资源简介

(共33张PPT)
海水资源的开发利用
金属矿物的开发利用
煤、石油和天然气的综合利用
第1节 自然资源的开发利用
黄铜矿CuFeS2
赤铁矿Fe2O3
铝土矿Al2O3
锰矿MnO2
钨矿MnWO4
锌矿ZnS
金属元素在自然界的存在
游离态(金和铂，陨铁)
化合态(绝大多数金属)
常见的金属矿物资源
金矿Au
铂矿Pt
陨铁
将金属从其化合物中 出来的过程，工业上称之为金属的冶炼。
1、定义：
2、实质：
Mn+
一、金属的冶炼
得ne—，被还原
还原
M
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱Hg Ag︱Pt Au
K Ca Na Mg Al︱ Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱Hg Ag︱Pt Au
方法（ ） （ ） （ ） （ ）
反应方程式：
Na： 。
Mg: 。
Al: 。
Fe: .
.Cu: .
.
Hg: ;
Ag: .
金属活动顺序表
反应方程式：
Na： 。
Mg: 。
Al: 。
金属活动顺序表
电解法
注意：AlCl3是共价化合物，熔融状态不能电离出阴阳离子，不导电
K Ca Na Mg Al︱ Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱Hg Ag︱Pt Au
方法（ ） （ ） （ ） （ ）
金属活动顺序表
热还原法
反应方程式：
Na： 。
Mg: 。
Al: 。
Fe: .
.
Cu: .
.
（高炉炼铁）
（铝热反应）
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
（湿法炼铜）
（火法炼铜）
铝热剂：铝粉和比Al活泼性弱的金属的金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)的混合物。
K Ca Na Mg Al︱ Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱Hg Ag︱Pt Au
方法（ ） （ ） （ ） （ ）
电解法
3 4 === 3Mn+ 2Al2O3
高温
2 === 2Cr + Al2O3
高温
3 10 === 6V + 5Al2O3
高温
其它铝热反应
铝热剂：铝粉和比Al活泼性弱的金属的金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)的混合物。
MnO2+ Al
Cr2O3+ Al
V2O5 + Al
金属活动顺序表
电解法
热还原法
热分解
富集
Hg： 。
Ag: 。
反应方程式：
Na： 。
Mg: 。
Al: 。
Fe: .
.
Cu: .
.
（高炉炼铁）
（铝热反应）
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
（湿法炼铜）
（火法炼铜）
K Ca Na Mg Al︱ Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱Hg Ag︱Pt Au
方法（ ） （ ） （ ) （ ）
课本99页
问1：冰晶石的作用？
助熔剂，降低Al2O3的熔化温度
问2：为啥要定期更换碳素电极？
高温下，碳会被氧气氧化
铝土矿
萤石
氧化铝
冰晶石
铝锭
碳素电极
液态铝
石油焦和沥青焦
电解
金属矿物资源有限，金属冶炼也会耗能，容易污染环境
合理利用矿物资源
途径
提高金属矿物的利用率
开发环保高效的金属冶炼方法
加强金属资源的回收和再利用
减少金属的使用量，使用其他材料代替金属材料
三、合理利用金属资源
防止金属的腐蚀
1、根据下表回答，工业生产电解冶炼金属镁应该选择_ ____作原料，原因是____________ __
MgCl2的熔点低，电解设备相对简单,成本低
MgCl2
物质 MgCl2 MgO AlCl3 Al2O3
熔点 714℃ 2852℃ 190℃ 2054℃
2、工业生产电解冶炼金属Al应该选择__ ___作原料，原因__________________________________
Al2O3
AlCl3为共价化合物，不导电
1. 电解饱和的氯化钠溶液来制取金属钠。（ ）
2. 将铝粉与氧化镁混合共热可制取金属镁。（ ）
3. 电解熔融状态的AlCl3制取铝。（ ）
4. 自然界中不存在游离态的铁。（ ）
5. 铝热法原理炼铁的过程中，1molFe3O4被铝还原为Fe，转移8mole—。( )
6. 古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中，利用的是置换反应的原理。( )
7、工业上用氢气还原赤铁矿(含Fe2O3)获得铁。（ ）
8、直接加热氧化汞可得到金属汞。（ ）
9、可利用反应： ，制取金属镁。（ ）
10、加强热，使CuO在高温条件下分解可制备单质铜。（ ）
×
×
×
×
√
√
×
√
×
×
化学资源:
海
洋
资
源
132.2亿亿吨
重水：200万吨
潮汐能：27亿千瓦
波浪能：700亿千瓦
海底石油:1350亿吨
天然气：140万亿立方米
水资源:
海水中含量最多的元素是 ，含量最多的金属元素是 。除此之外Cl—30000万亿吨；Mg—2100万亿吨，Br—100万亿吨；I—9300亿吨，Au —100亿吨，U—50亿吨
O
Na
生物资源:
能源
一、海水水资源的利用
利用
途径
直接利用海水进行循环冷却：接使用海水作火电厂、核电厂的循环冷却水
海水淡化
蒸馏法：历史最久，技术和工艺也比较成熟，但是成本较高。
电渗析法
离子交换法
温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处
冷凝水，下进上出
电渗析法
海水淡化：电渗析
（2019·全国Ⅲ卷）离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是：（ ）
是
A. 经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变
B. 水中的 NO3—、SO42—、Cl 通过阴离子树脂后被除去
C. 通过净化处理后，水的导电性降低
D. 阴离子树脂填充段存在反应H++OH— = H2O
离子交换法
A
二、海水中化学资源的利用
1．海水制盐
盐田
海水
饱和食盐水
引入
日晒风吹
析出粗盐
食用盐
氯碱工业
精制
蒸发结晶
粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、 Mg2+ 、 SO42-
除杂试剂：
①Na2CO3
②NaOH
③BaCl2
试剂加入顺序：
②③① \\ ③②① \\ ③①②
1、先加BaCl2，后加Na2CO3；
2、过滤后再加稀盐酸，蒸发结晶。
基本原则：
(1)、钠的冶炼：
盐田
海水
饱和食盐水
引入
日晒风吹
析出粗盐
食用盐
氯碱工业
精制
(2)、侯氏制碱法：
①NH3+H2O+CO2 +NaCl = NaHCO3↓ +NH4Cl
②2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑
△
先
后
(3)、氯碱工业：
2NaCl + 2H2O 电解 H2 +Cl2 +2NaOH
①制盐酸：
②制漂白剂：
H2 +Cl2 2HCl
点燃
Cl2+2NaOH NaCl +NaClO+H2O
Br-
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
+
Mg2+
Br-
Mg2+
Mg2+
Cl-
Cl-
Cl-
海水
粗盐
NaCl
Mg
Br2
Mg2+
Br-
苦卤
？
Br-
2．海水提镁
提取
粗盐
苦卤
试剂①
试剂②
操作②
操作①
2．海水提镁
提取
粗盐
苦卤
盐酸
电解
过滤
石灰乳
浓缩、结晶
①制石灰乳：____________________、_____________________________
②沉淀Mg2＋：________________________________________________
③酸化，制备MgCl2： ；
④从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O： ；
⑤电解法制备镁：_____________________________
Mg2+＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+Ca2+
Mg(OH)2＋2H+===Mg2+＋2H2O
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【资料卡片】
海水中元素种类很多，总储存量很大，但许多元素富集程度却很低。
溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，以Br—的形式存在，而每升中溴元素的含量仅约为67mg。
为什么要从海水中提溴？
Br-
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
+
Mg2+
Br-
Mg2+
Mg2+
Cl-
Cl-
Cl-
海水
粗盐
NaCl
Mg
Br2
Mg2+
Br-
苦卤
？
Br-
思考：上述苦卤中含有Br-，需要加入___ _使其转化为Br2。
氧化剂
海水
提取粗盐
苦卤
氧化室
酸和Cl2
吹出塔
空气
吸收塔
SO2和H2O
蒸馏塔
Cl2
液溴
冷凝
3．海水提溴
Br2是唯一呈液态的非金属单质，99%的溴分布在海水中，以Br—形式存在，富集程度低。
Cl2＋2Br－== Br2＋2Cl－
(1)氧化室中的离子方程式：
(2)用空气吹出利用了Br2的 性
挥发
(3)吸收塔中的离子方程式：
Br2+SO2+2H2O = 4H++SO42-+2Br—
①
②
③
(4)设计①②③步的目的是：
将Br2富集起来
(使用物理或化学方法，使某种元素或物质浓度提高的过程)
4．海带提碘
海带
灼烧
海带灰
浸泡
海带灰悬浊液
①
含I—溶液
含I2溶液
H2O2、稀硫酸
I2的CCl4溶液（下层）
蒸馏
单质I2
萃取
分液
H2O2+2I— +2H+ = I2＋2H2O
干海带中含碘(有机碘化物)量：0.3%--0.5%，有的高达1%，约比海水中的碘浓度提高10万倍！
②
(1)灼烧所用的仪器是：
(2)操作①是：
(3)写出步骤②的离子方程式：
(4)如何检验水溶液中是否含I2：
坩埚
过滤
取少量溶液于试管，加几滴淀粉溶液，若变蓝，说明含I2
一、煤的综合利用
主要元素：C 其他元素：H、O、N、S等
1. 煤的组成——有机物+少量无机物（煤不是单质）
【思考】结合实际和煤的组成你认为煤作为燃料有什么缺点？
煤燃烧产生大量的煤灰、煤渣、废气（二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等）、污染环境，燃烧效率低！
2. 煤综合利用主要途径
通过煤的干馏、气化和液化以获得清洁能源和化工原料
煤煤的组成有机物和无机物组成的混合物主要含C；还含少量Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ等煤的综合利用煤的干馏（将煤隔绝空气加强热使它分解的程。）焦炭煤焦油出炉煤气煤的气化煤的液化高温C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)直接液化间接液化煤＋氢气→液体燃料CO、H2CH3OH化学变化石油的综合利用：
分馏：将化合物按沸点不同经分馏塔分离分馏产物叫馏分。(属混合物)
裂解：深度裂化（得到CH2=CH2等产品）
催化重整：在加热和催化剂的作用下，将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃
裂化：将碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程
二、石油的综合利用
物理变化
化学变化
被称为“工业的血液”。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物
裂化汽油主要成分含不饱和烃
直馏汽油主要成分是饱和烃
C16H34 C8H18＋C8H16
C8H18 C4H10＋C4H8
C4H10 CH4＋C3H6
C4H10 C2H6＋C2H4
三、天然气的综合利用
1、天然气的主要成分是 。
2、综合利用：
①燃料——清洁化石燃料
②化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物
甲烷（CH4）
海底可燃冰：
CH4·nH2O
1、煤中含有甲苯、二甲苯等芳香烃，通过煤的干馏可以得到。（ ）
2、煤俗称煤炭,因此可看作碳元素形成的单质。（ ）
3、煤的气化是物理变化。（ ）
4、煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油。（ ）
5、石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油。（ ）
6、汽油是石油的分馏产品，乙烯是石油的裂化产品。（ ）
7、植物油、石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色。（ ）
8、煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁燃料。（ ）
9、甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到.（ ）
10、地沟油和矿物油都属于酯类物质.（ ）
11、汽油与水不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴。（ ）
12、向煤中加入适量石灰石，可大大减少燃烧产物中SO2的量。（ ）
13、从煤焦油中分离出甲苯，所发生的变化为化学变化。（ ）
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
√
×
用石油裂化和裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下:
(1)由CH2= CH2制得有机物A的化学方程式为　　　　　　　　　,反应类型是　　　　 。
(2)B中含有的官能团　　　 　(填名称)。
(3)A与B合成丙烯酸乙酯的化学反应方程式是　　　　　　　　 　　,反应的反应类型是　　　　。
(4)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是　　　　　　　　　　　　 。

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