第(1)5讲自然资源的开发利用课件高一化学辅导（人教版20(1)9）

第15讲自然资源的开发利用【内容导航】1．金属矿物的开发利用2．海水资源的开发利用3．煤和天然气的综合利用4．石油的综合利用高一化学同步辅导1．金属元素在自然界中的存在形态极少数以_______形式存在，如金、铂等，绝大多数以________形式存在。2．金属的冶炼(1)概念：将金属矿物中的金属从其化合物中______出来的过程。(2)原理：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子______电子被_____成金属原子，从而获得金属单质。即：Mn＋＋ne－===M。3．金属的冶炼方法(1)金属活泼性与冶炼方法的关系如下：一、金属矿物的开发利用游离态化合态还原得到还原(2)金属的冶炼方法热分解法分解HgO2HgO====2Hg＋O2↑分解Ag2O2Ag2O====4Ag＋O2↑电解法冶炼钠2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑冶炼镁MgCl2(熔融)====Mg＋Cl2↑冶炼铝2Al2O3(熔融)=======4Al＋3O2↑热还原法高炉炼铁Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2铝热法炼铁2Al＋Fe2O3====Al2O3＋2Fe其他方法湿法炼铜Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu△△通电通电通电冰晶石高温高温其中热还原法常用的还原剂有______、_____、____、一些活泼金属等。焦炭COH24．金属矿物资源的开发和利用措施(1)提高金属矿物的利用率。(2)开发环保高效的金属冶炼方法。(3)防止金属的腐蚀。(4)使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量。(5)加强废旧金属的回收和再利用。课堂探究金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。(1)金属的冶炼一般有下列方法：a．焦炭法 b．水煤气(氢气和一氧化碳)法c．活泼金属置换法 d．电解法请从上述四种方法中选择相应的字母填入表中空格：高炉炼铁湿法炼铜铝热法炼铬工业上冶炼铝

写出Al与Cr2O3反应的化学方程式：______________________________。(2)铜在地壳中的含量远低于铝，但人类利用铜的历史远早于铝，这与古代发生的森林大火有一定的关系，因为人类在大火之后的灰烬中会发现红色发亮的物质。现在人们认识到，这种物质就是孔雀石[主要成分为Cu2(OH)2CO3，热稳定性差]在大火中转化而生成的铜，写出大火中与铜元素有关的三个化学方程式：______________________________________________________。【即学即练1】从本质上讲，工业上冶炼金属的反应一定都属于(

)A．氧化还原反应B．置换反应

C．分解反应 D．复分解反应【即学即练2】下列金属的冶炼方法正确的是(

)A．Hg：热还原法 B．Al：电解法C．Cu：热分解法 D．Fe：电解法AB1．海水水资源的开发利用(1)利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。(2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有_______、________、___________和膜分离法等。其中_______的历史最久。二、海水资源的开发利用蒸馏法电渗析法离子交换法蒸馏法(3)海水的蒸馏①主要仪器：A________，B_________，C_______。②冷却水的流向：___口进，___口出。③B中加入碎瓷片的目的是________________。冷凝管蒸馏烧瓶锥形瓶ab防止液体暴沸△2．海水中化学资源的开发利用(1)海水制盐从海水中制得的氯化钠，可以食用，同时也是生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等的化工原料。①氯碱工业：电解饱和食盐水，可生产氢氧化钠、氢气和氯气。化学方程式：2NaCl＋2H2O====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②制钠和氯气：2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑。③制盐酸：H2＋Cl2====2HCl。④制漂白剂(84消毒液)：2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O。⑤制纯碱：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓；2NaHCO3===Na2CO3＋CO2↑＋H2O。通电通电点燃(2)海水提溴①海水提溴的方法(吹出法)浓缩海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩氧化向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化成Br2吹出利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴蒸气吸收吹出的溴蒸气用SO2吸收蒸馏再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离②氧化、吸收环节主要的离子方程式：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO42-＋2Br－。课堂探究海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下图所示：(1)步骤①反应的离子方程式是________________________。(2)步骤③反应的化学方程式是_____________________。(3)步骤②中，用热空气将Br2吹出，利用溴的性质为________，从步骤②到步骤④的目的是____________________。(4)从理论上考虑，下列物质也能充分吸收Br2的是____(填字母)。A．NaOHB．FeCl2C．Na2SO3D．H2O(5)步骤⑤蒸馏过程中，温度应控制在80～90℃。温度过高或过低都不利于生产，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则______________________。答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－

(2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr(3)易挥发将溴浓缩，提高Br2的提取率(4)ABC(5)溴不能完全蒸出，产率太低【即学即练1】海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是(

)A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就能得到钾单质B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备NaD．利用潮汐发电是将化学能转化为电能C【即学即练2】从海带中提取碘单质，工艺流程如下。下列关于海带制碘的说法错误的是(

)A．实验室灼烧干海带在坩埚中进行B．沸水浸泡的目的是使I－充分浸出C．由滤液获得碘水，发生的离子反应为2I－＋H2O2===I2＋2OH－D．可以用淀粉溶液检验碘水中的I2C1．煤的组成煤是由_______和少量______组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。2．煤的综合利用(1)煤的干馏：将煤_________________使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。主要产品：__________

(包括焦炉气、粗氨水、粗苯)、_______、________(2)煤的气化：定义：将煤转化为____________的过程。主要反应：C+H2O====CO+H2高温三、煤和天然气的综合利用有机物无机物隔绝空气加强热出炉煤气煤焦油焦炭可燃性气体(3)煤的液化：①直接液化：煤＋H2―→_________；②间接液化：煤——→CO和H2——→______等气化催化剂液体燃料甲醇(4)煤的综合利用的意义①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放。②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。3．天然气的成分及应用(1)天然气是一种清洁的化石燃料，主要成分是______，常用作燃料，作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等。(2)天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类似冰状物质，主要成分是甲烷水合物，组成可表示为CH4·nH2O，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。又称为“可燃冰”。CH4课堂探究如图是实验室干馏煤的装置图：(1)指出图中仪器名称：a．____________，d．____________。(2)仪器d的作用是______________________________，c中液体有___________和____________，其中无机物里溶有____________，可用____________检验出来。有机物可以通过__________的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体主要成分有_______________________(填化学式)，火焰的颜色是________。(4)点燃e处之前，必须进行________________。(5)下列叙述错误的是________。A．煤发生了化学变化 B．c中液体的pH>7C．c中液体只有一层 D．e处的气体可以还原氧化铜，可以使溴水褪色答案：(1)酒精喷灯烧杯(2)盛装冷水对蒸气进行冷却粗氨水煤焦油氨酚酞溶液分馏(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡蓝色(4)检验气体的纯度(5)C【即学即练1】我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列叙述错误的是(

)A．煤的组成元素主要是碳，但煤是混合物B．“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物C．煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D．煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现C【即学即练2】下列说法中正确的是()A．把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏B．煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质C．在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料D．天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染C1．石油的组成由多种___________组成的混合物。2．石油的综合利用(1)分馏概念：利用石油中各组分_______的不同进行分离的过程。目的：获得_____、_____、_____等轻质油。(2)裂化概念：将含碳原子_____、沸点_____的烃（重油）分裂为含碳原子_____、沸点_____的烃的过程。目的：提高________________的产量，特别是______的产量。原理：十六烷

辛烷

辛烯四、石油的综合利用碳氢化合物沸点汽油煤油柴油较多较高较少较低轻质液体燃料汽油(3)裂解概念：裂解就是深度裂化。目的：获得______、______、______等重要的基本化工原料。原理：(4)催化重整概念：石油在______和_______的作用下，可以通过结构的调整，使_______转化为________。目的：获得_____、_____等产品。乙烯丙烯甲烷加热催化剂链状烃环状烃苯甲苯3．化石能源与合成高分子材料(1)三大合成高分子材料：_______、___________、__________。(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。①乙烯制聚乙烯：②丙烯制聚丙烯：塑料合成橡胶合成纤维课堂探究某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如图的装置。实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性高锰酸钾溶液褪色。(1)实验研究小组模拟的是__________________(填化工工艺名称)。(2)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的________性。(3)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：________________________________。(4)实验过程中，装置d中的溴水褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：_____________________________________。答案：(1)石油的裂化(2)氧化(3)C16H34——→C8H18＋C8H16(4)向反应后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不变红