最新高中化学必修二《开发利用金属矿物和海水资源》47页PPT
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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 (共17张PPT)
当堂练习
1.高温还原法冶炼金属的反应一定是 ( A )
A．氧化还原反应
B．置换反应
C．分解反应
D．复分解反应
2、冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2、CO作为还 原剂还原法 ；②热分解法 ；③电解法 ；④铝热法。 现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的
冶炼方法。Al ③ ；Cu ① ；Hg ② ；Mn ④（单选）
橙红石 HgO
思考与交流：我国在西汉初时已经用木炭与铁矿石混 合冶炼生铁，领先欧洲一千年，南宋末年的工匠又掌 握了用焦炭炼铁，比欧洲早500年。你会写该反应的化 学方程式吗？ c、热还原法：较活泼金属——锌、铁、锡、铅、铜
Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2
CuO+H2 == Cu+H2O
2CuO+C == 2Cu+CO2↑
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag
强
电解法
热还原法
弱
热分解法
思考与交流——人类使用金属的顺序是一种历史的 偶然还是必然？
3、合理开发和利用金属资源的原因和途径
原因：①地球上的金属矿物资源是有限的； ②金属冶炼常会消耗许多能量； ③也易造成环境污染。
途径：①提高金属矿物的利用率； ②回收和利用废旧金属； ③减少金属的使用； ④使用其他材料代替金属材料。
铝土矿
思考与交流：Al2O3的熔点远远高于AlCl3的熔点，为什 么选择Al2O3作电解炼铝的原料而不是AlCl3?
解析：AlCl3是共价化合物，Al2O3是离子化合物。
2NaCl (熔融) 电解 2Na＋Cl2 ↑
MgCl2 (熔融) 电解 Mg ＋ Cl2 ↑
最新高中化学必修二《开发利用金属矿物和海水资源》49页PPT
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
▪
最新高中化学必修二《开发利 用金属矿物和海水资源》
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
谢谢！
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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 (2)(共16张PPT)
思考:如何得到活泼金属单质？
2.金属的冶炼 (1)原理：将金属从其化合物中 还原 出来 (2)实质：根据 氧化还原反应 ，使金属矿物中的金属 阳离子得到 电子生成金属单质：
冶炼原理：Mn+ + ne-
M
（3）金属的冶炼方法
①热分解法
2HgO
2Hg + O2 ↑ 2Ag2O
4Ag + O2 ↑
②热还原法
(4)金属冶炼的实质是把金属从化合态还原为游离态。
(√ )
× (5)热还原法冶炼金属发生的都是置换反应。( )
(6)铁与稀盐酸反应生成氢气，所以铁的还原性大于氢气，
× 故不能用氢气作还原剂冶炼金属铁。( )
2．有关金属的冶炼原理下列说法正确的是( C )
A．肯定发生的是置换反应 B．肯定发生的是分解反应 C．肯定发生的是氧化还原反应 D．只能用金属作还原剂冶炼金属
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag
Pt Au
电解法
热还原法
热分解法 物理提取法
铜、铁、铝的冶炼原理
金属
铜
铁
铝Leabharlann 冶炼原理Cu2S + O2
高温
== 2Cu
+SO2 （火法炼铜）
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4 （湿法炼铜）
Fe2O3＋3CO 高温高温 Fe2O3 + 2Al === 2Fe
【提示】 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，在人类历史上出现的相对晚一些。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。
【化学】4.1.1《开发利用金属矿物和海水资源》课件(新人教版必修2)
2021/2/8
3、热还原法（适用于大部分金属）
△
CuO+H2 Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 ↑ 注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一 些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属
2021/2/8
探究实验4 - 1
【提出问题】 ①活泼金属能像 CO那样做还原剂 还原出金属吗？ ②若能， Fe2O3 跟Al在高温条件下 反应生成什么？
自然资源与可持续发展
我国21世纪初可持续发展的总体目 标是：可持续发展能力不断增强，经济 结构调整取得显著成效，人口总量得到 有效控制，生态环境明显改善，资源利 用率显著提高，促进人与自然的和谐， 推动整个社会走上生产发展、生活富裕、 生态良好的文明发展道路。
2021/2/8
因为我们的生活生产需要金属，所以必须 要开发利用金属资源。 但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的。
2021/2/8
解析：图中没有生成 H2、CO 的装置，由图可看出，是 利用生成的碳还原 Fe2O3 炼铁。古代无 Al，不可能利用铝热 反应。
2021/2/8
3. (2010·厦门高一检测)下列各种冶炼方法中，可制得相 应的金属的是( )
A. 加热氧化铝 B. 加热碳酸钙 C. 电解熔融氯化钠 D. 氯化钠与铝粉高温共热
冶炼金属的实质是用氧化还原的 方法使金属化合物中的金属离子得到 电子变成金属原子。
2021/2/8
我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石 混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年。
2021/2/8
古代中国劳动人民用木炭炼铁
回忆：初中学过冶炼铁的方法？
高温
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
3、热还原法（适用于大部分金属）
△
CuO+H2 Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO 2Fe + 3CO2 ↑ 注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一 些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属
2021/2/8
探究实验4 - 1
【提出问题】 ①活泼金属能像 CO那样做还原剂 还原出金属吗？ ②若能， Fe2O3 跟Al在高温条件下 反应生成什么？
自然资源与可持续发展
我国21世纪初可持续发展的总体目 标是：可持续发展能力不断增强，经济 结构调整取得显著成效，人口总量得到 有效控制，生态环境明显改善，资源利 用率显著提高，促进人与自然的和谐， 推动整个社会走上生产发展、生活富裕、 生态良好的文明发展道路。
2021/2/8
因为我们的生活生产需要金属，所以必须 要开发利用金属资源。 但金属资源是不可再生资源，不是取之不尽的。
2021/2/8
解析：图中没有生成 H2、CO 的装置，由图可看出，是 利用生成的碳还原 Fe2O3 炼铁。古代无 Al，不可能利用铝热 反应。
2021/2/8
3. (2010·厦门高一检测)下列各种冶炼方法中，可制得相 应的金属的是( )
A. 加热氧化铝 B. 加热碳酸钙 C. 电解熔融氯化钠 D. 氯化钠与铝粉高温共热
冶炼金属的实质是用氧化还原的 方法使金属化合物中的金属离子得到 电子变成金属原子。
2021/2/8
我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石 混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年。
2021/2/8
古代中国劳动人民用木炭炼铁
回忆：初中学过冶炼铁的方法？
高温
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高中化学必修2 4.1开发利用金属矿物和海水资源 课件 (共53张PPT)
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+3O 2↑ 冰晶石
铝热剂
铝——还原剂 （活泼金属——可作还原剂）
应用： (1)焊接钢轨， (2)冶炼金属 （3)定向爆破。
其它的铝热反应：
高温 3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
高温 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3
高温 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
小结：冶金的一般方法：
（4）设备： 高炉
Fe2O3 + 3CO== 2Fe + 3CO2
（5）造渣（除脉石）：
高温 CaCO3 = CO2+CaO CaO+SiO高温 2 = CaSiO3（熔剂：石灰石）
4、合理开发和利用矿物资源的途径：
金属铝的回收与利用
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
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
（3）热还原法（适用于大部分金属）
CuO+H2 === Cu + H2O
电解 2Al2O3(熔融)===4Al+3O 2↑ 冰晶石
铝热剂
铝——还原剂 （活泼金属——可作还原剂）
应用： (1)焊接钢轨， (2)冶炼金属 （3)定向爆破。
其它的铝热反应：
高温 3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
高温 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3
高温 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
小结：冶金的一般方法：
（4）设备： 高炉
Fe2O3 + 3CO== 2Fe + 3CO2
（5）造渣（除脉石）：
高温 CaCO3 = CO2+CaO CaO+SiO高温 2 = CaSiO3（熔剂：石灰石）
4、合理开发和利用矿物资源的途径：
金属铝的回收与利用
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
加热
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
（3）热还原法（适用于大部分金属）
CuO+H2 === Cu + H2O
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 (共17张PPT)
• 直接利用海水进行循环冷却
海水蒸馏原理示意图
液态水 加热 气态水 冷凝 液态水
太阳能蒸发海水示意图
海水化学资源的利用
由于与岩石、大气和生物的相互作用， 海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机 物。
按量计：H、O、Cl、Na、K、Mg、 Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素 超过总量的99％，其他为微量元素，总 计含有80多种元素。
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
二 海水资源的开发利用
海水资源
• 海水水资源的利用 • 海水的化学资源的利用 • 海水食物资源的利用 • 海水能源资源的利用
海水水资源的利用
水储量：1.3×109亿吨，占地球上总水量的：97％
• 海水的淡化
淡化途径：提取淡水或把盐分离出去 淡化方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法、冰冻法
海水综合利用联合工业体系
5月15日是我国“防治碘缺乏病日”， 2016年主题为“坚持科学补碘，建设健康中国”。
如何证明海带中有碘离子？阅读教材P91实验4-2
证明海带中含有碘，有以下步骤：
①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却； ②在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液； ③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中； ④海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。
案模拟这一生产过程，并写出相关的化学方程
式。
浓缩海水 （酸化）
通入Cl2 ①
Br2
通入空气水蒸气，SO2吸收
②
HBr
通入Cl2 ③
Br2
2NaBr + Cl2= Br2+2NaCl 2H2O + Br2+SO2= H2SO4+2HBr 2HBr + Cl2=Br2+2HCl
海水蒸馏原理示意图
液态水 加热 气态水 冷凝 液态水
太阳能蒸发海水示意图
海水化学资源的利用
由于与岩石、大气和生物的相互作用， 海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机 物。
按量计：H、O、Cl、Na、K、Mg、 Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素 超过总量的99％，其他为微量元素，总 计含有80多种元素。
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
二 海水资源的开发利用
海水资源
• 海水水资源的利用 • 海水的化学资源的利用 • 海水食物资源的利用 • 海水能源资源的利用
海水水资源的利用
水储量：1.3×109亿吨，占地球上总水量的：97％
• 海水的淡化
淡化途径：提取淡水或把盐分离出去 淡化方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法、冰冻法
海水综合利用联合工业体系
5月15日是我国“防治碘缺乏病日”， 2016年主题为“坚持科学补碘，建设健康中国”。
如何证明海带中有碘离子？阅读教材P91实验4-2
证明海带中含有碘，有以下步骤：
①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却； ②在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液； ③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中； ④海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。
案模拟这一生产过程，并写出相关的化学方程
式。
浓缩海水 （酸化）
通入Cl2 ①
Br2
通入空气水蒸气，SO2吸收
②
HBr
通入Cl2 ③
Br2
2NaBr + Cl2= Br2+2NaCl 2H2O + Br2+SO2= H2SO4+2HBr 2HBr + Cl2=Br2+2HCl
开发利用金属矿物和海水资源课件(最新)高中化学必修二PPT(44页)
随着经济和社会的发展，各种各样的金属应用越来越广，但绝大多数的金 属元素以化合物的形式存在于自然界的金属矿物中。那么，怎样从金属矿物中 得到金属呢？不同的金属冶炼方法是否相同呢？
课前新知预习
开 发 利 用 金 属矿物 和海水 资源课 件（最 新）高 中化学 必修二 PPT(44 页)
一、金属在自然界中的存在形态 点拨：金属在自然界中的存在形式与金属的活泼性有关。
①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏
3 ． (2019· 青 岛 高 一 检 测 ) 下 表 中 金 属 的 冶 炼 原 理 与 方 法 不 完 全 正 确 的 是 ( C)
选项 A B C D
冶炼原理 2HgO==△===2Hg＋O2↑ 2Al2O3(熔融)=冰=通晶=电=石= 4Al＋3O2↑ Cu2S＋O2==高=温==2Cu＋SO2 2Fe2O3＋3C==△=== 4Fe＋3CO2↑
6．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( C ) A．电解熔融NaCl制备金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化 B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应 C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e－ D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化 解析：电解熔融NaCl制取金属钠，同时生成氯气，钠离子被还原，氯离子 被氧化，A正确；金属冶炼，金属元素被还原，发生还原反应，B正确；Fe3O4 中3个Fe共显＋8价，故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移8 mol e－，C错误；铝 热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化，D正确。
原理 Al 作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来
铝热剂
课前新知预习
开 发 利 用 金 属矿物 和海水 资源课 件（最 新）高 中化学 必修二 PPT(44 页)
一、金属在自然界中的存在形态 点拨：金属在自然界中的存在形式与金属的活泼性有关。
①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏
3 ． (2019· 青 岛 高 一 检 测 ) 下 表 中 金 属 的 冶 炼 原 理 与 方 法 不 完 全 正 确 的 是 ( C)
选项 A B C D
冶炼原理 2HgO==△===2Hg＋O2↑ 2Al2O3(熔融)=冰=通晶=电=石= 4Al＋3O2↑ Cu2S＋O2==高=温==2Cu＋SO2 2Fe2O3＋3C==△=== 4Fe＋3CO2↑
6．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是( C ) A．电解熔融NaCl制备金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化 B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应 C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e－ D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化 解析：电解熔融NaCl制取金属钠，同时生成氯气，钠离子被还原，氯离子 被氧化，A正确；金属冶炼，金属元素被还原，发生还原反应，B正确；Fe3O4 中3个Fe共显＋8价，故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移8 mol e－，C错误；铝 热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化，D正确。
原理 Al 作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来
铝热剂
高中化学必修二第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源课件-PPT精美课件
我们知道海带中含有碘元素，怎样通过实验证明海 带中确实存在碘元素呢？ （提示：海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在， H2O2可以将I-氧化为碘单质。）
合作电话：010-57172727 客服电话：010-58425255/6/7 传 真：010-89313898
思考与交流
（1）海带为什么不能用水洗？ 海带中的I-会溶解于水，造成损失，并导致海带不 易燃烧。
酸化
②
浓缩 ① Cl2 稀溴水 通入空气和水蒸气 吸收塔
海水 一次氧化
吹出
浓溴水
③ Cl2 二次氧化
含HBr溶液
分离 问题： 提纯 （1）写出流程图中①、②、③的反应方程式
Br2 （2）流程图中的物质转化线路是怎样的？
（3）海带提碘的实验流程和海水提溴的 工业流程的异同。
海带中提取碘的实验流程图
海带 灼烧 灰烬
•
7.一贯遵循联合国宪章的宗旨和原则, 支持按 联合国 宪章精 神所进 行的各 项工作 ，积极 参加联 合国及 其专门 机构有 利于世 界和平 与发展 的活动 。
•
8. 中国在世界裁减军队，保护环境， 保障人 权和解 决地区 冲突等 一系列 全球问 题上发 挥着重 要作用 ，对世 界和平 与发展 作出了 重要贡 献。
提取海带中的碘
• 取3g左右的干海带，把干海带表面的附着物用刷子刷 净（不要用水洗），用剪刀剪碎后，用酒精润湿，放 入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完全变成灰烬， 停止加热，冷却。
• 将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10mL蒸馏水，
搅拌、煮沸2~3min，过滤。
I-
• 在滤液中滴入几滴稀硫酸（3mol/L），再加入约 1mLH2O2（质量分数为3%），观察现象。加入几滴淀粉溶 含I 的溶液 液，观察现象。 2 合作电话：010-57172727 客服电话：010-58425255/6/7 传 真：010-89313898
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思考与交流
（1）海带为什么不能用水洗？ 海带中的I-会溶解于水，造成损失，并导致海带不 易燃烧。
酸化
②
浓缩 ① Cl2 稀溴水 通入空气和水蒸气 吸收塔
海水 一次氧化
吹出
浓溴水
③ Cl2 二次氧化
含HBr溶液
分离 问题： 提纯 （1）写出流程图中①、②、③的反应方程式
Br2 （2）流程图中的物质转化线路是怎样的？
（3）海带提碘的实验流程和海水提溴的 工业流程的异同。
海带中提取碘的实验流程图
海带 灼烧 灰烬
•
7.一贯遵循联合国宪章的宗旨和原则, 支持按 联合国 宪章精 神所进 行的各 项工作 ，积极 参加联 合国及 其专门 机构有 利于世 界和平 与发展 的活动 。
•
8. 中国在世界裁减军队，保护环境， 保障人 权和解 决地区 冲突等 一系列 全球问 题上发 挥着重 要作用 ，对世 界和平 与发展 作出了 重要贡 献。
提取海带中的碘
• 取3g左右的干海带，把干海带表面的附着物用刷子刷 净（不要用水洗），用剪刀剪碎后，用酒精润湿，放 入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带至完全变成灰烬， 停止加热，冷却。
• 将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10mL蒸馏水，
搅拌、煮沸2~3min，过滤。
I-
• 在滤液中滴入几滴稀硫酸（3mol/L），再加入约 1mLH2O2（质量分数为3%），观察现象。加入几滴淀粉溶 含I 的溶液 液，观察现象。 2 合作电话：010-57172727 客服电话：010-58425255/6/7 传 真：010-89313898