【課件】自然資源的開發(fā)利用++課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

自然資源是人類社會(huì)發(fā)展不可或缺的自然物質(zhì)基礎(chǔ)，包括土地與土壤資源、礦產(chǎn)資源、生物資源、水資源、能源資源、環(huán)境資源等，根據(jù)其能否再生可以分為可再生資源和不可再生資源。

化學(xué)是人類利用自然資源和應(yīng)對(duì)環(huán)境問題的重要科學(xué)依據(jù)，本節(jié)我們將以金屬礦物、海水資源和化石燃料的綜合利用為例，認(rèn)識(shí)化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，了解與此有關(guān)的環(huán)境與發(fā)展問題。

自然資源的開發(fā)利用鉑礦藍(lán)銅礦赤鐵礦赤銅礦鉛鋅礦鎢礦鋁礦金屬元素在自然界的存在游離態(tài)化合態(tài)少數(shù)不活波金屬銅銀隕鐵金礦絕大多數(shù)金屬以礦物質(zhì)形式存在孔雀石鉛鋅礦菱鎂礦黃銅礦01金屬礦物的開發(fā)利用春秋、戰(zhàn)國(guó)的青銅劍古代使用的金屬有哪些？為什么？和冶煉金屬相關(guān)高壓鈉燈鐵鍋不銹鋼鍋鈦合金羽毛球拍鎳合金門鎖除金、鉑等極少數(shù)金屬，絕大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)的形式存在于自然界。【思考】地殼中含量最高和次高的金屬元素是什么？含量最高的是鋁，其次是鐵。黃銅礦金礦赤鐵礦(CuFeS2)石器時(shí)代先進(jìn)入青銅器時(shí)代,繼而進(jìn)入鐵器時(shí)代,而鋁的利用要比銅和鐵晚得多,僅僅是100多年前的事情.所以利用的先后順序?yàn)殂~、鐵、鋁【回憶】人類使用鋁鐵銅三種金屬的順序是什么？【思考】地殼中鋁的含量比鐵和銅高，但是鋁使用的時(shí)間卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于銅和鐵，這是為什么呢？不同活動(dòng)性順序的金屬，提取的方法一樣嗎？青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代開發(fā)使用鋁(距今100多年前)(公元前2500年)(公元前4000年)Au、Ag、Cu、Fe、古代現(xiàn)代Al、Ti金屬越活潑，越難冶煉。金屬的冶煉將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來的過程，工業(yè)上稱之為金屬的冶煉。2.冶煉的定義3.冶煉的實(shí)質(zhì)1.金屬提取過程富集冶煉精煉目的：除去雜質(zhì)，提高礦石中的有用成分的含量目的：得到金屬單質(zhì)目的：提高金屬的純度Mn+M

+ne-得電子，被還原4.冶煉的方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu電解法熱還原法熱分解法物理方法金屬活動(dòng)性順序強(qiáng)弱①.物理方法適用于極不活潑的金屬，如Pt、Au如“沙土淘金”就是利用水沖洗沙子，將沙土沖走，剩下密度很大的金砂，再進(jìn)一步分離便可得到金屬純金。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu②.熱分解法對(duì)一些不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將它們從其化合物中還原出來。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu如古代煉丹術(shù)士葛洪的《抱樸子》中“丹砂燒之成水銀”HgS===2Hg+S2HgO===2Hg+O2↑2Ag2O===4Ag+O2↑常見的還有：③.電解法適用于一些非?；顫姷慕饘?，采用一般的還原劑很難將它們從其化合物中還原出來，工業(yè)上常用電解法冶煉。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAuMgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑電解2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑電解冰晶石冰晶石的作用是降低Al2O3的熔化溫度

1827年，德國(guó)化學(xué)家維勒用金屬鉀制得了鋁

1854年，法國(guó)的德維爾用金屬鈉制得鋁

鋁的發(fā)現(xiàn)史拿破侖大帝喜歡炫耀自己。每次宴會(huì)，餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個(gè)碗?yún)s是鋁制品。為什么貴為法國(guó)皇帝用色澤要暗得多的鋁碗呢？電解法電解法——適用于很活潑的金屬（KCaNaMgAl）【思考】已知有關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點(diǎn)/℃28522054714190（以分子形式存在）沸點(diǎn)/℃360029801412180參考上述數(shù)據(jù)回答問題：(1)工業(yè)上為什么常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂,而不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂？(2)工業(yè)上為什么常用電解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)金屬鋁,而不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁？因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于MgCl2，所以電解熔融的MgO需要更多的能量，更高的溫度，成本更高。從表中可以發(fā)現(xiàn)，AlCl3的熔點(diǎn)很低，且沸點(diǎn)比熔點(diǎn)低，易升華；熔融時(shí)不存在離子，不能導(dǎo)電，故不能被電解。

④.熱還原法大部分金屬的冶煉都是通過在高溫下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)完成的。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu常見的還原劑：CO、H2、C(焦炭)、活潑金屬(如鋁熱反應(yīng))Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高溫CuO+H2===Cu+H2O高溫Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

高溫CuO+H2===Cu+H2O高溫?zé)徇€原法：常用的還原劑有：CO、H2、C(焦炭)、活潑金屬熱還原法熱還原法Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫鋁熱法：用金屬鋁做還原劑冶煉活潑性不如鋁且“高熔點(diǎn)”的金屬（Fe、V、Cr、Mn等）應(yīng)用：①冶煉熔點(diǎn)較高的金屬，如鉻、錳、鎢、釩等

②金屬焊接，如焊接鋼軌。鋁熱反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3高溫【思考】1、鋁熱反應(yīng)需要高溫條件，是否還需要持續(xù)加熱？2、實(shí)驗(yàn)中，鎂條、氯酸鉀的作用是什么?

3、蒸發(fā)皿中鋪少量細(xì)沙的作用是什么？

鋁熱劑02海水資源的開發(fā)利用

海洋約占地球表面積的71%。海洋中水的儲(chǔ)量約為1.3×1018噸，約占地球上總水量的97%。

從太空觀察地球，會(huì)看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍(lán)色的海洋之中。

由于與巖石、大氣和生物的相互作用，海水中溶解和懸浮著大量的無機(jī)物和有機(jī)物。海水中主要含有H、O元素，還含有豐富的Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等多種元素。海水資源化學(xué)資源水資源新型能源思路二

分離出鹽分1.海水資源的特點(diǎn)廣闊性多樣性分散性電滲析法離子交換法反滲析法2.利用途徑及海水淡化方法海水淡化思路一

提取出淡水海水循環(huán)冷卻海水水資源的利用蒸餾法歷史最久電滲析法離子交換法蒸餾法海水曬鹽粗鹽提純精鹽海水制鹽1.海水制鹽“煮海為鹽”(1)氯堿工業(yè)：(2)制鈉和氯氣：(3)制鹽酸：(4)制漂白劑(84消毒液)：(5)制純堿：2NaCl（熔融）===2Na+Cl2↑電解2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑

+2NaOH電解H2+Cl2===2HCl點(diǎn)燃2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O2NaHCO3===Na2CO3＋CO2↑＋H2O△(飽和食鹽水)2.海水提溴(1)海水提溴的方法(吹出法)根據(jù)教材中海水提溴的工藝流程圖，思考和