归纳与整理课程导入

4.1 开发利用金属矿物和海水资源

【学习目标】

1．以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化的作用。

2．掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。

【重点和难点】

1．了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）

2．学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解使用于不同金属的冶炼方法

【教学方法】

自学

、讨论、讲解

【教学设计】

一、情境引入：

人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物为例，一起认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。

二、预习检测：

1．金属冶炼的实质是为：

。

2．金属冶炼的方法有：

。

3．海水淡化的途径有：

。

三、新知新解：

金属矿物的开发利用

教师提问：你知道从金属矿物中提炼金属，一般要经过哪些步骤？关键的一步是什么？

教师指出：金属矿物的冶炼步骤：

矿石富集——金属冶炼——金属精炼。冶炼的化学方法实质：

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。

教师提问：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？

教师指出：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。金属的冶炼方法有热分解法、热还原法、电解法。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较稳定，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。

（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，例如：2HgO==2Hg+O2↑

2Ag2O==4Ag+O2↑

（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：

WO3+3H2==W+3H2O

ZnO+C==Zn+CO↑

Fe+CuSO4==FeSO4+Cu Fe2O3+3CO==2Fe+CO2↑

Fe2O3+2Al==2Fe+Al2O3（铝热反应）

（3）电解法

非常活泼的金属用一般的还原剂很难将它们还原出来，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↑

4NaOH（熔融）==4Na+O2+2H2O MgCl2（熔融）==Mg+Cl2↑

2Al2O3 ===4Al+3O2↑

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↑

教师演示铝热实验，向学生指出实验的安全操作。

海水资源的开发利用

教师提问：海洋面积占地球总面积的3/4，如何利用海水资源呢？

教师指出：海水中水的储量约占全球总水量的97％。海水中水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。海水淡化的方法：主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

教师指出：海洋是一个远未开发的巨大化学资源宝库：海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，目前，在陆地上发现的100多种化学元素，在海水中已找到80多种（包括超过总量99%的H、O、Cl、Br、Na、K、Mg、Ca、S、C等11种元素和其他微量微量元素）其中70多种可供提取。如氯化钠（即食盐）有4亿亿吨，镁约有1800万亿吨，钾有500万亿吨，溴约有90万亿吨，核燃料约40亿吨－50亿吨。

教师指出：从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。其中盐田法（又叫滩晒法）历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法。现在还在广泛采用。

四、随堂练习：

1. 下列关于常见物质的工业冶炼说法正确的是（

）

A．工业制金属钠：电解饱和食盐水

B．工业炼铁：需要用到的原料有铁矿石、焦炭、空气和生石灰

C．冶炼镁：将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁

D．硫酸工业：在氧气充足的情况下，从接触室进入吸收塔的气体中不可能含有SO2 2. 下列有关海水综合利用的说法正确的是（

）

A．电解饱和食盐水可制得金属钠

B．海水提溴涉及到氧化还原反应

C．海带提碘只涉及物理变化

D．海水提镁不涉及复分解反应

3. 海洋是个巨大的资源宝库，蕴含的元素有80多种，从海水中可以提取食盐、溴、镁、碘等多种物质．地球上99%以上的元素X蕴藏在大海中，海水中总储量高达1×1014t，因此被称作“海洋元素”．“海洋元素”X是（

）

A．Na B．Cl

C．Br D．Mg 4. 下列有关海水综合利用的说法正确的是（

）

A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能

B．蒸馏法淡化海水的过程中一定发生了化学变化

C．从海水中可以获得MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg D．可以用分液的方法将海水淡化

5. 海水蕴藏着丰富的资源．下列有关海水综合利用的说法中，不正确的是（A．从海水中可提取食盐

B．海水蒸馏可得淡水

C．直接电解海水可得镁

D．从海水中可提取溴

五、课堂小结：让学生了解金属冶炼的方法和海水利用的途径。

【板书设计】

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