化学与自然资源的开发利用

化学与自然资源的开发利用,自然资源的定义？,自然资源与可持续发展,自然资源定义：,一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。,可持续发展：,尽可能地延长现有资源的可使用年限，保护好自然环境，使子孙后代也能够继续发展和安居乐业。,是指满足当前需要而又不剥削子孙后代满足其需要之能力的发展,开发利用金属矿物和海水资源,金属矿物的开发和利用,蓝铜矿,赤铁矿,萤石,Fe2O3,Cu3CO32(OH)2,CaF2,自然界矿物中的金属元素存在形态,黄铁矿FeS2,辉铜矿Cu2S,天然金Au,天然铂Pt,1、自然界中金属元素的存在形式,游离态：化合态：,极少数（金、铂等）化学性质不活泼的金属绝大多数（除金、铂等）化学性质较活泼的金属,人类使用的金属材料中金属的存在状态？,合金:是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。,Mn+,M,+ne-,金属的冶炼要使金属离子,得到电子,转化为金属原子,金属冶炼的实质：利用氧化还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子。,2、金属冶炼定义、原理及一般步骤,（1）定义：P88,（2）原理：,（3）一般步骤,1、采矿,2、富集,将矿物中的有效成分提取出来，以减少杂质、提高品位。,3、冶炼,利用氧化还原原理，在一定条件下，将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来,还原,4、精炼,采用一定的方法，提纯金属，用于生产和制造各种材料,浪淘沙-刘禹锡日照澄洲江雾开,涛金女伴满江隈.美人首饰侯王印,尽是沙中海底来.,（1）不活泼金属物理方法,Pt、Au,3、金属的冶炼方法,淘金原理,刚果手工金矿开采,马达加斯加淘金者,原理:金的质量较沙重,在淘去粗沙后,用水银滚动吸附金,水银是已知唯一可以粘附金的物质.,（2）不活泼的金属热分解法,采用加热分解法，,又叫做：热分解法,Hg、Ag,Au,+,2Cl2,（3）非常活泼的金属的冶炼,使它们由化合物转化为单质,K、Ca、Na、Mg、Al、,很困难,通常冶炼方法：,电解法,高温下熔融金属化合物然后进行电解,-最强力的还原手段,2NaCl(熔融),2Na,Cl2,+,2Al2O3(熔融),4Al,+,3O2,（4）一些较活泼的金属,Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、,通常冶炼方法：,热还原法,实验4-1铝热反应,现象,原理,镁条剧烈燃烧，发出白光，导致混合物剧烈反应，发出强光，有红热的熔融物生成。,2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3,高温,镁条为引燃剂氯酸钾为助燃剂,铝热剂：铝与氧化铁的混合物,（1）铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。（2）在冶金工业上也常用这一反应原理，冶炼难熔金属钒、铬、锰等。,铝热反应应用,不活泼的金属,金属的冶炼方法总结：,金属活动顺序？,K、Ca、Na、Mg、Al、,Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、,Hg、Ag、Pt、Au,非常活泼的金属,较活泼的金属,电解法,热还原法,热分解法物理方法,金属矿物资源有限,合理利用矿物资源,有效使用金属产品、材料,途径：,提高金属矿物的利用率,减少金属的使用量,使用其他材料代替金属材料,加强金属资源的回收和再利用,金属的回收和环境保护,回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染,1.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是（）A、FeB、CuC、AgD、Hg2.下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（）A、加热Al2O3B、加热CaCO3C、电解熔融NaClD、NaCl与铝粉高温共热,B,C,海水资源的开发利用,海底石油:1350亿吨天然气：140万亿立方米镁、钾、铀、锶等矿物：5亿亿吨（液体矿山）锰结核：3万亿吨;鱼虾贝藻：6亿吨/年，现在捕捞量9000万吨/年波浪能：700亿千瓦潮汐能：27亿千瓦重水：200万吨水：13亿亿吨,丰富的海洋资源,海水中资源的分类:,海水资源,化学资源,海水的淡化：,（1）海水淡化的途径:从海水中提取淡水从海水中分离出盐（2）海水淡化的方法:p90蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）电渗析法（成本低，但未能大量生产）离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）,海水化学资源的开发利用,含80多种元素，以氧、氢、氯、钠、钾、镁、钙、硫、碳、氟、硼、溴、锶等较多。被称为“元素的故乡”。,种类很多,海水化学资源的开发利用,如何通过实验证明海水中存在碘元素？,思考：,已知：海水中碘元素的含量610-4mg/L,干海带中含碘量达0.3%-0.5%，有的高达1%。,约比海水中的碘浓度提高了10万倍！,如何证明海带中存在碘元素?实验4-2,（一）实验步骤：（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。,如何通过实验证明海带中存在碘元素？,实验原理,实验现象,滴入淀粉溶液，溶液变蓝。,或滴入CCl4振荡后，下层显紫红色。,实验结论,海带中存在碘元素,海水化学资源的开发利用,海水中提取化学物质的一般方法,浓缩de海水,过滤,蒸发结晶,过量,食盐的提取,NaCl应用,（1）海水制盐生产NaCl（食用）,（2）NaCl的水溶液制NaOH,（3）制金属Na,（4）制Na2CO3,2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,从海水中提取镁的主要步骤如下：试回答下列问题：（1）为了使MgSO4转化为Mg（OH）2，试剂可以选用，其离子方程式为（2）加入试剂后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是；（3）试剂可以选用；（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，写出该反应的化学