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第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿人类最早发现和应用的金属分别是：+n0即M（化合态）M（游离态）得电子、被还原2、金属冶炼的涵义：把金属从其化合物中还原出来的过程。问题：金属冶炼的实质？1、金属的存在：除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。（1）、矿石的富集：（2）、冶炼：除去杂质，提高矿石中有用成分含量。利用氧化还原反应，在一定条件下，把金属离子还原成单质（粗）。（3）、精炼：采用一定的方法，提炼纯金属3、金属冶炼的一般步骤金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱金属原子的失电子能力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（1）、热分解法（适合一些不活泼金属）2HgO2Hg＋O2↑加热2Ag2O4Ag＋O2↑加热4、金属冶炼的方法（2）、电解法（适合一些非常活泼金属）MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑电解冰晶石2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解（3）、热还原法（适合大多数金属）（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2等）Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑高温ZnO＋C高温Zn＋COCuO+H2===Cu+H2O高温一些活泼的金属也可作还原剂（铁、铝等）CuSO4+Fe=FeSO4+Cu（湿法炼铜）铝热反应(实验4-1)反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙子上（铁珠）。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3高温铝热剂放热反应:高温下铝将某些金属从其氧化物中置换出来的反应铝热反应的应用｛焊接钢轨冶炼高熔点的金属?（4）、特殊方法(物理提取法)：适用于极不活泼的金属——Pt、Au如：冶炼钒、铬、锰等3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高温3V2O5+10Al===6V+5Al2O3高温Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高温3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高温KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu电解法（5）热还原法（5）热分解法（2）HgAgPtAu获得金属几种方法：物理提取法（2）合理开发和利用矿物资源，主要途径有：1、提高金属矿物的利用率2、减少金属的使用量3、加强金属资源的回收和再利用4、使用其他材料代替金属材料……………第一节开发利用金属资源和海水资源海水资源的开发和利用海洋约占地球表面积的71%，具有十分巨大的开发潜力。其中海水水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。有以下几个方面应用：①海水的淡化②直接利用海水进行循环冷却③从海水获取NaCl等生活、化工原料④从海水提取镁、钾、溴、碘等化工产品1、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。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，水蒸汽冷凝可以得到淡水。太阳能蒸发海水示意图：2、海水晒盐（煮海为盐）3、海水中提取镁、钾、溴、碘等产品海水中元素种类多，总共含有80多种元素。总储量很大，是一个巨大的化学资源宝库。（1）从海带中提取碘科学探究4—2：阅读教材P91页实验①用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；②灼烧海带至完全变成灰，停止加热，冷却；③海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。④在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液；溶液变蓝。2I-+2H++H2O2I2+2H2O海带提取碘流程图：海带海带灰溶解过滤灼烧残渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有机溶液萃取分液I2蒸馏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；2、写出相关的化学方程式。（2）从海水中提取溴海水提溴：主要方法是空气吹出法主要流程:海水浓缩酸化Br-通入氯气Br2通入空气水蒸气(吹入)吸收塔SO2反应后富集溴通入Cl2Cl-Br2萃取分液蒸馏化学方程式：2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaClBr2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO42HBr＋Cl2=Br2＋2HCl氢溴酸Br2引入海水贝壳（CaCO3)过滤网工业制镁流程沉降池过滤槽Mg(OH)2盐酸浓缩盐酸CaO电解MgCl2金属镁MgCl2溶液锻烧与水反应氯气