归纳与整理 (9).ppt

一、金属的冶炼,人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的金属的冶炼。,1.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。即：,金属矿物的开发利用,2020/5/22,1,金属活动性顺序,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,金属活动性由强逐渐减弱,二、金属冶炼的方法的选择,要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法,金属矿物的开发利用,2020/5/22,2,（1）热分解法,练习:写出HgO、Ag2O受热分解的化学方程式,（适用Hg及其以后的不活泼金属）,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg,HgAg,金属矿物的开发利用,2020/5/22,3,（2）热还原法,适用于金属活动性顺序表中的中间的多数金属。它是金属冶炼的常用方法。常用的还原剂有：,活泼金属、CO、H2、C(焦炭),KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg,ZnFeSnPb(H)Cu,金属矿物的开发利用,2020/5/22,4,实验4-1铝热反应（置换反应）,金属矿物的开发利用,2020/5/22,5,反应现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中，沙子上落有黑色铁珠。,铝热剂：铝与某些金属氧化物（如：氧化铁）的混合物,原因：镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂，使氧化铁和铝粉在较高温度下发生反应，同时放出大量的热使铁呈熔化状态,金属矿物的开发利用,2020/5/22,6,请写出MnO2、Cr2O3分别与Al反应的化学方程式。,结论：铝也是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金属也可作还原剂。,金属矿物的开发利用,2020/5/22,7,电解法,在金属活动性顺序中，K、Na、Ca、Al等几种金属的还原性很强，这些金属的阳离子难得电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。,KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu,KCaNaMgAl,金属矿物的开发利用,2020/5/22,8,表4-1常见金属的冶炼原理,金属,冶炼原理,Fe,Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(高炉炼铁)Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3(铝热法炼铁),高温,高温,Cu,Cu2S+O2=2Cu+SO2(火法炼铜)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(湿法炼铜),高温,Mg,MgO+C=Mg+COMgCl2(熔融)=Mg+Cl2,高温,Al,2Al2O3(熔融)=4Al+3O2,电解,冰晶石,Na,2NaCl(熔融)=2Na+Cl2,电解,电解,金属矿物的开发利用,2020/5/22,9,海水的淡化：,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）,海水资源的开发利用,2020/5/22,10,海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,（2）从海带中提取碘的实验,反应原理,海水资源的开发利用,2020/5/22,11,海带,海带灰,溶解过滤,灼烧,残渣,含I-的溶液,稀H2SO4H2O2,含I2的溶液,含I2的有机溶液,萃取,提取流程,海水资源的开发利用,2020/5/22,12,（3）海水提溴：主要方法是空气吹出法,主要流程,海水,浓缩酸化,浓缩海水Br-,通入氯气,海水Cl-Br2,通入空气水蒸气(吹入),吸收塔SO2,反应后富集溴,HBr、SO42,通入Cl2,Cl-Br2,分离,溴单质,化学方程式：2NaBrCl2=Br22NaClBr2SO22H2O=2HBrH2SO42HBrCl2=Br22HCl,海水资源的开发利用,2020/5/22,13,无机物(少量),有机物,C元素大量,H、O、N、S等元素少量,无机盐等,污染环境,COx、NOx、SO2烟尘,煤的组成,1、煤的组成,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,14,三废:,废气、废水、废渣,煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料,优点:提供能量、化工原料,缺点:不可再生、环境污染,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,15,煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化,煤的液化,获得洁净的燃料和多种化工原料物尽其用，保护环境,煤直接作燃料利用率低并污染环境,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,16,煤干馏的产物有哪些？,将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做煤的干馏。,焦炉煤气、煤焦油、焦炭,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,17,（2）煤的气化：,将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。,水煤气,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,18,在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。,（3）煤的液化：,如：,直接液化,间接液化,煤与氢气作用生成液体燃料,先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,19,（）石油的分馏：利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。,石油的常压蒸馏产品：,重油的减压蒸馏产品：,燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,20,（）石油的催化裂化,在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。,裂化的目的：,提高轻质（汽油）的产量。,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,21,（）石油的裂解（深度的裂化）,用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态，获取有机化工原料，如乙烯等,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,22,（）石油的催化重整：,在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,23,除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。,利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。,石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑油、重油等。,轻质液体燃料（裂化汽油）,在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。,采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子,乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化工的原料）,重油,原油,原油,燃料油、润滑油,石油炼制,在加热和催化剂作用下，对直链烷烃的结构进行重新调整，使其转化成带支链的烷烃或环状烃。,燃料油、润滑油,苯的同系物及其它芳香烃,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,2020/5/22,24,4、聚乙烯与高分子化合物,（1）聚乙烯的生成,（2）高分子化合物及其特征,相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,2020/5/22,25,加聚反应,聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。,三大合成材料:,塑料、合成橡胶、合成纤维,综合利用的意义：物尽其用、保护资源，创造出更多产品,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,2