高中化学必修二《第一节 自然资源的开发利用》课件

第1课时金属矿物、海水资源的开发利用第一节自然资源的开发利用人类最早发现和应用的金属C+2CuO==CO2↑+2Cu高温

铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代”。铜镜汉武帝时铜币先秦刀币

在公元前6000年到7000年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代”。资料卡片Cu2(OH)2CO3

＝2CuO+H2O+CO2↑孔雀石青铜：主要含铜和锡、铅，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。

这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上最杰出的园林—圆明园后，被劫掠到国外的珍贵文物——铜虎头，2000年在香港被拍卖。由中国派员出高价将其赎回。请同学们勿忘我们的国耻：中国还有上百万件珍贵文物流失海外。

人类最早是在由天而降的陨石中获得单质铁的，陨石中含铁量高达90%以上。

古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁”。济南陨铁新疆陨铁南极洲陨铁(1)金属在自然界中的存在形式？

(2)金属冶炼指的是什么？金、铂等为游离态得电子，被还原Mn+

M+ne-主要是化合态

将金属从其化合物中还原出来，使之转变为单质的过程。

一、金属矿物的开发利用

1、金属的冶炼冶炼金属的步骤：矿石富集→金属冶炼→精炼

法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。思考与交流

由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。

为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成分是Al2O3）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，使铝走入千家万户。电解槽2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石反应原理:

古代中国劳动人民用木炭炼铁

我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。反应原理:Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2高温铁矿石焦炭空气石灰石主要原料：电解法热还原法热分解法

工业上如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的冶炼方法不同？金属越活泼，越难冶炼2、金属冶炼方法的确定—由金属活泼性决定KCaNaMgAl

ZnFeSnPb（H）CuHgAg弱强电解法还原法Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高温2Al2O3

(熔融)4Al＋3O2↑

电解

冰晶石

3、金属冶炼的方法举例（1）热分解法2HgO2Hg＋O2↑加热2Ag2O4Ag＋O2↑加热适合一些不活泼金属（一般是H后的金属）（2）电解法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑电解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑电解冰晶石铝土矿适合一些非常活泼金属（Zn前金属）

（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2

等）（3）热还原法（Zn—Cu中等活泼金属）

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

高温2CuO+C2Cu+CO2↑

高温高炉炼铁主要反应WO3+3H2W+3H2O

高温其他方法：火法炼铜Cu2S+O2====2Cu+SO2

湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu高温实验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。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铝热反应的应用：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3高温3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn高温Cr2O3+2Al2Cr+Al2O33Co3O4+8Al9Co+4Al2O3高温高温其它铝热反应：铝＋某些金属氧化物Al2O3＋金属高温铝热反应的应用：铝热反应应用冶炼难熔的金属焊接钢轨

（冶练常用的还原剂有：焦炭、CO、H2

、Al等活泼金属）4、合理开发和利用矿物资源的途径：（1）废旧金属回收和再利用；（2）矿物资源保护；（3）寻找金属替代品;(4)提高金属矿物的利用率金属铝的回收与利用（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银回收金属的实例：回收金属的意义：二、海水资源的开发和利用

从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中是“历史留给人类的资源储备”海洋是美丽的，也是富饶的

海水资源主要分为几大类？

海水中蕴含着的丰富资源。21世纪人类将重点开发海洋资源。海水资源的多样性水资源生物资源海洋能化学资源

海水水资源海水中的水1.3X109

亿吨占地球总水量97%（3%在陆地、淡水）

海水生物资源海底矿产资源

大陆架的浅海海底：石油、天然气、煤、硫、磷等

近岸带的滨海砂矿：砂、贝壳等建筑材料和金属矿产

多数海盆中：深海锰结核海洋油、气开发

海水能源具有商业开发价值的：潮汐发电和波浪发电含80多种元素，含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共11种元素的质量占总水量的99%，其余1%为70多种含量微少的元素。被称为“元素的故乡”。海水化学资源

大陆架的浅海海底：石油、天然气、煤、硫、磷等近岸带的滨海砂矿：砂、贝壳等建筑材料和金属矿产海水因为量太大、面太广，大多数元素尽管总量很大但由于太分散，含量极微少如：海水中金元素总含量约为50000000t（5千万吨）），4亿吨白银，40亿吨铜，137亿吨铁，137亿吨铝，石油一千多亿吨，海盐可用5亿年等等

但一吨海水中只含金元素0.000004g（10亿分之四克海水资源的分散性海水水资源的利用：

主要有：1.海水的淡化（咸水淡水）2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）任务1：海水的淡化：蒸馏法加入沸石或碎瓷片温度计水银球处于支管口处水，下进上出液体体积不超过烧瓶体积1/3原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸汽与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水蒸馏适用于分离哪些混合物？海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

太阳能蒸发海水示意图：

2、科学探究：如何将海水中的Br-转变成Br2？1、推测海水提溴的步骤和实验装置；2、写出相关的化学方程式。浓缩海水溴单质氢溴酸单质溴通入Cl2①通入空气，SO2吸收②通入Cl2③2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl海水提溴的实验室模拟装置

3、科学探究：如何证明海带中有碘离子？证明海带中含有碘，有以下步骤：①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；②在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液；③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；④海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。(1)合理的步骤是：(2)证明含碘的步骤是：现象是：反应的离子方程式是：③①④②②滴入淀粉溶液，溶液变蓝。2I-+2H++H2O2

I2+2H2O提取海带中的碘元素得到单质碘思考与归纳燃烧加水加热溶解过滤稀硫酸过氧化氢溶液CCl4蒸馏海带灰海带悬浊液滤液碘水碘的CCl4溶液单质碘操作1操作2操作3操作4操作5试剂1试剂2萃取分液生物富集海水海水晒盐（煮海为盐）4、从海水中提取NaCl方案蒸发法：得到粗盐粗盐提取NaCl方案①Na2CO3②NaOH③BaCl2②③①或③②①或③①②粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-除杂试剂：试剂加入顺序：主要操作：溶解、过滤、蒸发④盐酸滤液沉淀适量盐酸溶解BaCl2NaOHNa2CO3过滤蒸发结晶海水淡水粗盐盐水操作Ⅰ（）过滤泥沙5、实验方案设计：从海水中提取镁元素得到单质镁

卤水Ｍg(OH)2ＭgCl2金属Mg

电解

海水富集加碱过滤盐酸蒸发

干燥海水提取镁的工艺流程图

从海水中的Mg2+到金属镁，经历了哪些化学变化，用化学方程式表示。

这个生产流程采用了哪些措施来提高经济效益？你获得了哪些启示？就地取材、使用廉价原料，充分利用副产物引入海水贝壳（CaCO3)过滤网

工业制镁流程沉降池过滤槽Mg(OH)2盐酸蒸发干燥锻烧产物电解MgCl2金属镁MgCl2溶液锻烧与水反应氯气海水提镁的步骤为：贝壳生石灰石灰乳氢氧化镁氯化镁镁写出有关的化学反应方程式：

a、

；

b、

；

c、

；

d、

；

e、

。煅烧a水b海水cde海水综合利用联合工业体系一例未来海洋空间利用课堂练习:2、下列关于金属冶炼的说法不正确的是()

A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的

B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质

C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤

D、金属冶炼一定要用到还原剂D1、金属冶炼的目的是（）

A、把金属化合物还原为金属单质

B、除去金属中的杂质

C、把金属单质变为氧化物

D、把电能转变为化学能A5、冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2、CO作为还原剂还原法；②热分解法；③电解法；④铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。Al：；Mg：；Cu：；Hg：；Mn：。③③①②④3、工业上常采用电解法冶炼的金属是（）

A、FeB、CuC、AlD、Ag4、可用热分解法就可能制得的金属有（）

A.CuCrB.TiWC.AgHgD.NaAlCC6、宋代时期，人们发现江西上饶有一口苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水的铁锅用久了会变成铜锅，这是湿法炼铜的起源，请写出该反应的离子方程式

。Fe＋Cu2+＝Cu＋Fe2+第2课时煤、石油和天然气的综合利用煤石油天然气化石燃料煤：“工业的粮食”，是人类历史上最古老的化石燃料之一。石油：“工业的血液”天然气：地下自然形成的可燃性气体，主要成分是甲烷（CH4)三大化石燃料煤、石油、天然气的形成煤、石油、天然气的元素组成煤、石油、天然气的分布煤、石油、天然气的用途煤、石油、天然气的热值和燃烧产物比较化石燃料与环境污染化石燃料煤的形成石油的形成天然气的形成煤的组成碳元素氢元素氮元素氧元素硫元素碳元素氢元素氧元素硫元素氮元素石油的组成天然气的组成天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷（）分布情况：山西内蒙古河北山东安徽江苏分布情况：东北华北新疆等地分布情况：新疆四川西气东输“西气东输”是开发大西北的一项重大工程，该工程将天然气从新疆塔里木输送至上海西郊，输气管道全长4200多千米，横跨9个省、市、自治区。这一重大工程的实施，将取代部分工业和居民使用的煤炭和燃油，有效改善大气环境，提高人民的生活质量。煤的干馏煤焦碳+煤焦油+焦炉气加强热隔绝空气思考：煤的干馏属于什么变化？化学变化煤的综合利用石油的综合利用石油的分馏石油的分馏属于什么变化？

根据原油中各物质沸点不同进行分离；属于物理变化。甲烷——沼气

池塘里的沼气现象：1、看到蓝色火焰2、放热3、烧杯内壁有水雾4、