第一节 开发利用金属矿物和海水资源,1了解金属冶炼原理。 2合理开发和利用金属矿物资源。 3了解海水的成分及其综合利用。,利用化学原理分析金属冶炼的方法；利用物质的性质，如何合理开发利用海水资源，要理论与实际相结合，注意生产工艺流程。,一、金属矿物的开发利用 1金属在自然界中的存在 在自然界中，除了_等极少数金属有单质外，绝大多数金属都以化合态存在。 2金属冶炼的实质 金属离子_电子，被_为金属单质，反应通式为_。,3金属冶炼的方法 (1)热分解法 用加热分解氧化物的方法可制取Hg、Ag，化学方程式分别为：_， _。 (2)热还原法 H2还原CuO的方程式为：_。,碳粉还原ZnO的方程式为：_。 CO还原Fe2O3的方程式为：_。 Al还原Cr2O3、V2O5的方程式分别为：_，_。,(3)电解法 Na、Mg、Al等电解冶炼的方程式分别为：_，_。,二、海水资源的开发利用 1水资源的利用 海水的淡化方法主要有_、_和_。 2化学资源的开发利用 (1)以食盐为原料的_工业、_工业、_工业、_工业等。 (2)核能原料_和_的开发利用。 (3)潮汐能、波浪能的开发利用。,答案：,1工业上冶铁金属一般用热分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼方法。选择的原则主要是依据 ( ) A金属的熔点高低 B金属在自然界中的存在形式 C金属离子得电子的能力 D金属的使用价值 答案：C,2下列说法不正确的是 ( ) A有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂 B用电解熔融NaCl的方法来治炼金属钠 C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝 D回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 答案：C,3从海水中可获得的在常温下为液体的单质是 ( ) AMg BK CBr2 DI2 答案：C,4从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于 ( ) A金属的导电性强弱 B金属在地壳中的含量多少 C金属的化合价高低 D金属的活动性大小 答案：D,5海水淡化可采用膜分离技术，如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是 ( ) A溶质的质量增加 B溶液的质量不变 C溶剂的质量减少 D溶质的质量分数不变 答案：C,6海洋中有大量宝贵资源。被称为“海洋元素”的溴，其工业制法为把海水浓缩得盐卤，然后加热到363 K，控制pH为3.5，通入氯气把溴置换出来，然后用一种气体X把溴吹出，再用纯碱溶液吸收，这时，溴转化为溴离子和溴酸根，最后用硫酸酸化，单质溴可从溶液中析出。 (1)把溴吹出的气体X，最可能用下面的_(填序号)。 A乙烯 B空气 C氩气 DCO2,(2)某同学对上述工艺提出改进意见，认为氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即可，你认为其建议是否合理。_(填“是”或“否”)，并说出理由_。 (3)提取溴的工厂往往会因为溴的挥发而造成空气污染，某实验小组准备测定工厂的空气中溴的含量，提供乙醇溶液、蒸馏水、饱和Na2SO3溶液、饱和NaBr溶液，请你为他们设计收集一瓶工厂的空气的方法_。,(4)纯碱溶液吸收溴的化学方程式为_，硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为_。 (5)工业上曾用惰性电极电解盐卤的方法来获取溴，当用惰性电极电解MgBr2溶液时，除得到溴之外，同时还能得到的产品是_。,解析：(1)吹出的溴单质用Na2CO3吸收，不能用CO2吹出Br2，是因为CO2与Na2CO3能发生反应，乙烯与溴单质发生加成反应，氩气的使用在工业上成本较高，因此最可能用的是空气。 (2)直接萃取单质溴不仅需要大量的萃取剂，而且还造成一部分溴流失，从萃取剂中分离出液溴成本增加。 (3)收集工厂内的空气，只需把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂后，把其中的液体倒出，然后密封集气瓶，即得一瓶工厂内空气。,(4)根据题中提供的信息，Br2与Na2CO3反应化学方程式为：3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2，然后硫酸酸化的离子方程式为5Br6HBrO =3Br23H2O。 (5)用惰性电极电解MgBr2溶液类似于电解NaCl溶液，其电解方程式为MgBr22H2O Mg(OH)2Br2H2。,答案：(1)B (2)否 需大量萃取剂，污染大，利用率低 (3)把装满饱和NaBr溶液的试剂瓶带到工厂，在工厂内把其中的液体全部倒出，然后加盖密封 (4)3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2 5Br6HBrO =3Br23H2O (5)Mg(OH)2和H2,7海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如图所示：,(1)若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式：_。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是_。 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤_。,解析：本题是一道物质制备实验题。以海水制金属镁为载体，考查了镁的化合物的一些基本性质(尤其是MgCl2的水解反应的相关知识)及一些基本操作，内容比较简单，但基础知识的前后关联性强，因而综合性较强。 (1)由元素守恒可知，加热MgCl26H2O时必有HCl和H2O生成，由此可以写出相应的化学方程式；MgCl26H2O受热时容易水解生成HCl，所以为了抑制其水解，可以在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O，这样产生的水蒸气蒸发而得到无水MgCl2。,(2)由于Mg(OH)2难溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，所以除去Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2时，需要加入能够使Ca(OH)2转化为易溶于水的物质如MgCl、Mg(NO3)2等，但不宜加入MgSO4，经搅拌、过滤、洗涤便可以达到目的。,答案：(1)MgCl26H2O Mg(OH)ClHCl5H2O， MgCl26H2O MgO2HCl5H2O (或Mg(OH)Cl MgOHCl) 在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水蒸气，故能得到无水MgCl2,(2)加入MgCl2溶液，充分搅拌、过滤、沉淀用水洗涤(答案不惟一，合理即可),1.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 (1)原理 由于不同金属的活动性不同，金属离子得到电子被还原成金属原子的能力也不同。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。,(2)金属活动顺序与金属冶炼方法的关系 特点提醒：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。 工业上冶炼金属常用的还原剂有C、CO、H2、活泼金属单质等。,2铝热反应 (1)原理 Al是还原剂，另一种氧化物作氧化剂，是铝将氧化物中的金属置换出来的反应；其实质是铝将氧化物中化合态的金属还原为金属单质。 (2)反应特点 高温条件； 剧烈燃烧，放出大量的热； 新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离。,(3)引燃剂和铝热剂 引燃剂：镁条、氯酸钾。 铝热剂：铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 (4)应用 铝热反应常用于冶炼难熔金属如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。,案例精析 【例1】 2005年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学原理为： 2MoS27O2 2MoO34SO2； MoO32NH3H2O=(NH4)2MoO4H2O； (NH4)2MoO42HCl=H3MoO42NH4Cl； H2MoO4 MoO3H2O； 用还原剂将MoO3还原成金属钼。,则下列说法正确的是 ( ) AMoS2煅烧产生的尾气可直接排入空气中 BMoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物 CH2MoO4是一种强酸 D利用H2、CO和铝分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为332,解析 A项，MoS2煅烧产生的SO2是大气污染物，不能直接排入空气，A不正确；B项，MoO3和氨水反应表现出酸性氧化物的性质，B不正确；C项，H2MoO4不溶于水，受热易分解，不是强酸，C不正确；D项还原1 mol MoO3得6 mol电子，消耗H2、CO、Al的物质的量分别为332，D正确。 答案 D,下列金属冶炼的反应原理，错误的是( ),解析：首先总结金属的三种冶炼方法，再根据金属的活泼性选择合理的方法。 Na、Mg都是活泼金属应选用电解法，故A项正确，B项错误。Fe是较活泼的金属用还原剂还原的方法，C项正确。Hg是不活泼金属用热分解法，D项正确。 答案：B,1.镁的提取 (1)流程,(2)有关反应的化学方程式 MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl26H2O MgCl26H2O MgCl2(熔融) MgCl2,2溴的提取 (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，使溴离子转化为溴单质：2Br