化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用,自然資源的定義？,自然資源與可持續(xù)發(fā)展,自然資源定義：,一定時間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價值的以提高人類當(dāng)前和將來福利的自然環(huán)境因素和條件的總稱。,可持續(xù)發(fā)展：,盡可能地延長現(xiàn)有資源的可使用年限，保護(hù)好自然環(huán)境，使子孫后代也能夠繼續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)。,是指滿足當(dāng)前需要而又不剝削子孫后代滿足其需要之能力的發(fā)展,開發(fā)利用金屬礦物和海水資源,金屬礦物的開發(fā)和利用,藍(lán)銅礦,赤鐵礦,螢石,Fe2O3,Cu3CO32(OH)2,CaF2,自然界礦物中的金屬元素存在形態(tài),黃鐵礦FeS2,輝銅礦Cu2S,天然金Au,天然鉑Pt,1、自然界中金屬元素的存在形式,游離態(tài)：化合態(tài)：,極少數(shù)（金、鉑等）化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬絕大多數(shù)（除金、鉑等）化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬,人類使用的金屬材料中金屬的存在狀態(tài)？,合金:是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。,Mn+,M,+ne-,金屬的冶煉要使金屬離子,得到電子,轉(zhuǎn)化為金屬原子,金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：利用氧化還原反應(yīng)，使金屬化合物中的金屬陽離子得到電子變成金屬原子。,2、金屬冶煉定義、原理及一般步驟,（1）定義：P88,（2）原理：,（3）一般步驟,1、采礦,2、富集,將礦物中的有效成分提取出來，以減少雜質(zhì)、提高品位。,3、冶煉,利用氧化還原原理，在一定條件下，將金屬礦物中的金屬從其化合物中還原出來,還原,4、精煉,采用一定的方法，提純金屬，用于生產(chǎn)和制造各種材料,浪淘沙-劉禹錫日照澄洲江霧開,濤金女伴滿江隈.美人首飾侯王印,盡是沙中海底來.,（1）不活潑金屬物理方法,Pt、Au,3、金屬的冶煉方法,淘金原理,剛果手工金礦開采,馬達(dá)加斯加淘金者,原理:金的質(zhì)量較沙重,在淘去粗沙后,用水銀滾動吸附金,水銀是已知唯一可以粘附金的物質(zhì).,（2）不活潑的金屬熱分解法,采用加熱分解法，,又叫做：熱分解法,Hg、Ag,Au,+,2Cl2,（3）非?；顫姷慕饘俚囊睙?使它們由化合物轉(zhuǎn)化為單質(zhì),K、Ca、Na、Mg、Al、,很困難,通常冶煉方法：,電解法,高溫下熔融金屬化合物然后進(jìn)行電解,-最強(qiáng)力的還原手段,2NaCl(熔融),2Na,Cl2,+,2Al2O3(熔融),4Al,+,3O2,（4）一些較活潑的金屬,Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、,通常冶煉方法：,熱還原法,實(shí)驗(yàn)4-1鋁熱反應(yīng),現(xiàn)象,原理,鎂條劇烈燃燒，發(fā)出白光，導(dǎo)致混合物劇烈反應(yīng)，發(fā)出強(qiáng)光，有紅熱的熔融物生成。,2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3,高溫,鎂條為引燃劑氯酸鉀為助燃劑,鋁熱劑：鋁與氧化鐵的混合物,（1）鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。（2）在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，冶煉難熔金屬釩、鉻、錳等。,鋁熱反應(yīng)應(yīng)用,不活潑的金屬,金屬的冶煉方法總結(jié)：,金屬活動順序？,K、Ca、Na、Mg、Al、,Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、,Hg、Ag、Pt、Au,非?；顫姷慕饘?較活潑的金屬,電解法,熱還原法,熱分解法物理方法,金屬礦物資源有限,合理利用礦物資源,有效使用金屬產(chǎn)品、材料,途徑：,提高金屬礦物的利用率,減少金屬的使用量,使用其他材料代替金屬材料,加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用,金屬的回收和環(huán)境保護(hù),回收金屬的意義：（1）節(jié)約礦物資源；（2）節(jié)約能源；（3）減少環(huán)境污染,1.我國古代的濕法冶金術(shù)是世界聞名的。我國在世界上最先應(yīng)用濕法冶金術(shù)冶煉的金屬是（）A、FeB、CuC、AgD、Hg2.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(zhì)的是（）A、加熱Al2O3B、加熱CaCO3C、電解熔融NaClD、NaCl與鋁粉高溫共熱,B,C,海水資源的開發(fā)利用,海底石油:1350億噸天然氣：140萬億立方米鎂、鉀、鈾、鍶等礦物：5億億噸（液體礦山）錳結(jié)核：3萬億噸;魚蝦貝藻：6億噸/年，現(xiàn)在捕撈量9000萬噸/年波浪能：700億千瓦潮汐能：27億千瓦重水：200萬噸水：13億億噸,豐富的海洋資源,海水中資源的分類:,海水資源,化學(xué)資源,海水的淡化：,（1）海水淡化的途徑:從海水中提取淡水從海水中分離出鹽（2）海水淡化的方法:p90蒸餾法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂）,海水化學(xué)資源的開發(fā)利用,含80多種元素，以氧、氫、氯、鈉、鉀、鎂、鈣、硫、碳、氟、硼、溴、鍶等較多。被稱為“元素的故鄉(xiāng)”。,種類很多,海水化學(xué)資源的開發(fā)利用,如何通過實(shí)驗(yàn)證明海水中存在碘元素？,思考：,已知：海水中碘元素的含量610-4mg/L,干海帶中含碘量達(dá)0.3%-0.5%，有的高達(dá)1%。,約比海水中的碘濃度提高了10萬倍！,如何證明海帶中存在碘元素?實(shí)驗(yàn)4-2,（一）實(shí)驗(yàn)步驟：（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。將海帶剪碎，用酒精潤濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。（2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，停止加熱，冷卻。（3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，向燒杯中加入10ml蒸餾水，攪拌，煮沸2min3min，使可溶物溶解，過濾。（4）向?yàn)V液中滴入幾滴硫酸，再加入約1mlH2O2溶液，觀察現(xiàn)象。取少量上述濾液，滴加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。,如何通過實(shí)驗(yàn)證明海帶中存在碘元素？,實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)。,或滴入CCl4振蕩后，下層顯紫紅色。,實(shí)驗(yàn)結(jié)論,海帶中存在碘元素,海水化學(xué)資源的開發(fā)利用,海水中提取化學(xué)物質(zhì)的一般方法,濃縮de海水,過濾,蒸發(fā)結(jié)晶,過量,食鹽的提取,NaCl應(yīng)用,（1）海水制鹽生產(chǎn)NaCl（食用）,（2）NaCl的水溶液制NaOH,（3）制金屬Na,（4）制Na2CO3,2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,從海水中提取鎂的主要步驟如下：試回答下列問題：（1）為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg（OH）2，試劑可以選用，其離子方程式為（2）加入試劑后，能夠分離得到Mg（OH）2沉淀的方法是；（3）試劑可以選用；（4）無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)