文档介绍：第四章化学与可持续发展
第一讲开发利用金属矿物和海水资源
复习重点:了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
复习难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
知识梳理
一、金属的冶炼:金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。金属的活动性不同,可以采用不同的冶炼方法。总的说来,金属的性质越稳定,越容易将其从化合物中还原出来。金属冶炼的方法主要有:
1、热分解法:对于___金属,可以直接用_____方法将金属从其化合物中还原出来,例如:
_HgO____________;_Ag2O____________。
2、热还原法:在金属活动性顺序表中处于___位置的金属,通常是用还原剂(__、__、__、___等)将金属从其化合物中还原出来,例如:
Fe2O3+ CO __________;WO3+ H2 ________;
ZnO+ C____________;MgO+ C __________;
Fe2O3+ Al __________;Fe+CuSO4=___________。
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:
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑;MgCl2(熔融) ______;
2Al2O3 ______。
一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼,例如:
2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4、有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来,例如:
Cu2S+O2 ____________。
二、海水资源的开发利用
1、海水资源的开发的方案
(1)从海水中提取淡水——海水淡化,海水淡化的方法主要有___法、____法、__法等。(2)海水制盐(3)从海水中提取_、_、_、_等化工产品(4)从海水中获取____作为核能开发的重要原料(5)从海水中获取其他物质和能量。
海水中含有的各种元素的特点:种类多,总储量大,富集程度低。因此,从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如:
(1)从海水中提取溴的主要工艺流程
①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气,使___转化为___:2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽,将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到__的目的:_Br2+_SO2+_H2O=_________。
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:__________________。
⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
(2)进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题
①反应原理:海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。如用H2O2做氧化剂,反应的离子方程式是:___________。
②实验注意事项
海带不要用水洗,以免洗去海带中的碘;用干海带从而易于燃烧;灼烧海带的地方要注意通风。
疑难点拨
一、金属冶炼与金属活动性顺序表
根据金属离子得电子能力不同而采用不同的方法。
金属的活动顺序:
K Ca Na Mg