高中化学必修二教材《化学与自然资源的开发利用》ppt课件

1、第四章化学与自然资源的开发利用,第一节 开发利用金属矿物和海水资源,早在3000年前，人们已经学用木炭还原铁矿石来炼铁，人类进入“铁器时代,铝在19世纪还是贵族享用的专品，价格甚至高于黄金,近200年，铝制品进入寻常百姓家,部分金属矿物,一、金属矿物的开发和利用,金属活动性顺序,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性由强逐渐减弱,在自然界的中，少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂等），多数金属以化合态存在,历史上金属被发现和冶炼利用的顺序,Au、Ag、Cu,Fe,Al,Ti,原因,越活泼的金属越难冶炼， 熔点越高的金属越难冶炼,随着

2、社会生产力和科学的发展， 难冶炼的金属才被冶炼出来,古代,现代,1、定义：_ _。 2、实质：_ _ _,金属的冶炼,用还原的方法使金属化合物中的 金属离子得到电子变成金属原子。 （ 即 M n+ + n e- = M,将金属从其化合物中还原出来用于 生产和制造各种金属材料的过程在工业上 称为金属的冶炼,冶炼金属的方法,1、热分解法（适合一些不活泼金属,2、热还原法（适合大部分金属,铝热反应,其它铝热反应,铝热反应,铝热反应的应用,铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等,3、电解法（适合一些非常活泼金属,归纳,K

3、 Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提取法,金属的回收和资源保护,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,二、海水资源的开发利用,从太空回望地球， 这是一个蓝色的家园。 浩瀚的海洋 不仅是生命之源， 也是无以伦比的资源宝库,海洋生物资源,海洋中的矿产资源,含80多种元素，以氢、氧、 氯、钠、镁、硫、钙、钾等 较多。被称为“元素的故乡,海水中铀多达45亿吨 是已知陆地铀矿储量 的4500倍。氘有50亿 吨足够人类用上千万 年,海水中的化学资源,海洋能源,具有商业开发价值的：潮汐发

4、电和波浪发电,海水中水资源的利用,海水的淡化（咸水 淡水） 直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水） 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,海水淡化的途径: 从海水中提取淡水 从海水中分离出盐 海水淡化的方法: 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,海水淡化,蒸馏法实现海水淡化,海水淡化,海水中的化学资源,从海水中提取食盐的主要工艺流程,从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法,煮 海,为 盐,思考： 制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验

5、室除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子的方法,先将样品溶解，加稍过量的氢氧化钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可,从海水中提取食盐的主要工艺流程,从海水中提取镁的主要工艺流程,镁是一种用途很广的金属材料， 目前世界上60%的镁从海水中提取。 主要步骤如下（见课本84,从海水中提取镁的主要工艺流程,从海水中提取镁的主要工艺流程,从海水中提取镁的主要工艺流程,有关反应的化学方程式： MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl26H2O MgCl26H2O MgCl2(熔融) MgCl2,

6、从海水中提取溴的主要工艺流程,用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质,用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化,向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴 单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl,向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质 吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的： Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2,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,从海带中提取碘的实验,反应原理,2I- +

7、H2O2+2H+=I2+2H2O,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，再向烧杯中加入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min3min，使可溶物溶解，过滤。 （4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1ml H2O2溶液，观察现象。 （5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象,实验方法,提取流程,实验注意事项,海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘； 用干海带从而易于燃烧； 灼烧海带的地方要注意通风,3、海水综合利用联

8、合工业体系,总结：海水资源的开发利用简述,从海水中提取淡水海水淡化 海水制盐 从海水中提取镁、钾、溴、碘等 化工产品 从海水中获取铀和重水作为核能 开发的重要原料 从海水中获取其他物质和能量,开发利用金属矿物和海水资源,一.金属矿物开发利用,二.海水资源的开发利用,1.海水水资源的利用： 海水淡化,2.海水化学资源的开发利用： 海带中碘元素的检验、海水提溴,三、煤、石油和天然气的综合利用,1、煤的组成及其综合利用,无机物,有机物,C 元素大量,H 、N、S、O等元素 少量,Si 、Al、 Ca、 Fe,污染环境,COx NOx SO2 烟尘,煤的组成,煤的干馏,将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏 煤干馏的产物有哪些,焦炉煤气、煤焦油、焦炭,煤的气化,在一定条件下把煤及其干馏物转化为煤气（CO、H2,煤的液化,煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。 煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。 CO+2H2 CH3OH(甲醇常温下为液体,可以燃烧,还可代替汽油作内燃的燃料。,2、天然气的组成及其综合利用,天然气主要成分是甲烷。天然气是一种