《化学与自然资源的开发利用》知识总结

1、PAGE8一金属矿物的开发和利用1金属元素在自然界存在的形态：1游离态：极少数的不活泼金属金、铂等以游离态存在单质的形式2化合态：绝大多数金属在自然界中是以化合态化合物的形式存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。2金属的冶炼：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。1金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。热分解法：对于不活泼金属活动顺序中，Hg及Hg以后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：2HgO2HgO22Ag2O4AgO2热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属ZnCu,通常是在高温下用还原剂C、CO、H2、活

2、泼金属等将金属从其化合物中还原出来，例如：Fe2O33CO2FeCO2WO33H2W3H2OZnOCZnCOFe2O32Al2FeAl2O3铝热反应Cr2O32Al2CrAl2O3铝热反应3铝热反应1操作：把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起内层滤纸底部剪一小孔，用水湿润架在铁架台上，下面放置一盛沙子的蒸发皿。将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，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。用燃着的小木条点燃镁条，观察现象。2现象：镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的白光。引起混合物剧烈燃烧，发光发热。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣Al2

3、O3，可以发现落下的是铁珠。3反应：Fe2O32Al2FeAl2O3铝热反应4铝热剂及应用：铝热剂：铝粉与某些金属比铝不活泼的金属氧化物的混合物。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝高熔点的性质。铝热反应的应用：焊接钢轨；冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等；电解法：非常活泼的金属活动顺序中：KAl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2NaCl2MgCl2熔融MgCl22Al2O

4、3熔融4Al3O2有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜Cu2SO22CuSO24常见金属的冶炼原理金属冶炼原理FeFe2O33CO2FeCO2Fe2O32Al2FeAl2O3铝热反应CuCu2SO22CuSO2火法炼铜FeCuSO4FeSO4Cu湿法炼铜MgMgOCMggCOgMgCl2熔融MgCl2Al2Al2O3熔融4Al3O2Na2NaCl熔融2NaCl2金属提炼一般步骤：矿石的富集、除杂；冶炼；精炼。5金属的利用、回收和资源的保护1矿产资源是有限的：矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取之不尽用之不竭，是不可再生的。随着人们的开发利用，将会日渐减少。我国幅员辽阔

5、，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家。我国矿产资源总值居世界第3位，但人均拥有量约为世界人均水平的。因此，我们要合理开发和利用这些矿物资源。2合理开发、有效利用、金属的回收和资源保护：合理开发和利用这些矿物资源。有效地使用金属产品、材料。主要途径有：提高金属矿物的利用率。减少金属的使用量。加强金属资源的回收和再利用，使用代用材料节约矿产资源、保护矿产资源。二海水资源的开发利用1海水淡化从海水中提取淡水海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水。盐酸NaOH溶液、BaCl2溶液、Na盐酸NaOH溶液

6、、BaCl2溶液、Na2CO3溶液过量1实验方法：称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净。不要用水洗，有I-。将海带剪碎，用酒精润湿便于灼烧后，放在坩埚中。用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。将海带灰转移到小烧杯中，向烧杯中加入10mL蒸馏水，搅拌，煮沸2min3min，使可溶物溶解，过滤。向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1mLH2O2溶液，观察现象。取少量上述滤液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象。2流程图萃取溶解过滤灼烧萃取溶解过滤灼烧稀H2SO4、H2O2海带海带灰含I-的溶液含I2的溶液含I2的有机溶液3海水中提取溴的实验1用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水

7、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。3向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内。转化为氢溴酸4向吸收塔中溶液内通入适量的氯气。最后经蒸馏可得液溴用CCl4萃取通入Cl2通入空气，SO2吸收通入Cl2通入空气，SO2吸收通入Cl2水、重结晶4海水提镁水、重结晶粗盐精盐脱水电解盐酸、浓缩海水蒸发脱水电解盐酸、浓缩母液MgOH2MgCl2H2OMgCl2Mg煅烧水石灰乳CaO贝壳煅烧水三煤、石油、天然气的综合利用1煤1煤的组成：复杂的混合物，含有C、H、O、N、S等元素。2干馏：煤隔绝空气加强热使之分解的过程。3产品：焦炭、煤焦油、焦炉煤气4气化：水煤气高温CsH2OgCOgH2高温5液化直接液化：煤与氢气生成液体燃料间接液化：煤COH2甲醇2石油1石油的成分：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物2分馏常压蒸馏：汽油、煤油和柴油等；减压蒸馏：重油、沥青等。3裂化：原料：重油目的：提高轻质液体燃料汽油、煤油、柴油等的产量，特别是提高汽油的产量。4裂解原料：石油分馏产品即轻质油包括石油气目的：获得工业上的“三烯二烷”乙烯、丙烯，1，3