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高中一年级化学

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首页 高中一年级化学知识 海水资源的综合利用 金属的冶炼 试题正文
  • 不定项选择题
    下列有关说法正确的是
    [     ]

    A．高温加热氧化镁和碳的混合物不能制取单质镁
    B．铁的冶炼过程是通过置换反应得到单质铁
    C．海水提溴的过程中不发生氧化还原反应
    D．利用电解的方法可以从海水中获取淡水
    本题信息：2011年同步题化学不定项选择题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “下列有关说法正确的是[ ]A．高温加热氧化镁和碳的混合物不能制取单质镁B．铁的冶炼过程是通过置换反应得到单质铁C．海水提溴的过程中不发生氧化还原反应D．利...” 主要考查您对

海水资源的综合利用

金属的冶炼

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  • 海水资源的综合利用
  • 金属的冶炼
海水资源的综合利用:

浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数的生命，还孕育着丰富的矿产，而海水本身含有大量的化学物质，又是宝贵的化学资源。可从海水中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质，海水素有“液体工业原料”之美誉。

海水制盐：

(1)海水制盐的方法：从海水中得到食盐的方法有蒸发法(盐田法)、电渗析法等。目前，以蒸发法(盐田法)为主。
(2)海水晒盐的基本原理：水分不断蒸发，氯化钠等盐结晶析出。
(3)海水晒盐的流程

氯碱工业：

(1)食盐水的精制
 
(2)电极反应
阴极：
阳极：
总反应：：
(3)主要设备
离子交换膜电解槽一一阳极用金属钛(表面涂有钛、钉氧化物层)制成，阴极用碳钢(覆有镍镀层)制成。阳离子膜具有选择透过性，只允许Na+透过，而Cl-、 OH一和气体不能透过。

(4)产品及用途
烧碱：可用于造纸、玻璃、肥皂等工业
氯气：可用于制农药、有机合成、氯化物的合成
氢气：可用于金属冶炼、有机合成、盐酸的制取

海水提溴：

(1)氯化
氯化氧化溴离子，在pH=3．5的酸性条件下效果最好，所以在氯化之前要将海水酸化。
(2)吹出
当海水中的Br一被氧化成Br2以后，用空气将其吹出。另外，也可以用水蒸气，使溴和水蒸气一起蒸出。
(3)吸收
目前比较多的是用二氧化硫作还原剂，使溴单质转化为HBr，再用氯气将其氧化得到溴产品。化学方程式如下：

海水提镁:

(1)工艺流程
 
(2)主要化学反应
①制备石灰乳：
②沉淀
③制备

从海水中提取重水:

提取重水的方法：蒸馏法、电解法、化学交换法、吸附法等。常用方法：化学交换法(硫化氢一水双温交换法)

铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义，化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能也是越来越受到重视的新型能源。


金属的冶炼：

(1)把金属从化合态变为游离态。常用冶炼法：用碳一氧化碳氢气等还原剂与金属氧化物在高温下反应。
(2)冶炼的原理
①还原法：金属氧化物（与还原剂共热）－－→游离态金属
②置换法：金属盐溶液（加入活泼金属）－－→游离态金属
③火法冶炼（Pyrometallurgy）又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。
④湿式冶金（Hydrometallurgy）　湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75％的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离，取得显著的效果。
(3)常见金属冶炼：
①汞：热分解法：2HgO2Hg+O2(气体)
②铜：置换法：CuSO4+Fe==Cu+FeSO4（又叫湿法炼铜）
③铝：电解法：2Al2O34Al+3O2(注意不能用AlCl3,因为AlCl3不是离子化合物）
④镁：电解法：MgCl2(l)Mg(s)+Cl2(g)↑
⑤钠：电解法：2NaCl2Na+Cl2↑
⑥钾：原理是高沸点金属制低沸点金属：Na+KCl==K+NaCl(反应条件是高温，真空。）
⑦铁：热还原法：2Fe2O3+3C2Fe+3CO2↑

炼铁和炼钢的比较:



铝的冶炼:

(1)由铝土矿制氧化铝
①将铝土矿中的氧化铝水合物溶解在氢氧化钠溶液中：

②向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳，析出氢氧化铝：

③使氢氧化铝脱水生成氧化铝：
 
(2)电解氧化铝制备铝
电解时，以氧化铝、冰晶石(Na2AlF6)熔融液为电解质，其中也常加入少量的氟化钙等帮助降低熔点；阳极和阴极以碳素材料做成，在电解槽的钢板和阴极碳素材料之间还要放置耐火绝缘材料。
①主要设备——电解槽
 
②电极反应式
阳极反应：
阴极反应：
总反应：


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