《高一化学下学期期末专项复习（人教版必修2）》专题11 开发利用金属矿物和海水资源【知识梳理】
专题 11 开发利用金属矿物和海水资源
知识梳理
金属矿物的开发利用
一.金属的存在
金属在自然界中的存在主要有两种形式，一种是 游离态 ，一种是 化合态 ，其中除了
金、铂 等极少数金属外，其他绝大多数金属都是以 化合态 存在于自然界。
二.金属冶炼的方法
一般金属的获得都需要从 化合 态还原为 游离 态，这个过程称为金属的冶炼。
Mn＋＋ne－―→M
根据金属元素活泼性的不同，金属冶炼的方法也各不相同。
1.对一些不活泼金属可以直接通过 热分解 的方法获得。
2HgO=== 2Hg+O2 ↑ 2AgO=== 2Ag+O2 ↑
2.钾、钙、钠、镁、铝等极活泼的金属一般是用 电解 法获得。
2NaCl(熔融)===== 2Na+Cl2 ↑ MgCl2(熔融)===== Mg+Cl2 ↑ 2Al2O3(熔融)===== 4Al+3O2 ↑
【思考】为什么工业上冶炼镁是电解氯化镁而不是氧化镁？冶炼铝是电解氧化铝而不是氯化铝？
氧化镁熔点高，能耗高；氯化铝是非电解质，熔融状态下不导电。
3.活泼性介于锌和铜之间的金属一般都采用 热还原法 法进行冶炼。
H2＋CuO === Cu + H2O
3CO + Fe2O3 === 2Fe + 3CO2 ↑ （高炉炼铁）
4.金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系
金属的活
动性顺序
K、Ca、Na、Mg
、Al
Zn、Fe、Sn、Pb、
Cu Hg、Ag Pt、Au
金属原子
失电子能力 强―→弱
金属离子
得电子能力 弱―→强
主要冶
炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法
还原剂或
特殊措施
强大电流
提供电子
H2、CO、C、
Al 等加热 加热 物理方法或
化学方法
【特别提醒】
用电解法冶炼较活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液
中，阴极放电的是 H＋，而不是金属阳离子，故得不到金属单质
三.铝热反应操作
1．铝热反应是指金属铝与某些金属氧化物的混合物在高温条件下发生置换反应，生成氧化铝和金属单质
的过程。
实质是用较活泼的还原剂铝，把活泼性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来。
2．铝热反应实验中，镁和 KClO3的作用是为铝热反应提供引发反应所需的高温，但该反应属放热反应且
放出大量的热，能使生成的金属熔化为液态。
铝热反应可应用于冶炼一些高熔点金属，如铁、锰、钒等。
3.实验 4-1
【实验步骤】将氧化铁粉末和铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，
在混合物上面加少量 氯酸钾 固体，中间插一根用砂纸打磨过
的 镁条 并点燃。
【实验现象】 剧烈反应，放出大量的热，生成的铁融化
成铁水滴落下来
【实验原理】反应的化学方程式为 2Al + Fe 2O3 === 2Fe + Al2O3
四.金属的回收和资源保护
1．废旧金属的最好处理方法是回收利用。
2．回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境并缓解资源短缺的矛盾。
海水资源的开发利用
一．海水中水资源的利用
1.海水中水的储量约为1.3×109亿吨，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 。
2.实验室模拟蒸馏法淡化海水
(1)蒸馏适用于分离互溶但沸点不同的液态混合物，如海水淡化。
(2)主要仪器：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶。
(3)装置
(4)注意事项：
蒸馏烧瓶须垫 石棉网 加热或水浴加热(防止温度过高且能使溶液受热均匀)。
蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的 三分之二 。
须向蒸馏烧瓶中加几粒 沸石 或几片 碎瓷片 ，以防液体 爆沸 。
温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球放在 蒸馏烧瓶支管口处 。
若馏分在冷凝管里用自来水冷却，则自来水要从冷凝管的 下 进、 上 出。
3.海水淡化
(1)途径：通过从海水中提取淡水或把海水中的盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。
(2)方法：海水淡化的方法主要有 蒸馏 法、 电渗析 法、 离子交换 法等。其中
蒸馏 法淡化海水的历史最久，技术和工艺比较成熟，但成本较高。
(3)方向：海水淡化与化工生产、能源技术相结合，成为海水综合利用的重要方向。
二．海水化学资源的开发
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