資源簡介

(共29張PPT)
第八章化學與可持續發展
第一節自然資源的開發利用
P98 資料卡片
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。
透長石
一 、金屬礦物的開發利用
赤鐵礦
鎢礦
黃銅礦
錳礦
鋁礦
鋅礦
一 、金屬礦物的開發利用
1.除了金、鉑等極少數金屬，絕大數金屬元素以化合物的形 式存在自然界。
2.金屬冶煉：將金屬從其化合物中還原出來，用于生產各種 金屬材料。
冶煉金屬的原理
得 mer
Rm+
R
金屬活動順序表
單質還原性依次減弱
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg AgPtAu
總 結：從左往右，越來越容易冶煉金屬，即越來越容易得到金屬單質。
K+ Ca +Na+Mg +Al +Zn +Fe +Sn +Pb +(H+)Cu +Hg +Ag+Pt +
離子氧化性依次增強
熱分解法：——適用于不活潑的金屬冶煉
2HgO全2Hg+O 個 2Ag O全4Ag+O 個
在電流作用下，強迫金屬陽離子得到電子而變成金屬單質。
如：
電解
2NaCl (熔融)= 2Na+Cl 個
電解
MgCl (熔融)= Mg+Cl ↑
電解
2Al O (熔融)冰 石4Al+3O 個
助熔劑
晶
二
電 解 法 ——適用于鉀、鎂、鈉、鋁等非常活潑金屬的冶煉
熱還原法 ——適用于金屬活動性順序表中部的金屬冶煉
高溫下使用還原劑將金屬(較活潑)從其化合物中還原出來的方法。
(1)非金屬還原法：(焦炭、C O、H )
Fe O +3Co 2Fe+3CO
高 溫
2CuO+C =2Cu+CO 個
高溫
CuO+H =Cu+H O
(2)活潑金屬還原法：鋁 熱 反 應
2Al+Fe O =2Fe+Al O
鎂條 ——引燃物質
氯 酸 鉀 ——助燃物質
氧化鐵和鋁
粉的混合物
鋁熱劑
坩堝 熔渣
鋁熱反應的原理可以應用在生產上，如
鋼水
用于焊接鋼軌等。在冶金工業上也常用
砂型 鋼軌
這一反應原理，使鋁與金屬氧化物反應，
冶煉釩、鉻、錳等
其它鋁熱反應：
鋁熱反應的應用
總結 不同金屬冶煉方法的選擇
金屬活動性：
強 K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H)Cu H g Ag弱 電解法 熱還原法 熱分解法
[練習]
在冶金工業上，均不能用化學還原劑制得的一組金屬是
A、Na Mg Al B 、Na K Zn Fe
C、Zn Fe Cu Ag D、Mg Al Zn Fe
下列冶煉方法中，可將化合物中的金屬元素還原為金屬單質的是
A、加 熱Al O B、加熱CaCO
C、電解熔融NaCl D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱
生物資源可供人類利用的魚蝦貝藻為每年6億噸，現在捕撈量為每年9000萬噸
能 源 波浪能、潮汐能等
化學資源 鎂、鉀、鈾、鍶等礦物
錳結核……
71% 20
陸地
水 資 源 :1.3×1018噸
海洋資源
二 、海水資源的開發利用
1、海水水資源的利用
海水的淡化 蒸餾法、反滲透法、電滲析法等 直接利用海水進行循環冷卻
蒸餾—— 利用液態混合物(互溶)中各組分沸點的不同，加熱使其某
一組分變成蒸氣，經過冷凝后再變成液體，從而跟其他組分分開
溫度計
冷凝管
蒸餾燒瓶
牛角管
錐形瓶
NaCI、
MgCl 、CaCl 、Na SO
加入試劑 化學方程式
25
海水制鹽 p7 粗鹽
溶解
懸濁液(泥沙、NaCl、MgCl 、CaCl 、硫酸鹽)
過濾
先BaCl , 后 Na CO 過濾后加適量稀HCI
雜質
Na SO
MgCl
CaCl
不溶性雜質
(泥沙)
Cl 和H O(g)
蒸餾塔 冷凝器
氧化和吸收環節主要反應的離子方程式
SO 和 H O
吸收塔
酸和Cl
氧化室
空氣
吹出塔
海水提溴 p101
富集 (濃縮)
海水
Br
溶液
海水
( 含 有NaCl 和
MgSO 等 )
Mg(OH) 沉 淀
(2)加入試劑①后，能夠分離得到Mg(OH) 沉淀的方法是過濾 電解
(3)試劑②可以選用_ 鹽 酸 MgCl (熔融)二 Mg+Cl 個
(4)無 水MgCl,在熔融狀態下，通電后會產生Mg 和Cl,, 該反應的化學方程式為
(1)為了使MgSO 轉化為Mg(OH) , 試劑①可以選用 Ca(OH) ; 要 使MgSO 完全轉化為沉淀， 加入試劑①的量應過 量
海水提鎂 p106
6.鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料。大量的鎂是從海水中提取的，其中的主要步驟如下：
熔融
電解
無水 MgCl
MgCl 溶液
試劑①
試劑②
Mg
海帶提碘 p106
5.海帶中含有碘元素。從海帶中提取碘的實驗過程如下圖所示：
海帶 ①灼燒 海帶灰 ②浸泡 海帶灰懸濁液 ③ 含I 溶液
④H O 、稀硫酸
⑥ ⑤提取碘
單質I I 的CCl 溶液 含I 溶液
(1)實驗步驟①會用到下列儀器中的_acd (填字母)。
a. 酒精燈 b.漏斗 c. 坩堝 d. 泥三角
(2)步驟③的操作名稱是過濾 -0
(3)步驟④中反應的離子方程式為______ 取少量水溶液于試管中，滴加幾滴
(4)請設計 一 種檢驗水溶液中是否含有碘單質白 淀 粉 溶 液 ， 如 果 變 藍 ， 則 說 明 有I
(5)海帶灰中含有的硫酸鹽、碳酸鹽等，在實驗步驟 ⑤ (填序號)中實現與碘分離。
三 、煤、石油和天然氣的綜合利用
煤、石油和天然氣仍是人類使用的主要能源，同時它們也是
重要的化工原料。 2019年全球一次能源消費份額(百分比)
不可再生能源
一次能源
污染大，利用率低
石油33%
煤炭 27%
天然氣24%
直接做燃料
變成化工原料
合成材料
煤 、 石 油 、 天 然 氣
①煤的干餾 煤的綜合利用 ②煤的氣化
③煤的液化
C 元素—大量
H 、N 、S 、O等元素—少量
1.煤
煤的組成
有機物
無機物
·將煤轉化為可燃性氣體的過程
C+H CO+H2
水煤氣
溫
·煤干餾的產物有哪些
煤的氣化 化學變化
·將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程，也叫煤的焦化
煤氣、煤焦油、焦炭
化學變化
煤的干餾
直接(煤+H → 液體燃燒)
間接(先轉化為CO和H , 后轉為CH OH)
煤的液化
化學變化
2.天然氣：
清潔的化石能源
合成氨跟生產甲醇
分餾：利用原油中各組分沸點的不同進行分離的過程。(物理變化)
裂化：使烴類分子分裂為幾個較小分子的反應過程。(化學變化)
C H 4 C H +C H 6 C H 8加 、 壓C H o+C H
裂 解： 在高溫下分子鏈斷裂成極小分子的過程。( 化學變化)
C H 0 加熱、加壓 CH +C H C Hok劑C H +C H
化
加
劑
熱
催
多種碳氫化合物組成的混合物，成分復雜，
需要先在煉油廠進行精煉。
3.石油：
催化劑
石油的分餾
汽 油 發 動 機 的 燃 料
飛機燃料
煤 油 爐 的 燃 料
柴 油 發 動 機
的 燃 料
蒸 餾
各 種 化 工 原 料
Cs-Cn
汽 油
Ci-C
煤 油
C15
柴 油
柴
油
壓
料 油
上 升 的 石 油 燕 氣
加 熱 爐
汽 油
煤 油
柴 油
潤滑油
Ca以下
石 油 氣
重 油 C2o 以 上
瀝 青 減
船或火力發電
的 燃 料
催 化 裂 化
常 壓 蒸 餾
凝結的汽油
液 化 石 油 氣
機 油
鋪 路
P105 練習與應用
1.下列過程屬于物理變化的是( )。
A. 煤的干餾 B. 石油分餾 C. 石油裂化 D. 乙烯聚合
2.完成下列反應的化學方程式，并指明其中的氧化劑和還原劑。
SnO +C——Sn+CO
WO +H ——W+H O
PbS+O ——PbO+SO
UF +Mg——U+MgF
3.藍銅礦的主要成分為2CuCO ·Cu(OH) , 將它與焦炭一起加熱時，可以生成Cu 、CO 和H O。請 寫
出該反應的化學方程式，并注明反應類型。
4.某種磁鐵礦樣品含Fe O 76.0%,SiO 11.0%, 其他不含鐵的雜質13.0%,請計算這種礦樣中鐵的
質量分數。

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