資源簡介

(共31張PPT)
第一節　自然資源的開發利用
第1課時 金屬礦物、海水資源的開發利用
1.了解金屬在自然界中的存在形式，理解金屬冶煉的一般原理，掌握
活潑性不同的金屬冶煉的一般方法。
2.了解海水的主要組成元素，了解海水資源及開發利用的主要方式，
掌握從海水中提取NaCl、Br、Mg的化學反應原理及實驗方法。
核心素養發展目標
自然資源的開發利用
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
自然資源
能否再生
植物、微生物、可降解塑料袋、水資源、地熱資源
金屬礦產和非金屬礦產
（煤、石油、天然氣）
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。
金屬礦物是如何開發利用的呢？
1.金屬元素在自然界中的存在形態
一、金屬礦物的開發利用
2.金屬冶煉的一般原理
利用氧化還原反應：Mn＋＋ne－===M
游離態
金、鉑
化合態
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
分析為什么呢
約200年前
約3000年前
約5000年前
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
失電子能力
減弱
增強
得電子能力
K+ Ca + Na+ Mg + Al + Zn + Fe + Sn + Pb + (H+) Cu + Hg + Ag+
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
Sn
Fe
Zn
Al
Mg
Pb
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
Ca
Na
K
電解法
熱還原法
熱分
解法
物理
方法
一、金屬礦物的開發利用
筆記
C(焦炭)
CO、H2
活潑金屬Al 鋁熱反應
NaCl、MgCl2、Al2O3
AlCl3共價化合物
熔融不導電
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋ 3O2 ↑
電解
冰晶石
撒
插
點
鋁熱反應的應用
① 冶煉高熔點金屬，如鉻、錳、鎢、釩等
② 金屬焊接，如焊接鋼軌
3MnO2 + 4Al ==== 3Mn + 2Al2O3
高溫
Cr2O3 + 2Al ==== 2Cr + Al2O3
高溫
其他方法 濕法煉銅 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
火法煉銅
視野拓展
【思考與討論】
計算表明，生產1 mol 鋁消耗電能至少為1.8 ×106J，回收鋁質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對比，你想到了什么？請將你的想法和同學交流。
試從能源消耗和環境污染兩個角度分析加強廢舊金屬回收利用的重要性。
用鋁土礦生產鋁，能耗高，資源消耗量大；
在生產過程中會產生大量的廢氣、廢液及廢渣。
【思考與討論】
途徑
提高金屬礦物的利用率
減少金屬的使用量
加強金屬資源的回收和再利用
使用其他材料代替金屬材料
二、合理利用金屬資源
海水中含有O、H、Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F多種常量元素，總儲量很大，但許多元素的富集程度卻很低。
如何對海水進行開發利用呢？
海水淡化
方法：蒸餾法、反滲透法、電滲析法。
循環冷卻
二、海水中水資源的開發利用
筆記
海水循環冷卻核電站
海水蒸餾：歷史悠久，成本較高。
①主要儀器：A_______，B_________，C_______。
②冷卻水的流向：下進上出
③B中加入碎瓷片的目的是_____________。
冷凝管
蒸餾燒瓶
錐形瓶
防止液體暴沸
三、海水中化學資源的利用
1、海水制鹽 物理變化
鹽田
海水
飽和食鹽水
引入
日曬風吹
析出粗鹽
食用鹽
氯堿工業
精制
1、海水制鹽
①氯堿工業：電解飽和食鹽水，可生產NaOH、H2和Cl2。
化學反應方程式：____________________________________。
②制鈉和氯氣：__________________________。
③制鹽酸： 。
④制漂白劑(84消毒液)：_________________________________。
⑤制純堿：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓
2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O
2NaHCO3
筆記
二、海水中化學資源的利用
2、海水提溴(吹出法)
易揮發
氧化、吸收環節離子方程式：
______________________、___________________________________。
2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
筆記
富集
×2
【思考與討論1】海水提溴的原理是什么？請結合教材中的流程圖用一句話簡述。
以海水中的含溴物質為原料，通過化學和物理方法分離提純，得到溴單質。
【思考與討論2】該流程中是Br-如何轉化成Br2？
溴元素由化合物變為單質，化合價升高，發生了氧化反應，所以用氧化劑把Br-氧化為Br2
【思考與討論3】為何選擇氧化劑氯氣來氧化Br-？
①氯氣的氧化性大于溴②氯氣的成本③生成物對環境無污染
【思考與討論4】工業上常用的一種海水提溴技術叫做“吹出法”。根據資料思考：用熱空氣吹出的物質是什么？利用該物質的什么性質呢？
溴，有揮發性
藥品 價格（萬元/噸）
Cl2 0.155
KMnO4 3.4
H2O2 1.4
【思考與討論5】請繪制出運用“吹出法”從海水中制備溴的工業流程圖？
海水
富集
（濃縮）
氧化室
Cl2
吹出塔
空氣
吸收塔
SO2
蒸餾塔
Cl2
冷凝器
工業原料
富集
物質轉化、分離提純
Br2
目標產品
建立方法模型 ——自然界提取物質的一般工業流程和思維方法
工業原料
中間產物1
中間產物2
目標產品
富集
轉化
①酸堿性
②氧化性
①除去雜質②提純產物
分離提純
任 務
核心問題
原料
產品
如何分離出產品？
物料是否能夠循環使用？
原料預處理
物質轉化
產品分離
如何選取原料？
如何處理原料？
1、從資源、成本角度考慮；
2、從反應速率、提高效率角度。
1、從元素價態的角度分析是否需要選取氧化劑或還原劑？
2、從成本、環保的角度選取最合適的試劑。
根據目標產物的性質及含量，選取合適的分離提純方法。
如何控制反應條件？
如何選取氧化劑？還原劑？
知識、方法
制石灰乳：_________________________________________________
沉淀Mg2＋：________________________________________________
酸化，制備MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸發濃縮、冷卻結晶、析出MgCl2·6H2O（在HCl氣流中制得無水MgCl2）
電解法制備鎂：_____________________________氧化還原反應
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
3、海水提鎂 (沉淀法+石灰乳)
（成本低）
四、海水資源的其他利用
1．從海水中提取鈾和重水，用于核能開發。
2．開發潮汐能、波浪能等新型能源。
小結
反滲透法
③離子交換法
離子交換樹脂可以把陰陽離子分別交換出來，使水得到純化。
HR + Na+ = NaR + H+
ROH + Cl— = RCl +OH—
H++OH- =H2O
3、海帶提碘 固體灼燒：三腳架、泥三角、坩堝
2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O
筆記
滴入H2O2的離子方程式為 。
I2
蒸餾←分液←萃取
萃取→分液→蒸餾
萃取是一種分離操作，物理變化；不能用裂化汽油、乙醇萃取Br2。
儀器：分液漏斗 上走上、下走下

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