資源簡介

(共24張PPT)
自然資源是人類社會發展不可或缺的自然物質基礎，包括土地與土壤資源、礦產資源、生物資源、水資源、能源資源、環境資源等，根據其能否再生可以分為可再生資源和不可再生資源。
化學是人類利用自然資源和應對環境問題的重要科學依據，本節我們將以金屬礦物、海水資源和化石燃料的綜合利用為例，認識化學的應用價值，了解與此有關的環境與發展問題。
自然資源的開發利用
鉑礦
藍銅礦
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
化合態
少數不活波金屬
銅
銀
隕鐵
金礦
絕大多數金屬以礦物質形式存在
孔雀石
鉛鋅礦
菱鎂礦
黃銅礦
01
金屬礦物的開發利用
春秋、戰國的青銅劍
古代使用的金屬有哪些？為什么？
和冶煉金屬相關
高壓鈉燈
鐵鍋
不銹鋼鍋
鈦合金羽毛球拍
鎳合金門鎖
除金、鉑等極少數金屬，絕大多數金屬元素以化合態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)
石器時代先進入青銅器時代,繼而進入鐵器時代,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為銅、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，但是鋁使用的時間卻遠遠晚于銅和鐵，這是為什么呢？不同活動性順序的金屬，提取的方法一樣嗎？
青銅器時代
鐵器時代
開發使用鋁
(距今100多年前)
(公元前2500年)
(公元前4000年)
Au、Ag、Cu、
Fe、
古代
現代
Al、
Ti
金屬越活潑，越難冶煉。
金屬的冶煉
將金屬從其化合物中還原出來的過程，
工業上稱之為金屬的冶煉。
2.冶煉的定義
3.冶煉的實質
1.金屬提取過程
富集
冶煉
精煉
目的：除去雜質，提高礦石中的有用成分的含量
目的：得到金屬單質
目的：提高金屬的純度
Mn+ M
+ne-
得電子，被還原
4.冶煉的方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
物理方法
金屬活動性順序
強 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，再進一步分離便可得到金屬純金。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
②.熱分解法
對一些不活潑金屬，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。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
如古代煉丹術士葛洪的《抱樸子》中“丹砂燒之成水銀”
HgS ===2Hg + S
2HgO === 2Hg + O2 ↑
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
常見的還有：
③.電解法
適用于一些非常活潑的金屬，采用一般的還原劑很難將它們從其化合物中還原出來，工業上常用電解法冶煉。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
MgCl2 (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，德國化學家維勒用金屬鉀制得了鋁
1854 年，法國的德維爾用金屬鈉制得鋁
鋁的發現史
拿破侖大帝喜歡炫耀自己。每次宴會，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碗卻是鋁制品。為什么貴為法國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（K Ca Na Mg Al ）
【思考】已知有關物質的熔沸點數據如下表:
物質 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
熔點/℃ 2852 2054 714 190（以分子形式存在）
沸點/℃ 3600 2980 1412 180
參考上述數據回答問題：
(1)工業上為什么常用電解熔融MgCl2的方法生產金屬鎂,而不用電解MgO的方法生產鎂？
(2)工業上為什么常用電解Al2O3冰晶石熔融混合物的方法生產金屬鋁,而不用電解AlCl3的方法生產鋁？
因為MgO的熔點遠高于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 。
從表中可以發現，AlCl3的熔點很低，且沸點比熔點低，易升華； 熔融時不存在離子，不能導電，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生的氧化還原反應完成的。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
常見的還原劑：CO、H2、C(焦炭)、活潑金屬(如鋁熱反應)
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高溫
CuO+H2 === Cu + H2O
高溫
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2
高溫
CuO+H2 === Cu + H2O
高溫
熱還原法：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+2Al 2Fe + 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”的金屬（Fe、V、Cr、Mn等）
應用：①冶煉熔點較高的金屬，如鉻、錳、鎢、釩等
②金屬焊接，如焊接鋼軌。
鋁熱反應
現象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發出耀眼的白光，紙漏斗內劇烈反應，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中
Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3
高溫
【思考】
1、鋁熱反應需要高溫條件，是否還需要持續加熱？
2、實驗中，鎂條、氯酸鉀的作用是什么
3、蒸發皿中鋪少量細沙的作用是什么？
鋁熱劑
02
海水資源的開發利用
海洋約占地球表面積的71%。海洋中水的儲量約為1.3×1018噸，約占地球上總水量的97%。
從太空觀察地球，會看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍色的海洋之中。
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物和有機物。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
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：
(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
點燃
2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O
2NaHCO3 ===Na2CO3＋CO2↑＋H2O
△
(飽和食鹽水)
2. 海水提溴
(1) 海水提溴的方法(吹出法)
根據教材中海水提溴的工藝流程圖，思考和討論每一環節的作用，寫出氧化和吸收環節主要反應的離子方程式。
②2Br- + Cl2═ Br2+ 2Cl-
④2H2O+SO2+Br2═H2SO4+2HBr
⑤2Br-+Cl2═ Br2+2Cl-
3、海水資源的其他利用
（1）從海水中提取鈾和重水，用于核能開發。
（2）開發潮汐能、波浪能等新型能源。

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