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第三章金屬及其氧化物第七課時開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 高三化學第一輪復習 知識精講 1 合金及其重要應用 1 熟記金屬活動性順序 知識精講 2 合金 概念 合金是指兩種或兩種以上的金屬 或金屬與非金屬 熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì) 性能 合金具有不同于各成分金屬的物理 化學性能或機械性能 a 熔點 一般比它的各成分金屬的低 b 硬度和強度 一般比它的各成分金屬的大 3 常見金屬材料 知識精講 重要的黑色金屬材料 鋼鋼是用量最大 用途最廣的合金 知識精講 幾種有色金屬材料 知識精講 2 金屬礦物的開發(fā)和利用 1 金屬在自然界中存在的形態(tài)除了Au Pt等極少數(shù)金屬外 絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)的形式存在于自然界中 在這些金屬化合物中 金屬元素都顯正化合價 2 金屬冶煉的實質(zhì)使金屬化合物中的金屬離子得電子被還原為金屬單質(zhì)的過程 Mn ne M 3 金屬冶煉的一般步驟 知識精講 4 金屬冶煉方法選擇金屬的冶煉方法時 要依據(jù)金屬活動性順序 熱分解法 冶煉的是排在金屬活動性順序后面的一些不活潑金屬 熱還原法 冶煉的是排在金屬活動性順序中處于中間位置的金屬 電解法 冶煉的是排在金屬活動性順序前面的一些比較活潑的金屬 知識精講 熱分解法例如 2HgO2Hg O2 2Ag2O4Ag O2 用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點是 金屬元素的金屬性弱 金屬元素的原子難失去電子 其金屬離子容易得到電子 該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)定性較差 熱還原法冶煉金屬a 焦炭還原法 例如 C還原ZnO CuO b 一氧化碳還原法 例如 CO還原Fe2O3 CuO c 氫氣還原法 例如 H2還原WO3 Fe3O4 其化學方程式依次為3H2 WO3W 3H2O 4H2 Fe3O43Fe 4H2O 知識精講 電解法冶煉金屬例如 Al2O3 MgCl2 NaCl的電解反應 利用鋁熱反應冶煉金屬a 原理利用鋁的還原性 將難熔金屬從其氧化物中置換出來 2mAl 3MnOmmAl2O3 3nMb 在冶金工業(yè)上用于冶煉難熔金屬 4 金屬的回收和資源保護 廢舊金屬最好的處理方法是回收利用 回收利用廢舊金屬的意義是節(jié)約礦物資源 減少環(huán)境污染 節(jié)約能源 合理開發(fā)和利用金屬礦物資源 有效地使用金屬產(chǎn)品 材料 知識精講 3 海洋資源的開發(fā)利用 1 海水淡化a 海水淡化途徑 通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去 b 海水淡化的方法及其特點海水淡化的方法主要有蒸餾法 如圖所示 電滲析法 離子交換法等 其中蒸餾法的歷史最久 技術和工藝也比較完善 但成本較高 知識精講 2 海水中鎂的提取 流程 知識精講 基本步驟及主要反應 a 制熟石灰 CaCO3CaO CO2 CaO H2O Ca OH 2 b 沉淀 Mg2 2OH Mg OH 2 c 酸化 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O d 蒸發(fā)結(jié)晶 析出MgCl2 6H2O f 脫水 在氯化氫氣流中使MgCl2 6H2O脫水制得無水氯化鎂 g 電解 電解熔融氯化鎂制得鎂 知識精講 3 海水提溴 工藝流程 知識精講 原理a 用蒸餾法將海水濃縮 用硫酸將濃縮的海水酸化 b 向酸化的海水中通入適量的氯氣 使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì) 2Br Cl2 Br2 2Cl c 向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣 將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達到富集的目的 Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 d 向吸收塔內(nèi)溶液中通入適量的氯氣 2HBr Cl2 2HCl Br2 f 用四氯化碳 或苯 萃取吸收塔內(nèi)溶液中的溴單質(zhì) g 若要得到純凈的液溴 采用的分離方法是蒸餾 知識精講 4 海帶中碘的提取 流程 主要化學原理 Cl2 2KI 2KCl I2 方法精講 1 海水的綜合利用總結(jié) 方法精講 2 定量測定合金成分與含量的兩種方法 1 定量集氣法 定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶于酸或堿溶液時所產(chǎn)生的氣體的量 應用化學方程式或關系式來判斷合金的組成 其原理的關鍵點是根據(jù)某組分的特殊性質(zhì) 特別是與酸或堿反應能產(chǎn)生氣體 其操作要點和注意事項有 保證裝置的氣密性良好 注意收集氣體的讀數(shù)方法 2 沉淀法 沉淀法測定物質(zhì)含量是常用的一種方法 采用沉淀法時 涉及到的基本實驗操作和主要問題有 稱量 溶解 溶解試劑 沉淀 重點是沉淀試劑的選擇 過濾 沉淀洗滌 沉淀的干燥 稱量 數(shù)據(jù)的處理 包括測定結(jié)果的誤差分析 典例精講 例1 某下列有關金屬冶煉說法不正確的是 A 電解飽和NaCl溶液制備NaB 電解熔融的MgCl2制備MgC CO還原赤鐵礦 Fe2O3 可用于煉鐵D Fe和CuSO4溶液的反應可用于濕法煉銅能損傷銅器 答案 A 解析 A 電解飽和食鹽水得到的是氫氧化鈉 氫氣 氯氣 故說法錯誤 B 工業(yè)上電解熔融狀態(tài)下氯化鎂得到金屬鎂單質(zhì) 故說法正確 C CO具有還原性 能還原氧化鐵得到鐵單質(zhì) 故說法正確 D 利用鐵的金屬性強于銅 發(fā)生置換反應 故說法正確 例2 海洋中有豐富的食品 礦產(chǎn) 能源 藥物和水產(chǎn)資源 下圖為海水利用的部分過程 下列有關說法正確的是 典例精講 A 用澄清的石灰水可鑒別NaHCO3和Na2CO3B Na2CO3的熱穩(wěn)定性大于NaHCO3C 在第 步驟中 溴元素均被氧化D 工業(yè)上通過電解飽和MgCl2溶液制取金屬鎂 典例精講 答案 B 解析 A 澄清的石灰水與NaHCO3和Na2CO3均反應生成白色沉淀 不能鑒別 A錯誤 B 碳酸氫鈉受熱易分解生成碳酸鈉 水 CO2 Na2CO3的熱穩(wěn)定性大于NaHCO3 B正確 C 在第 步驟中 溴元素均被氧化 在第 步驟中 溴元素被還原 C錯誤 D 電解飽和氯化鎂溶液不能得到Mg單質(zhì) 而是得氫氧化鎂沉淀 D錯誤 答案選A 1 海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示 下列說法錯誤的是 考題精練 A 向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B 粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純C 工業(yè)生產(chǎn)常選用NaOH作為沉淀劑D 富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴 再用SO2將其還原吸收 答案 C 解析 A 向苦鹵中通入Cl2置換出溴單質(zhì) 分離得到溴 通入Cl2是為了提取溴 故A正確 B 粗鹽中含有Ca2 Mg2 SO42 等雜質(zhì) 精制時通常在溶液中依次中加入過量的BaCl2溶液 過量的NaOH溶液和過量的Na2CO3溶液 過濾后向濾液中加入鹽酸至溶液呈中性 再進行重結(jié)晶進行提純 故B正確 C 工業(yè)常選用生石灰或石灰水作沉淀劑 故C錯誤 D 海水提取溴一般用氯氣置換溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì) 用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴 再用SO2將其還原吸收轉(zhuǎn)化為HBr 達到富集的目的 故D正確 故選C 考題精練 2 下列有關說法中 正確的是 鋼較純鐵不易生銹 冶煉鋁和鈉都可以用電解法 KSCN溶液可以檢驗Fe3 離子 缺鈣會引起骨質(zhì)疏松 缺鐵會引起貧血 青銅 不銹鋼 硬鋁都是合金A B C D 典例精講 答案 B 解析 鋼中含有碳等雜質(zhì)容易形成原電池 腐蝕更快 錯誤 冶煉鋁和鈉都是用電解法 正確 鐵離子遇到硫氰化鉀顯紅色 可以檢驗鐵離子 正確 缺鈣會使骨質(zhì)疏松 血液中含鐵 缺鐵會貧血 正確 三者都為合金 正確 所以選B