开发利用金属矿物和水资源第四章1\n一、金属矿物的开发利用黄铜矿赤铁矿铝矿锰矿钨矿锌矿\n（一）金属元素的存在：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。一、金属矿物的开发利用\n（二）金属的冶炼一、金属矿物的开发利用将金属矿物中的金属从其中出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。化合物还原\n（二）金属的冶炼一、金属矿物的开发利用(1)加热分解HgO：______________________________(2)加热分解Ag2O：______________________________2．电解法不活泼非常活泼1．热分解法(1)冶炼金属钠：______________________________(2)冶炼金属镁：______________________________(3)冶炼金属铝：______________________________(适用于______________金属的冶炼)（适用于__________金属的冶炼）\n适用于大多数中等活泼的金属的冶炼，常用的还原剂有_______、__________、______、___________等。3.高温还原法一、金属矿物的开发利用(1)高温还原炼铜：____________________________(2)高炉炼铁：____________________________焦炭一氧化碳氢气AlCuO＋H2Cu＋H2O\n适用于大多数中等活泼的金属的冶炼，常用的还原剂有_______、__________、______、___________等。3.高温还原法一、金属矿物的开发利用(1)高温还原炼铜：____________________________(2)高炉炼铁：____________________________焦炭一氧化碳氢气AlCuO＋H2Cu＋H2O(3)铝热反应炼铁：____________________________\n一、金属矿物的开发利用Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(3)铝热反应炼铁：____________________________①实验现象为：镁条_____燃烧，火花四溅，__________的热，同时纸漏斗_______，有灼热________落入沙中，待冷却后变___________。②这个反应的反应物是____________________。【铝热反应实验的相关8个问题】剧烈放出大量被烧穿熔融物黑色固体Fe2O3和Al粉③镁条的作用是_____________________KClO3的作用是________________________引燃，提供高温助燃，提供氧气\n一、金属矿物的开发利用Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(3)铝热反应炼铁：____________________________④该反应是________反应。⑤蒸发皿盛沙子的作用是____________________________________。【铝热反应实验的相关8个问题】放热上面加少量氯酸钾，⑥引发铝热反应的操作是：把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉放在纸漏斗中，_________________________________________________________________________________防止高温的熔融物使蒸发皿炸裂并在混合物中间插一根镁条，点燃镁条。\n一、金属矿物的开发利用Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(3)铝热反应炼铁：____________________________⑦铝热反应的用途Ⅰ_________________Ⅱ______________________【铝热反应实验的相关8个问题】焊接钢轨⑧其他的反应也可称为铝热反应，如：______________________________________________冶炼难熔金属3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O33MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3\n一、金属矿物的开发利用Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3(3)铝热反应炼铁：____________________________如何分离反应后生成的Fe和Al2O3混合物？【补充一个问题】过量NaOH溶液FeFe和Al2O3混合物过滤NaAlO2溶液\n一、金属矿物的开发利用(1)火法炼铜：____________________________________(2)湿法炼铜：____________________________________4.其他方法冶炼铜Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4Cu2S＋O22Cu＋SO2\n表4-1常见金属的冶炼原理想办法记住\n金属活动性电解法高温还原法热分解法KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg归纳整理知识哪些金属用什么方法冶炼？\n（三）合理开发和利用矿物资源，主要途径有：利用率使用量回收1.提高金属矿物的________________。2.减少金属的______________。3.加强金属资源的__________和__________。4.使用________材料代替________材料。再利用其他金属\n1.下列有关金属冶炼的说法中，不正确的是()A．用电解熔融氯化钠的方法得到活泼金属钠B．在加热的情况下用氢气还原Al2O3得到金属铝C．用铝热反应原理炼得熔点较高的金属铬D．热分解法直接加热HgO得到金属Hg【自我测试】B\n2.高温还原法冶炼金属的反应一定是()A．氧化还原反应B．置换反应C．分解反应D．复分解反应【自我测试】A\n3.工业上冶炼金属钙可使用的方法是()A．热分解法B．热还原法C．铝热剂法D．电解法【自我测试】D\n4.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?答：AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出离子，不导电。Al2O3是离子化合物，熔融时能电离出离子，导电。【自我测试】\n5.蓝铜矿的主要成分为2CuCO3·Cu(OH)2，当它与焦炭一起加热时，可以生成铜、二氧化碳和水，试写出该反应的化学方程式，并注明其反应类型。【自我测试】3[2CuCO3·Cu(OH)2]Cu+CO2↑+H2O+C2672\n6.工业上以铝土矿(主要成分Al2O3·3H2O);为原料生产铝，主要包括下列过程：(1)将粉碎，筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中；(2)通入过量二氧化碳使(1)所得溶液中析出氢氧化铝固体；(3)使氢氧化铝脱水生成氧化铝；(4)电解熔融氧化铝生成铝。请写出上述各有关反应的化学方程式，并推测哪一步转化过程消耗的能量最多，为什么?【自我测试】\n6.工业上以铝土矿(主要成分Al2O3·3H2O);为原料生产铝，主要包括下列过程：(1)将粉碎，筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中；(2)通入过量二氧化碳使(1)所得溶液中析出氢氧化铝固体；(3)使氢氧化铝脱水生成氧化铝；(4)电解熔融氧化铝生成铝。【自我测试】(1)Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O(2)NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3Al2O3+3H2O(3)2Al(OH)3(4)消耗能量最多的是第（4）步。\n9.孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2。某同学设计从孔雀石中冶炼铜的方案如下:①将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；②将反应后的混合物过滤；③向滤液中加入一种金属粉末。根据上述实验方案，试回答:(1)第①步反应中可观察到的现象是什么?(2)第③步加入的金属粉末可以是什么?说明理由。(3)设计从滤液中获得铜的另外一种方案。【自我测试】（1）固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色。（2）可以是Fe，因为铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜。（3）加热蒸干，灼烧，将CO（或H2）通过灼热的固体。\n\n二、海水资源的开发和利用\n海水资源水资源化学资源二、海水资源的开发和利用\n二、海水资源的开发和利用1.海水水资源的利用海水水资源的利用主要包括______________和________________________________等。直接利用海水进行循环冷却海水的淡化从海水中提取或从海水中把都可以达到淡化海水的目的。淡水盐分离出去海水的淡化指的是\n二、海水资源的开发和利用1.海水水资源的利用海水淡化的方法主要有_________________________________等。蒸馏法蒸馏法蒸馏法、电渗析法、离子交换法\n二、海水资源的开发和利用2.海水化学资源的开发利用\n阅读P91实验4-2海带如何证明海带中有碘离子？\n证明海带中含有碘元素干海带海带灰溶解、过滤灼烧残渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液淀粉1234第(3)步的离子方程式溶液变蓝\n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和实验装置；2.写出相关的化学方程式。浓缩海水溴单质氢溴酸单质溴通入Cl2①通入空气，SO2吸收②通入Cl2③思考与交流①②\n鼓入空气Cl2MnO2浓盐酸Cl2浓缩海水SO2溶液ABCD海水提溴的实验室模拟装置①②\n12.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是（）2015年高考全国卷Ⅱ.A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收C\n4.镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用_________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应_________。(2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是___________。(3)试剂②可以选用____________。(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式______________________________________。NaOH过量过滤盐酸MgCl2Mg+Cl2↑\n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.(1)合理的步骤是____________(2)证明含碘的步骤是_______,现象是_____________________,反应的离子方程式是__________________________③①④②②滴入淀粉溶液，溶液变蓝习题\n5.试写出工业上海水提溴、实验室中海带提碘过程中所发生的主要反应的离子方程式。根据上述事实，关于Cl2,Br2,I2,H2O2,SO2五种物质的氧化性相对强弱，你可以明确得出的结论有哪些?推测下列过程的结果，写出有关反应的化学方程式。(1)将氯气通入溴化钠溶液中;(2)将溴水加入氟化钠溶液中;(3)将氯气通入碘化钠溶液中;(4)将碘加入溴化钠溶液中。Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2不反应Cl2+2NaI=2NaCl+I2不反应H2O2>Cl2>Br2>I2>SO2氧化性强弱：\n10.以金红石(主要成分TiO2)为原料生产金属钛的步骤主要有:(1)在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入Cl2，得到TiCl4和一种可燃性气体；(2)在稀有气体(如氩)氛围和加热的条件下，用镁与TiCl4反应可得到钛。请写出上述两步反应的化学方程式，并分析反应(2)时稀有气体氛围的作用。TiO2＋2C+2Cl2TiCl4+2CO(1)TiCl4+2MgMgCl2+Ti(2)\n