(人教版高中化学精品系列)必修2第四章第一节《开发利用金属矿物和海水资源》第2课时
必修二第四章第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时知识点一、金属的冶炼(1)热分解法对于不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,2HgO=2Hg+O2↑Ag2O=(2)热还原法在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：Fe2O3+CO 高温WO3+H2高温（湿法炼铜）Fe+CuSO4= Fe2O3+Al高温【演示实验】课本P81实验4-1镁条的作用：氯酸钾的作用：现象：结论：化学方程式：铝热剂：应用：①焊接钢轨②冶炼高熔点金属(3)电解法活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属,例如:NaCl（熔融）电解4NaOH（熔融）电解4Na+O2+2H2OMgCl2（熔融）电解Al2O3电解[思考] 工业上制备金属铝，采用电解熔融的Al2O3（加冰晶石时）而不电解熔融的AlCl3；工业上制备金属镁，则采用电解熔融的MgCl2，而不电解MgO的原因？[归纳小结]结论：金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag例题：冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H2或CO）法，③活泼金属置换法，④电解法。
四种方法在工业上均有应用。
古代有（Ⅰ）火烧孔雀石法炼铜，（Ⅱ）湿法炼铜，现代有（Ⅲ）铝热法炼铬，（Ⅳ）从光卤石（KCl•MgCl2•6H2O）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是（）A．（Ⅰ）用①B．（Ⅱ）用②C．（Ⅲ）用③D．（Ⅳ）用④巩固练习1．我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。
我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是（）A、FeB、CuC、AgD、Hg2．在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是（）A、Na Mg AlB、Na K Zn FeC、Zn Fe Cu AgD、Mg Al Zn Fe3．下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（）_____________ ________________ ________A、加热Al2O3B、加热CaCO3C、电解熔融NaClD、氯化钠与铝粉高温共热4．铝能用于冶炼难熔的金属（如：钒、铬、锰等），这是因为铝具有什么性质（）A、金属性和非金属性B、导电性C、熔点低D、还原性，在冶炼反应中放出大量热5．下列金属冶炼的反应原理，错误的是（）A、2NaCl（熔融）电解2 Na+Cl2↑B、MgO+H2高温Mg+H2OC、Fe3O4+4CO 高温3Fe+4CO2D、2HgO高温2Hg+O2↑6．.石灰在工农业生产和建筑业上有着重要用途。
人教版化学必修2 第4章开发利用金属矿物和海水资源 第1节 开发利用金属矿物和海水资源
1
历史上金属被发现和冶炼利用的顺序
古代
现代
Au、Ag、Cu、 Fe、 Al、 Ti
原因： 越活泼的金属越难冶炼， 熔点越高的金属越难冶炼。
随着社会生产力和科学的发展， 难冶炼的金属才被冶炼出来
金属元素在自然界的存在
游离态（金和铂）
化合态（绝大多数金属）
2
一、金属矿物物开发利用
石灰乳 水 CaO 煅烧 贝壳
33
（6） 1.从海水中提取溴
(写出有关的化学方程式)
课本P83从海水中提取溴
2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2
Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4
2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2
34
2.如何证明海带中存在碘元素实验4-2
20
海洋生物资源
21
海洋中的矿产资源
22
海水中的化学资源
海水中铀多达45亿吨 是已知陆地铀矿储量 的4500倍。氘有50亿 吨足够人类用上千万 年
含80多种元素，以氢、氧、 氯、钠、镁、硫、钙、钾等 较多。被称为“元素的故乡”。
23
1、海水资源的广泛性：
海洋约占地球表面积71% 海洋中的资源 ： 动物:（鱼类、海狮、海马、贝类……… 植物:（海草、海带………… 矿物:（各种盐、NaCl、MgCl2 ……….
注意：图4-3海水蒸馏原理示意图
冷却水
出
进
28
图4-4太阳能蒸发原理示意图
29
6、海水的综合利用
（1）海水制盐——生产NaCl
（2） NaCl的水溶液制NaOH
人教化学必修2第4章第一节 开发利用金属矿物和海水资源 第1课时
预习检测
1.海水中含量较多的元素是什么？主要以什么微粒形 式存在于海水中？
按含量计：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、 Sr共13种元素的质量超过总量的99%，其他为 微量元素，总计含有80多种元素。
2.海水中化学资源的利用首先要解决的问题是什么？
虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但 许多元素的富集程度却很低。所以，海水中化 学资源的利用首先要解决元素的富集问题。
美丽的海滨城市——辽宁大连
第一节 开发利用金属矿物 和海水资源
2、海水资源的开发利用
明确方向
【学习目标】
1.了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可
以发挥的作用。
2.了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。
3.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，
从海水中提取碘、溴、镁。
4.了解海水综合利用的重要方向。
过滤 CaCO3 Mg(OH)2 BaSO4
除杂试剂：
①Na2CO3 ②NaOH ③BaCl2
BaCO3
④HCl
试剂加入顺序： ②③①④或③②①④或③①②④
基本原则：先加BaCl2,后加Na2CO3，过滤后加盐酸
归纳小结
物质提纯的方案设计一般思路：
分
析
根据杂
所加试
混
质的特
剂的顺
合
点选择
序、用
物
除杂试
海带如果用水浸泡，碘化物会部分溶解而损耗， 且海带不易燃烧。 酒精润湿可使海带易于灼烧完全，并缩短灼烧 时间。
2.若要从含I2的水溶液中提取I2，应用什么方法？
用有机溶剂萃取水溶液中的I2，分液后再用蒸 馏法将I2与有机溶剂分离开。
【分液】
分液漏斗
高中化学必修二教案-4.1开发利用金属矿物和海水资源24-人教版
第一节《开发利用金属矿物和海水资源》第一课时“开发利用金属矿物”教学设计一、教学内容分析本节课是高中化学必修2（人教版）第四章《化学与自然资源的开发利用》第一节《开发利用金属矿物和海水资源》第一课时的教学内容。
以金属活动顺序表、氧化还原反应为依托，探究金属的冶炼原理、金属资源的回收和利用。
化学研究和应用的一个重要的目标就是开发和利用自然界中可能的物质资源和能源资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础；同时，应注意到这一过程必须同自然环境相互协调，走可持续发展的道路。
帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识和合理开发意识。
二、学生情况分析学生在必修1中已学习了氧化还原反应的基本理论，掌握了钠、铝、铁、铜等金属元素及其重要化合物的性质，并且对金属冶炼知识也有了一定的了解，通过元素化合物知识的学习，已经掌握了化学学科的基本思想，以及比较、分类、归纳、推理等基本方法，在此前提下进一步系统学习工业上金属冶炼的方法。
三、教学策略与设计本节课的教学拟采用“问题引领，思考归纳”；“观看音像资料、阅读课本、思考、比较、讨论、总结”；“实验呈现”等方法；首先通过PPT课件创设问题情境，引导学生发现问题，形成认知冲突。
然后通过思考归纳，完成“冶炼的定义及原理”的学习任务；再通过提出问题、观看音像资料、阅读课本和观察实验，尽可能多的提供学生参与教学互动的活动空间，引导学生分析归纳，得出结论，完成“金属冶炼的方法与选择”的学习任务；四、教学目标及重、难点知识与技能（1）知道金属元素在自然界的存在形态；（2）了解金属冶炼的原理和方法；（3）知道铝热反应及其应用。
过程与方法（1）通过铝热反应的实验，学会金属冶炼的原理；（2）学会运用氧化还原概念归纳一般金属冶炼的实质和方法。
情感态度与价值观（1）通过了解金属回收的意义，培养学生的资源环保意识（2）通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对化学学科的兴趣热爱教学重点：了解化学方法在金属矿物开发及海水资源开发中的作用。
人教版高中化学必修2第4章第1节开发利用金属矿物和海水资源第一课时
思考：1、上述流程中，各个池子中发生了那些化学反应？
2、上述过程中富集的Mg2+方法,写出离子方程式？ Mg2+转化成Mg 在哪个池子中发生的，写出化学方程式？
* 5/6/2021
选矿
污水和固体废弃物
对污染的水要先净化、消毒再排放或循环使用；对固体废 料要回收利用
冶炼
粉尘和烟雾、有害气 对有害气体要将其中的有害成分吸收转化为化工原料或燃
体和固体废料
料；对粉尘和烟雾以及固体废料要回收利用
即时训练
1.下列关于金属冶炼的说法不正确的是
（）
D
A．金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来 的
海水水资源的利用——海水淡化 海水蒸馏原理示意图
主要仪器：铁架台、酒精灯、蒸馏烧瓶、 温度计、 冷凝管、弯头接管、 锥形瓶
注意问题：1.温度计水银球的位置？ 2.冷却水的流向？ 3.如何防止爆沸？
海水淡化
太阳能蒸发海水示意图
海水化学资源的存在特点：
1.种类很多 2.总储量很大 3.富集程度很低
第一节
开发利用金属矿物和海水资源
第一课时
学习目标：
1.知道根据金属的活动性不同，可分别采用加热 、电解、还原剂还原等方法冶炼金属。并能从能 量的角度选择金属的冶炼方法。能够书写相关的 化学方程式。
2.了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生 活、材料、能源、环境等)。
3.理解在化工生产中遵照“绿色化学”思想的重要性 。
，冶炼和使用金银已经有很长的历史，宫廷
中的银器比比皆是。可是，在那个时候，人
们才刚刚懂得可以从铝矾土中炼出铝来，冶
炼铝的技术还非常落后，炼铝十分困难。所
以，当时铝是非常稀罕的东西，不要说平民
【化学_人教版必修2】第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 (第2课时)
第一节开发利用金属矿物和海水资源（第2课时）【学习目标】1.了解海洋资源的分类，海水水资源的利用及海水化学资源的利用2.了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。
3．通过对案例探究，激发学生学习的主动性和创新意识，从而悟出学好化学的科学方法，学的观念【重难点】海水资源开发中的作用【课前预习】1.海水资源的特点①广阔性：②多样性：③分散性：2.海水资源的开发利用⑴海水中水资源的利用⑵海水中提取溴⑶海带中提取碘3.海水综合利用的重要方向【学习探究】查阅资料了解海洋资源的分类一、海洋资源的分类【多媒体投影】【讲述】本节我们仅以海水资源为例，一起来探究一下海水资源的利用和海水化学资源的利用前景。
【阅读教材及资料并思考】1、海水中水资源的利用包括哪几部分？2、海水淡化有哪些方法？【资料展示】海水直接利用包括沿海工业冷却用水、生活用水和耐盐植物灌溉。
这是海水资源开发的一个领域。
据预测， 2000年时美国工业用水的1/3将由海水提供。
我国今后也要发展海水直接利用工程。
在沿海地区，特别是在电力、冶金、化工等行业推广海水冷却方法，同时推广在生活领域中使用海水，如冲洗、除尘、消防、灌溉、印染等。
目前青岛市已有20多个单位直接利用海水，年用海水量占全市工业用水量的67％，上海石化总厂每小时用海水量达100×10 4 t，青岛、大连、天津等城市的发电、石油、化工等部门每年直接利用海水达50×10 8 m 3 。
海水淡化现有 20多种技术方法。
目前技术纯熟、经济效益较好的是蒸馏法、电渗析法和反渗透法。
蒸馏法即通过将海水加热蒸发，再把蒸汽冷凝得到淡水。
这是传统的方法，目前生产能力最大。
这种技术正朝着容量大型化（日产10×10 4 t以上）和目的多重化的方向发展，如利用淡化后的浓缩海水提取有用物质，利用发电厂余热进行海水淡化等。
我国已进行了日产百吨的淡化装置试制，具备了设计和研制大、中型蒸馏淡化装置的技术能力。
人教版化学必修2第四章第一节《开发利用金属矿物和海水资源》
人教版化学必修2第四章第一节《开发利用金属矿物和海水资源》第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源☆金属的存在有什么规律吗引言少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在,如金和铂以及少量的银和铜,较活泼的铁只能存在于陨石中,而化学性质活泼的金属,在自然界中总是以化合态存在.但在实际生产和生活中应用的金属材料却往往是纯金属或合金,这就需要把金属从金属矿物中提炼出来,这就叫做金属的冶炼.一、金属矿物物开发利用1.你知道从金属矿物中提炼金属,一般要经过哪些步骤金属冶炼的步骤:矿石富集金属冶炼金属精炼2.要将化合态的金属矿物转化为金属单质,有哪些方法其实质是什么金属冶炼的一般方法:(1).热分解法.(2).热还原法.(3).电解法.金属冶炼的实质:利用还原的方法,使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子.解说不活泼的金属汞和银的氧化物不稳定,受热易分解生成金属单质和氧气;较活泼的金属如铁等和不活泼金属铜的氧化物稳定,受热不易分解,需用还原剂(焦炭、一氧化碳、氢气、铝)来还原；活泼金属如钠、铝等氧化物非常稳定，加热或热还原剂均无法使其分解，只能用最强的还原手段即电解法使其氯化物、氧化物还原。
不活泼金属的冶炼△2HgO===2Hg+O2↑△2Ag2O===4Ag+O2↑活泼金属常用电解法冶炼MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑冰晶石电解2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑冰晶石：Na3AlF6电解实验4-1铝热反应表4-1常见金属的冶炼原理金属冶炼原理Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2(高炉炼铁)高温Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3(铝热法炼铁)Cu2S+O2===2Cu+SO2(火法炼铜)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(湿法炼铜)高温MgO+C===Mg+CO↑电解MgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑电解2Al2O3(熔融)===4Al+3O2↑冰晶石高温高温FeCuMgAlNa2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑电解4NaOH(熔融)===4Na+O2↑+2H2O电解请结合金属活泼性顺序表总结金属冶炼方法的一般规律：金属的活动顺序金属原子失电子能力金属离子得电子能力主要冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu强弱电解法热还原法弱强热分解法二、海水资源的开发利用1、海水资源的广阔性海洋约占地球表面积的71%。
人教版高一化学必修二第四章化学与自然的开发利用：第一节 开发和利用金属矿物和海水资源的第二课时
第2课时 海水资源的开发和利用
问题与讨论1：
为什么中日韩在屿岛 问题上互不相让?
我国的钓鱼岛。面积约 3.91平方千米，四周海 域是一片丰饶的渔场， 海底还蕴藏着比较丰富 的油气田。
问题与讨论2：幻灯片 9
1、如何利用海水水资源？ 2、根据海水蒸馏示意图 说说蒸馏装置考试要点
问题与讨论3
问题与讨论4
问题与讨论5
问题与讨论6
问题与讨论1的结论：
海水资源的利用
问题与讨论2的结论：
问题与讨论3的结论
问题与讨论4的结论
海水提溴的实验室模拟装置
2NaBr + Cl2== Br2+2NaCl 2H2O + Br2+SO2== H2SO4+2HBr 2HBr + Cl2== Br2+2HCl
问题与讨论5的结论：
Байду номын сангаас
设计从海水中提取镁的流程。
海水
过滤
Mg(OH)2 沉淀
盐酸、浓缩
④
MgCl2 溶液
脱水
无水 电解
MgCl2
Mg
⑤
③
石灰乳 水 CaO 煅烧 贝壳
②
①
应在氯化氢的 氛围中加热
①CaCO3高=温= CaO + CO2 ↑
②CaO + H2O = Ca (OH)2 ③MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓+ CaCl2 ④ Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O ⑤ MgCl2(熔融)通=电= Mg + Cl2
问题与讨论6的结论
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（2）海带提碘 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素， 请写出该实验涉及的离子方程式 。
海带
灼烧
海带灰
溶解 过滤 氧化I生成I2
残渣 含I-的溶液
稀H2SO4
溶液变为蓝色
H2O2 淀粉溶液
含I2的溶液
1.海带为什么不能用水冲洗？剪碎后，为什么要用 酒精润湿？
海带如果用水浸泡，碘化物会部分溶解而损耗，且海带 不易燃烧。 酒精润湿可使海带易于灼烧完全，并缩短灼烧时间。
开发利用金属矿物和海水资源
第二课时：金属矿物的开发利用
1.了解海水资源及其利用。
2.了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。
3.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，
从海水中提取碘、溴、镁。 学习重点
4.了解海水综合利用的重要方向。
我们能 从海洋 中获得 哪些资 源呢？
海洋约占地球表面积的71%，是人类的 资源宝库。
一 、 海 洋 资 源
海洋中的生物资源
海洋中的矿产资源
海洋能源资源
具有开发价值的：潮汐发电和波浪发电
海洋中的水资源和化学资源
海水资源的特点：
广阔性 多样性
分散性
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
• 海洋约占地球表面积71% • 海洋中的资源 ： 动物:（鱼类、海狮、海马、贝类……… 植物:（海草、海带…………
矿物:（各种盐、NaCl、MgCl2 、海底金属结核矿、石油
水 :海水中的水约1.3X109 亿吨,占地球总水量97% 还含有80多种元素
二、海水资源的开发利用 阅读课本 P90 第二自然段内容，回答下列问题：
1、海水水资源的利用主要包括哪些途径？
直接利用
水资源的利用
用于循环冷却
海水淡化
2、海水淡化的方法主要有什么？
2.若要从含I2的水溶液中提取I2，应用什么方法？
用有机溶剂萃取水溶液中的I2，分液后再用蒸馏法将I2与 有机溶剂分离开。
3.实验室萃取Br2、I2在什么仪器中进行？常用的萃取 剂是什么？它们在萃取剂中一般呈现什么颜色？
有机溶剂，如 CCl4 、苯
分液漏斗
橙红
紫红
（3）海水提溴
将Br－转变为Br2是海水中提 溴中关键的化学反应（见课
（1）海水的淡化方法：
①蒸 馏 法（最先使用，技术成熟，但成本高）
②电渗析法（成本低，但未能大量生产）
原理：加热到水的沸点，液态水变成水蒸气，
与海水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水。
③离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）
④太阳能蒸发法
太阳能蒸发原理示意图
（2）海水的综合利用 ①海水制盐——生产NaCl ②NaCl的水溶液制NaOH
海水综合利用联合工业体系一例
H2O
海水
粗盐
精盐
Br2
卤水 Mg
用到了哪些分离、提纯的方法？
1.从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作， 其中正确的是( D )
2.由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一 定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤 ；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( D ) A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤①
本P91资料卡片“海水提
溴”），你能否设计一个实
验方案模拟这一生产过程？
写出有关的化学方程式。
溴的沸点低， 富集Br易挥发 浓缩海水
通入Cl2
溴水
通入空气和 水蒸气
加SO2
产品溴
通入Cl2
HBr
2NaBr ＋ Cl2 ＝ Br2 ＋2NaCl Br2 ＋ SO2 ＋ 2H2O ＝ 2HBr ＋ H2SO4 2HBr ＋ Cl2 ＝ Br2 ＋ 2HCl
3.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化 学变化就能够从海水中获得的物质是( D ) A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝 C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水
海水提溴的实验室模拟装置
2NaBr + Cl2== Br2+2NaCl 2H2O + Br2+SO2== H2SO4+2HBr 2HBr + Cl2== Br2+2HCl
（4）海水提镁
石灰乳 试剂① (含Mg2+) 操作① 过滤
溶液
Mg(OH)2沉淀
盐酸 试剂②
海水
MgCl2溶液
就地取材－贝壳(CaCO3) △ CaCO3＝CaO+CO2↑ CaO+H2O＝Ca(OH)2 Mg2++Ca(OH)2＝Mg(OH)2+Ca2+ Mg(OH)2+2HCl ＝ MgCl+2H2O MgCl2（熔融）＝ Mg+Cl2↑
③制金属Na 2NaCl + 2H2O
电解
H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
2NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O
2NaCl（熔融）=== 2Na + Cl2
电解
④制Na2CO3
⑤从海水中提取溴
1.海水中含量较多的元素是什么？主要以什么微粒形 式存在于海水中？ 按含量计：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、 Sr共13种元素的质量超过总量的99%，其他为 微量元素，总计含有80多种元素。 2.海水中化学资源的利用首先要解决的问题是什么？ 虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但 许多元素的富集程度却很低。所以，海水中化 学资源的利用首先要解决元素的富集问题。
3.化学资源的开发利用 从海水中提取物质
化学资源的开发
从矿物中提取物质 从生物体中提取物质
（1）海水制盐
这是一种传统 的制盐方法： 将海水引入盐 田,在太阳照射 下蒸发水,留下 粗盐。
科学探究： 如何证明海带中有碘离子？阅读教材P83页实验 4 —2 。
碘元素以碘离子的形式存在，阅读课本P91实验 － + 2H+ H O + 2I I2 + 2H2O 2 2 4-2。思考每步操作的目的和注意事项。 坩埚中
电解
无水MgCl2
熔融 电解
Mg
4.海水资源的综合利用
海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生 产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠 除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金 属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海 水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工 业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔 的前景。例如，铀和重水目前是核能开发中的重要原 料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略 意义。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的 作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发 的新型能源。