第(1)5講自然資源的開發(fā)利用課件高一化學輔導（人教版20(1)9）

第15講自然資源的開發(fā)利用【內(nèi)容導航】1．金屬礦物的開發(fā)利用2．海水資源的開發(fā)利用3．煤和天然氣的綜合利用4．石油的綜合利用高一化學同步輔導1．金屬元素在自然界中的存在形態(tài)極少數(shù)以_______形式存在，如金、鉑等，絕大多數(shù)以________形式存在。2．金屬的冶煉(1)概念：將金屬礦物中的金屬從其化合物中______出來的過程。(2)原理：利用氧化還原反應原理，在一定條件下，使金屬離子______電子被_____成金屬原子，從而獲得金屬單質(zhì)。即：Mn＋＋ne－===M。3．金屬的冶煉方法(1)金屬活潑性與冶煉方法的關系如下：一、金屬礦物的開發(fā)利用游離態(tài)化合態(tài)還原得到還原(2)金屬的冶煉方法熱分解法分解HgO2HgO====2Hg＋O2↑分解Ag2O2Ag2O====4Ag＋O2↑電解法冶煉鈉2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑冶煉鎂MgCl2(熔融)====Mg＋Cl2↑冶煉鋁2Al2O3(熔融)=======4Al＋3O2↑熱還原法高爐煉鐵Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2鋁熱法煉鐵2Al＋Fe2O3====Al2O3＋2Fe其他方法濕法煉銅Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu△△通電通電通電冰晶石高溫高溫其中熱還原法常用的還原劑有______、_____、____、一些活潑金屬等。焦炭COH24．金屬礦物資源的開發(fā)和利用措施(1)提高金屬礦物的利用率。(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法。(3)防止金屬的腐蝕。(4)使用其他材料代替金屬材料，減少金屬的使用量。(5)加強廢舊金屬的回收和再利用。課堂探究金屬元素的原子結構決定了金屬元素的性質(zhì)、在自然界中的存在形式及冶煉方法。(1)金屬的冶煉一般有下列方法：a．焦炭法 b．水煤氣(氫氣和一氧化碳)法c．活潑金屬置換法 d．電解法請從上述四種方法中選擇相應的字母填入表中空格：高爐煉鐵濕法煉銅鋁熱法煉鉻工業(yè)上冶煉鋁

寫出Al與Cr2O3反應的化學方程式：______________________________。(2)銅在地殼中的含量遠低于鋁，但人類利用銅的歷史遠早于鋁，這與古代發(fā)生的森林大火有一定的關系，因為人類在大火之后的灰燼中會發(fā)現(xiàn)紅色發(fā)亮的物質(zhì)?，F(xiàn)在人們認識到，這種物質(zhì)就是孔雀石[主要成分為Cu2(OH)2CO3，熱穩(wěn)定性差]在大火中轉化而生成的銅，寫出大火中與銅元素有關的三個化學方程式：______________________________________________________。【即學即練1】從本質(zhì)上講，工業(yè)上冶煉金屬的反應一定都屬于(

)A．氧化還原反應B．置換反應

C．分解反應 D．復分解反應【即學即練2】下列金屬的冶煉方法正確的是(

)A．Hg：熱還原法 B．Al：電解法C．Cu：熱分解法 D．Fe：電解法AB1．海水水資源的開發(fā)利用(1)利用途徑：海水的淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻等。(2)海水淡化：通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有_______、________、___________和膜分離法等。其中_______的歷史最久。二、海水資源的開發(fā)利用蒸餾法電滲析法離子交換法蒸餾法(3)海水的蒸餾①主要儀器：A________，B_________，C_______。②冷卻水的流向：___口進，___口出。③B中加入碎瓷片的目的是________________。冷凝管蒸餾燒瓶錐形瓶ab防止液體暴沸△2．海水中化學資源的開發(fā)利用(1)海水制鹽從海水中制得的氯化鈉，可以食用，同時也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等的化工原料。①氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水，可生產(chǎn)氫氧化鈉、氫氣和氯氣?；瘜W方程式：2NaCl＋2H2O====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②制鈉和氯氣：2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑。③制鹽酸：H2＋Cl2====2HCl。④制漂白劑(84消毒液)：2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O。⑤制純堿：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓；2NaHCO3===Na2CO3＋CO2↑＋H2O。通電通電點燃(2)海水提溴①海水提溴的方法(吹出法)濃縮海水曬鹽和海水淡化的過程中副產(chǎn)物Br－得到濃縮氧化向濃縮的海水中通入Cl2，將Br－氧化成Br2吹出利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出溴蒸氣吸收吹出的溴蒸氣用SO2吸收蒸餾再用Cl2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴后蒸餾分離②氧化、吸收環(huán)節(jié)主要的離子方程式：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO42-＋2Br－。課堂探究海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下圖所示：(1)步驟①反應的離子方程式是________________________。(2)步驟③反應的化學方程式是_____________________。(3)步驟②中，用熱空氣將Br2吹出，利用溴的性質(zhì)為________，從步驟②到步驟④的目的是____________________。(4)從理論上考慮，下列物質(zhì)也能充分吸收Br2的是____(填字母)。A．NaOHB．FeCl2C．Na2SO3D．H2O(5)步驟⑤蒸餾過程中，溫度應控制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴蒸氣中水分增加；若溫度過低，則______________________。答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－

(2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr(3)易揮發(fā)將溴濃縮，提高Br2的提取率(4)ABC(5)溴不能完全蒸出，產(chǎn)率太低【即學即練1】海水是一個巨大的化學資源庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是(

)A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就能得到鉀單質(zhì)B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備NaD．利用潮汐發(fā)電是將化學能轉化為電能C【即學即練2】從海帶中提取碘單質(zhì)，工藝流程如下。下列關于海帶制碘的說法錯誤的是(

)A．實驗室灼燒干海帶在坩堝中進行B．沸水浸泡的目的是使I－充分浸出C．由濾液獲得碘水，發(fā)生的離子反應為2I－＋H2O2===I2＋2OH－D．可以用淀粉溶液檢驗碘水中的I2C1．煤的組成煤是由_______和少量______組成的復雜混合物，主要含有碳元素，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。2．煤的綜合利用(1)煤的干餾：將煤_________________使之分解的過程，工業(yè)上也叫煤的焦化。主要產(chǎn)品：__________

(包括焦爐氣、粗氨水、粗苯)、_______、________(2)煤的氣化：定義：將煤轉化為____________的過程。主要反應：C+H2O====CO+H2高溫三、煤和天然氣的綜合利用有機物無機物隔絕空氣加強熱出爐煤氣煤焦油焦炭可燃性氣體(3)煤的液化：①直接液化：煤＋H2―→_________；②間接液化：煤——→CO和H2——→______等氣化催化劑液體燃料甲醇(4)煤的綜合利用的意義①減少污染物的排放；減少煤燃燒產(chǎn)生的SO2、NOx、CO和粉塵等污染物的排放。②提高煤燃燒的效率；煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源的有效途徑，煤的燃燒效率也有很大的提高。③獲得重要的化工原料：通過煤的干餾，獲得大量重要的化工原料。3．天然氣的成分及應用(1)天然氣是一種清潔的化石燃料，主要成分是______，常用作燃料，作為化工原料主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等。(2)天然氣水合物是天然氣與水在高壓、低溫條件下形成的類似冰狀物質(zhì)，主要成分是甲烷水合物，組成可表示為CH4·nH2O，甲烷分子處于由多個水分子形成的籠中。又稱為“可燃冰”。CH4課堂探究如圖是實驗室干餾煤的裝置圖：(1)指出圖中儀器名稱：a．____________，d．____________。(2)儀器d的作用是______________________________，c中液體有___________和____________，其中無機物里溶有____________，可用____________檢驗出來。有機物可以通過__________的方法使其中的重要成分分離出來。(3)e處點燃的氣體主要成分有_______________________(填化學式)，火焰的顏色是________。(4)點燃e處之前，必須進行________________。(5)下列敘述錯誤的是________。A．煤發(fā)生了化學變化 B．c中液體的pH>7C．c中液體只有一層 D．e處的氣體可以還原氧化銅，可以使溴水褪色答案：(1)酒精噴燈燒杯(2)盛裝冷水對蒸氣進行冷卻粗氨水煤焦油氨酚酞溶液分餾(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡藍色(4)檢驗氣體的純度(5)C【即學即練1】我國在“煤變油”技術上已取得了重大突破，達到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列敘述錯誤的是(

)A．煤的組成元素主要是碳，但煤是混合物B．“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機物C．煤之所以能變“油”，是因為煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D．煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程，發(fā)生復雜的物理、化學變化才能實現(xiàn)C【即學即練2】下列說法中正確的是()A．把煤加強熱使之分解的過程為煤的干餾B．煤俗稱煤炭，因此可看作碳元素形成的單質(zhì)C．在一定條件下，煤可以和氫氣直接反應生成液體燃料D．天然氣是清潔的化石燃料，對環(huán)境沒有污染C1．石油的組成由多種___________組成的混合物。2．石油的綜合利用(1)分餾概念：利用石油中各組分_______的不同進行分離的過程。目的：獲得_____、_____、_____等輕質(zhì)油。(2)裂化概念：將含碳原子_____、沸點_____的烴（重油）分裂為含碳原子_____、沸點_____的烴的過程。目的：提高________________的產(chǎn)量，特別是______的產(chǎn)量。原理：十六烷

辛烷

辛烯四、石油的綜合利用碳氫化合物沸點汽油煤油柴油較多較高較少較低輕質(zhì)液體燃料汽油(3)裂解概念：裂解就是深度裂化。目的：獲得______、______、______等重要的基本化工原料。原理：(4)催化重整概念：石油在______和_______的作用下，可以通過結構的調(diào)整，使_______轉化為________。目的：獲得_____、_____等產(chǎn)品。乙烯丙烯甲烷加熱催化劑鏈狀烴環(huán)狀烴苯甲苯3．化石能源與合成高分子材料(1)三大合成高分子材料：_______、___________、__________。(2)以煤、石油、天然氣為原料，通過化學反應可以制得合成高分子材料。①乙烯制聚乙烯：②丙烯制聚丙烯：塑料合成橡膠合成纖維課堂探究某研究學習小組在實驗室中模擬石油的煉制，設計了如圖的裝置。實驗過程中，可觀察到b中試管內(nèi)有少量液體凝結且聞到有汽油的氣味，c中試管內(nèi)酸性高錳酸鉀溶液褪色。(1)實驗研究小組模擬的是__________________(填化工工藝名稱)。(2)c中試管內(nèi)酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了酸性KMnO4溶液的________性。(3)寫出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化學方程式：________________________________。(4)實驗過程中，裝置d中的溴水褪色，寫出驗證烯烴與溴水的反應是加成反應而不是取代反應的方法：_____________________________________。答案：(1)石油的裂化(2)氧化(3)C16H34——→C8H18＋C8H16(4)向反應后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不變紅