼烧海带灰溶解、过滤含I-的溶液残渣含碘单质的溶液H2O2/Cl2含碘单质的有机溶液萃取分液单质碘蒸馏2H++2I-+H2O2=I2+2H2OCl2+2I -=2Cl-+I2课堂小结海水的开发利用海水水资源海水淡化：电渗析法、蒸馏法、反渗透法、离子交换法循环冷却：用于工业冷却用水或耐盐植物灌溉等海水化学资源1．空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法，流程如下：下列说法不正确的是（ ） A．获得工业Br2的方法是过滤 B．步骤②③的目的是富集溴元素 C．步骤①发生的主要反应为：Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－ D．步骤②发生的主要反应为：3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋3CO2＋NaBrO3A