化学与可持续发展

1、 化学与可持续发展化学与可持续发展n利用化学变化不断地提供人类生存和发展的物利用化学变化不断地提供人类生存和发展的物质条件（主要包括获得有用物质和获得能量），质条件（主要包括获得有用物质和获得能量），n利用化学变化还可以创造自然界原本没有的物利用化学变化还可以创造自然界原本没有的物质（主要指有机合成高分子化合物），从而使质（主要指有机合成高分子化合物），从而使生活更加方便、舒适；生活更加方便、舒适；n在开发自然资源的过程中，必须深刻地认识到在开发自然资源的过程中，必须深刻地认识到保护周围环境、维护生态平衡的重要性，建立保护周围环境、维护生态平衡的重要性，建立可持续发展的观念。可持续发展的观念。

2、 1.开发利用金属矿物和海水资源 n当今世界全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出.n金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系.n化学在自然资源合理开发和综合利用中的意义和作用尤为重要请了解相关信息春秋时期的春秋时期的考工记考工记一书中，提出了配制不同青铜器一书中，提出了配制不同青铜器的的6种铜锡比例，称为种铜锡比例，称为“六齐六齐”规则，这是世界上最早规则，这是世界上最早论述合金成分的著作。书中把所有青铜器归纳成论述合金成分的著作。书中把所有青铜器归纳成6大类，大类，每类的含锡量依次递增，使合金的性能和色泽发生变化，每类的含锡量依次递增，使合金的性能和色泽发生变化，以适合

3、不同方面的用途。以适合不同方面的用途。“六齐六齐”规则是规则是“六分其金而六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。”近年来，有关人员近年来，有关人员检验了检验了600多件古代青铜器，成分都很合理。古代没有多件古代青铜器，成分都很合理。古代没有任何分析手段，却能将青铜器的成分掌握得如

4、此准确，任何分析手段，却能将青铜器的成分掌握得如此准确，令人惊奇。令人惊奇。 著名的商代司母戊大鼎是当时冶铸业的著名的商代司母戊大鼎是当时冶铸业的“代表作代表作”。它器型雄伟，花纹瑰丽，重达它器型雄伟，花纹瑰丽，重达875 kg，是世界文化宝，是世界文化宝库的奇珍。库的奇珍。我国古代高超的合金生产技术我国古代高超的合金生产技术金属矿产资源简介金属矿产资源简介(中国中国)n中国金属矿产资源品种齐全，储量丰富，分中国金属矿产资源品种齐全，储量丰富，分布广泛。已探明储量的矿产有布广泛。已探明储量的矿产有54种。即；铁矿、种。即；铁矿、锰矿、铬矿、钛矿、钒矿、铜矿、铅矿、锌矿、锰矿、铬矿、钛矿、钒矿、

5、铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镁矿、镍矿、钴矿、钨矿、锡矿、铋矿、铝土矿、镁矿、镍矿、钴矿、钨矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿、锑矿、铂族金属钼矿、汞矿、锑矿、铂族金属(铂矿、钯矿、铱矿、铂矿、钯矿、铱矿、铑矿、锇矿、钌矿铑矿、锇矿、钌矿)、金矿、银矿、铌矿、钽矿、金矿、银矿、铌矿、钽矿、铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铯矿、稀土元铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铯矿、稀土元素素(钇矿、钆矿、铽矿、镝矿、铈矿、镧矿、镨矿、钇矿、钆矿、铽矿、镝矿、铈矿、镧矿、镨矿、钕矿、钐矿、铕矿钕矿、钐矿、铕矿)、锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铪矿、铼矿、镉矿、钪矿、硒矿、碲矿。各种矿铪矿、铼矿、镉矿、钪

6、矿、硒矿、碲矿。各种矿产的地质工作程度不一，其资源丰度也不尽相同。产的地质工作程度不一，其资源丰度也不尽相同。有的资源比较丰富，如钨、钼、锡、锑、汞、钒、有的资源比较丰富，如钨、钼、锡、锑、汞、钒、铁、稀土、铅、锌、铜、铁等；有的则明显不足，铁、稀土、铅、锌、铜、铁等；有的则明显不足，如铬矿。如铬矿。常见的金属矿物常见的金属矿物 金属元素在自然界中的分布很广，金属元素在自然界中的分布很广，除了极少数除了极少数不活泼的金属不活泼的金属(如铂、金、银如铂、金、银等等)有有单质单质(游离态游离态)存在外，其余存在外，其余大多数大多数以化合物以化合物(化合态化合态)存在存在化合态的金属在化合态的金属在

7、自然界以矿物形式存在含有矿物的岩自然界以矿物形式存在含有矿物的岩石称为石称为矿石矿石 铁的矿物铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等菱铁矿等铜的矿物铜的矿物主要有黄铜矿、孔主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿等雀石、斑铜矿等铝的矿物铝的矿物主要有铝土主要有铝土矿和明矾石等矿和明矾石等 用金属矿石可以冶炼金属用金属矿石可以冶炼金属n金属金属(metal)是一类重要的材料，人类的是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属各种各样的生活和生产都离不开金属各种各样的金属材料大多是通过冶炼金属矿物得到金属材料大多是通过冶炼金属矿物得到的为了开发利用好金属矿物资源，需的为了开发利用好金属

8、矿物资源，需要了解金属和金属矿物要了解金属和金属矿物n你知道有哪些金属？见过哪些金属？把你知道有哪些金属？见过哪些金属？把它们的名称和元素符号写出来它们的名称和元素符号写出来,你知道怎你知道怎么得到它们的么得到它们的?一 金属矿物的开发利用n提出课题 金属元素在自然界中的存在、分布；金属资源的开发；金属冶炼；人类冶炼和使用金属的历史；金属资源的回收和再利用；(课题可供学生选择,做研究性小组作业)金 属 的 冶 炼引言：引言：金属元素种类多，分布广，活动性差别大，金属元素种类多，分布广，活动性差别大，在自然界的存在形式各异，少数不活泼金属以游离在自然界的存在形式各异，少数不活泼金属以游离态存在，

9、多数金属以化合态存在。人们在生活和生态存在，多数金属以化合态存在。人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼的过程就是金属的把金属从矿石中提炼出来，提炼的过程就是金属的冶炼过程。冶炼过程。（一）、提炼金属的步骤：（一）、提炼金属的步骤：1、矿石的富集、矿石的富集2、冶炼、冶炼3、精炼、精炼金属的冶炼金属的冶炼例如炼钢炼铁例如炼钢炼铁 大多数金属矿大多数金属矿石里含有杂质，如石里含有杂质，如石英、石灰等，因石英、石灰等，因此在冶炼金属时首此在冶炼金属时首先需要富集矿石。先需要富集矿石。 在富集好的矿石在富集好

10、的矿石中利用不同方法将金中利用不同方法将金属还原出来，最后进属还原出来，最后进行提纯。行提纯。1、热分解法、热分解法 举例，写出方程式举例，写出方程式2、热还原法、热还原法 举例，写方程式举例，写方程式3、电解法、电解法 举例，写方程式举例，写方程式（二）、冶炼金属的方法（二）、冶炼金属的方法为什么不同金属的冶炼方法不同？冶炼金属的原理:用还原的方法使金属化合物中金属离子得到电子变成金属原子氧化还原反应冶炼金属的实质:结论由于不同的金属离子得电子的能力不同，所以不同金属的冶炼方法不同。金属冶炼的方法小结金属冶炼的方法小结：1热分解法热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序

11、有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解，例如：中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解，例如： 2HgO=2Hg+O2 2Ag2O=4Ag+O22热还原法热还原法 多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等，例如：属等，例如： Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 WO3+3H2=W+3H2O Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3 若金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其

12、转化成氧化物。若金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其转化成氧化物。3电解法电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法很强，这些金属都很容易失去电子，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。融盐或氧化物的方法来冶炼。 2Al2O3=4Al+3O2 2NaCl=2Na+Cl2铝热反应的实验演示金属的活动顺序：金属的活动顺序：K Ca Na Mg AlZn Fe Sn

13、Pb（H）CuHg Ag Pt Au金属原子失电子能力金属原子失电子能力强强 弱弱金属离子得电子能力金属离子得电子能力弱弱 强强主要冶炼方法主要冶炼方法电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法 金属活动顺序与金属冶炼金属活动顺序与金属冶炼为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属使用的先后与金属冶炼的难易有关 （1）热分解法和电解盐溶液法适用于金属活动顺序）热分解法和电解盐溶液法适用于金属活动顺序 中氢以后的金属冶炼或精炼。中氢以后的金属冶炼或精炼。（2）热还原法适用于金属活动顺序中部的金属冶炼）热还原法适用于金属活动顺序中部的金属冶炼（3）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、铝等）电解熔盐或氧

14、化物法选用于钾、钠、钙、铝等 活泼金属的冶炼。活泼金属的冶炼。小结：小结：金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护1、回收金属的意义：、回收金属的意义： （1）节约矿物资源；）节约矿物资源； （2）节约能源；）节约能源； （3）减少环境污染）减少环境污染2、回收金属的实例、回收金属的实例 （1）废旧钢铁用于炼钢；）废旧钢铁用于炼钢； （2）废铁屑用于制铁盐；）废铁屑用于制铁盐； （3）定影液用于回收银）定影液用于回收银思考与交流金属结核矿和金属资源的保护古代的古代的“药金药金”外观与金相似，常被误以为外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤铜是金子，冶炼方法如下，将碳酸锌、赤

15、铜（Cu2O），木炭按一定比例混合，加热到），木炭按一定比例混合，加热到8000C充分反应后得到金光闪闪的充分反应后得到金光闪闪的“药金药金”。（1）药金的主要成分是）药金的主要成分是_（2）有关冶炼的化学方程式是）有关冶炼的化学方程式是_。练习：练习：n探究学习探究学习我国地域辽阔，资源丰富。请同学们运用各我国地域辽阔，资源丰富。请同学们运用各种媒体手段收集我国金属冶炼的资料，对收集种媒体手段收集我国金属冶炼的资料，对收集的资料进行分类，并对比金属冶炼的方法，结的资料进行分类，并对比金属冶炼的方法，结合所学知识说明为什么它们所用的方法有很大合所学知识说明为什么它们所用的方法有很大的不同？的不

16、同？交流与讨论交流与讨论 你知道学校你知道学校(或家乡或家乡)所在地有哪些金属矿物？所在地有哪些金属矿物？能识别它们吗？请收集矿石标本，并跟同学们交能识别它们吗？请收集矿石标本，并跟同学们交流流热分解法热分解法氧化汞氧化汞 氧化汞分解成氧氧化汞分解成氧原子和汞原子原子和汞原子 氧化汞和氧化汞和氧分子氧分子热还原法热还原法Fe2O33CO 2Fe3CO2高温高温炼铁的高炉(反应原理)电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙等几在金属活动性顺序中，钾、钠、钙等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使去电子，因此不能用一般的方

17、法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用通电分解其其从化合物中还原出来，只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。熔融盐或氧化物的方法来冶炼。非金属矿产资源简介非金属矿产资源简介(中国中国)n中国非金属矿产品种很多，资源丰富，分布广泛。中国非金属矿产品种很多，资源丰富，分布广泛。已探明储量的非金属矿产有已探明储量的非金属矿产有88种，为金刚石、石墨、种，为金刚石、石墨、自然硫、硫铁矿、水晶、刚玉、蓝晶石、夕线石、红自然硫、硫铁矿、水晶、刚玉、蓝晶石、夕线石、红柱石、硅灰石、钠硝石、滑石、石棉、蓝石棉、云母、柱石、硅灰石、钠硝石、滑石、石棉、蓝石棉、云母、长石、石榴子石、叶蜡石、透辉石、透闪石、蛭石、长石、石榴子石、叶蜡石、透辉石、透闪石、蛭石、沸石、明矾石、芒硝、石膏、重晶石、毒重石、天然沸石、明矾石、芒硝、石膏、重晶石、毒重石、天然碱、方解石、冰洲石、菱镁矿、萤石、宝石、玉石、碱、方解石、冰洲石、菱镁矿、萤石、宝石、玉石、玛瑙、颜料矿物、石灰岩、泥灰岩、白垩、白云岩、玛瑙、颜料矿物、石灰岩、泥灰岩、白垩、白云岩、石英岩、砂岩、天然石英砂、脉石英、粉石英、天然石英岩、砂岩、天然石英砂、脉石英、粉石英、天然油石、含钾砂页岩、硅藻土、页岩、高岭土、陶瓷土、油石、含钾砂页岩、硅藻土、页岩、高岭土、陶瓷土、耐火粘土