第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用黑龍江省慶安一中孫秀民人教版必修2第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用黑龍江省慶安一中孫秀民人教1

化學(xué)研究和應(yīng)用在自然資源的合理開發(fā)和綜合利用中發(fā)揮著重要的作用。利用化學(xué)變化，可以改變物質(zhì)原有的組成、結(jié)構(gòu)，使之具有更加優(yōu)異的性質(zhì)和功能；可以合成自然界原本沒(méi)有的物質(zhì)；可以開發(fā)人類社會(huì)發(fā)展所需的能源；還可以不斷地?cái)U(kuò)大可利用自然資源的范圍；等等?；瘜W(xué)在提高資源的利用率、保護(hù)自然環(huán)境等方面也同樣發(fā)揮著重要作用?；瘜W(xué)研究和應(yīng)用在自然資源的合理開發(fā)和綜合利用中發(fā)2第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢礦鋅礦第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源黃銅礦赤鐵礦鋁礦錳礦鎢自然資源與可持續(xù)發(fā)展

廣義地講，所謂自然資源，是指在一定時(shí)間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的，以提高人類當(dāng)前和將來(lái)福利的自然環(huán)境因素和條件的總稱。可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)是滿足人類需要，強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約、強(qiáng)調(diào)代際之間、人類和其它生物種群之間、不同國(guó)家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持續(xù)發(fā)展。自然資源與可持續(xù)發(fā)展思考：1.金屬冶煉指什么？2.為什么不同金屬的冶煉方法不同？3.金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉有什么關(guān)系？閱讀教材P88思考：閱讀教材P88一、金屬礦物的開發(fā)和利用思考與交流：請(qǐng)同學(xué)們列舉出常見(jiàn)金屬的名稱？這些金屬以何種形式存在于自然界中？

金屬元素種類多，分布廣，活動(dòng)性差別大，在自然界的存在形式各異，少數(shù)不活潑金屬以游離態(tài)存在（如金和鉑等），多數(shù)金屬以化合態(tài)存在。人們?cè)谏詈蜕a(chǎn)中使用的金屬材料多是合金或純金屬，這就需要把金屬?gòu)牡V石中提煉出來(lái)，提煉的過(guò)程就是金屬的冶煉過(guò)程。一、金屬礦物的開發(fā)和利用思考與交流：請(qǐng)同學(xué)們列舉出常見(jiàn)金屬的將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過(guò)程，在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。金屬冶煉的步驟：

第一步：礦石的富集。除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分含量。第二步：冶煉。利用氧化還原反應(yīng)，在一定條件下，把金屬離子還原成單質(zhì)。第三步：精煉。采用一定方法，提煉純金屬。

將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的

大多數(shù)金屬礦石里含有雜質(zhì)，如石英、石灰石等，因此在冶煉金屬時(shí)首先需要富集礦石。

在富集好的礦石中利用不同方法將金屬還原出來(lái)，最后進(jìn)行提純。大多數(shù)金屬礦石里含有雜質(zhì)，如石英、石灰石等，因此在冶(一)金屬冶煉的方法1.熱分解法2.電解法

3.熱還原法

4.物理提取法：

適用于極不活潑的金屬：Pt、Au(一)金屬冶煉的方法1.熱分解法2.電解法3.1.熱分解法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中氫以后的金屬冶煉。2Ag2O==4Ag+O2↑△2HgO==2Hg+O2↑△1.熱分解法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中氫以后的金屬冶煉。2A2.電解法:適用于鉀、鈣、鈉、鎂、鋁等非?；顫娊饘俚囊睙?。電解2NaCl（熔融）====2Na+Cl2↑電解2Al2O3（熔融）====4Al+3O2↑MgCl2（熔融）====Mg+Cl2↑電解2.電解法:適用于鉀、鈣、鈉、鎂、鋁等非?；顫娊饘俚囊睙?。電3.熱還原法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中部的金屬冶煉。原理：

在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，常用的還原劑有焦炭(C)、一氧化碳(CO)、氫氣(H2)等，以及一些活潑金屬(如Al)也可做還原劑。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高溫3.熱還原法:適用于金屬活動(dòng)性順序表中部的金屬冶煉。原理：F利用熱還原法冶煉的金屬還有:CuO+H2===Cu+H2O高溫2CuO+C===2Cu+CO2↑高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫利用熱還原法冶煉的金屬還有:CuO+H2===Cu+H2O高“金屬的冶煉”的實(shí)質(zhì)是什么？

冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。n+M得電子ne-M（被還原）“金屬的冶煉”的實(shí)質(zhì)是什么？冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法(二)

不同金屬冶煉方法的選擇金屬活動(dòng)性：強(qiáng)弱KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg電解法熱還原法熱分解法要根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序不同，采取不同的冶煉方法(二)不同金屬冶煉方法的選擇金屬活動(dòng)性：強(qiáng)弱KCaNa教材P89表4-1常見(jiàn)金屬的冶煉原理Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高爐煉鐵)金屬冶煉原理FeCuMgAlNaFe2O3+3Al2Fe+Al2O3(鋁熱法煉鐵)Cu2S

+O22Cu+SO2(火法煉銅)Fe

+CuSO4FeSO4+Cu(濕法煉銅)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑Al2O3(熔融)4Al+3O2↑2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑高溫高溫高溫電解電解電解冰晶石教材P89表4-1常見(jiàn)金屬的冶煉原理Fe2O3+實(shí)驗(yàn)探究鋁熱反應(yīng)：1.實(shí)驗(yàn)步驟2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)探究鋁熱反應(yīng)：1.實(shí)驗(yàn)步驟注：(1)鎂條、氯酸鉀的作用———引燃劑

(2)Al和Fe2O3的混合物稱為“鋁熱劑”反應(yīng)現(xiàn)象：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3高溫

鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)。反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒。紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。注：(1)鎂條、氯酸鉀的作用———引燃劑反應(yīng)現(xiàn)象：2Al+F反應(yīng)原理：

在高溫下，Al作還原劑，將金屬氧化物中的金屬迅速置換出來(lái)，并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)易于和Al2O3分離。反應(yīng)原理：在高溫下，Al作還原劑，將金屬氧化鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用你能總結(jié)出鋁熱反應(yīng)的規(guī)律嗎？

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。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等高熔點(diǎn)的金屬。鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用你能總結(jié)出鋁熱反應(yīng)的規(guī)律嗎？

鋁熱反應(yīng)的化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用課件3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2O3+2Al===2Cr+Al2O3高溫3Co3O4+8Al===9Co+4Al2O3高溫鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用｛焊接鋼軌冶煉高熔點(diǎn)的金屬10Al+3V2O55Al2O3+6V高溫其它的鋁熱反應(yīng)3MnO2+4Al===3Mn+2Al2O3高溫Cr2(三)金屬的回收金屬回收的意義節(jié)約礦物資源；節(jié)約能源；減少環(huán)境污染金屬回收的實(shí)例廢舊鋼鐵用于煉鋼；廢鐵屑用于制鐵鹽；定影液用于回收銀(三)金屬的回收金屬回收的意義節(jié)約礦物資源；金屬回收的實(shí)例金屬的回收和資源保護(hù)金屬的回收和資源保護(hù)合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率2、減少金屬的使用量3、加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用4、使用其他材料代替金屬材料……………合理開發(fā)和利用礦物資源，主要途徑有：1、提高金屬礦物的利用率練習(xí)1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是（）A、加熱氧化鋁B、加熱碳酸鈣C、電解熔融氯化鈉D、氯化鈉與鋁粉高溫共熱2、根據(jù)金屬在金屬活動(dòng)順序表中的位置及性質(zhì)，推測(cè)制取下列金屬最適宜的方法：①Na

②Zn

③Hg

④Au

C電解法加熱還原法加熱分解法物理提取法練習(xí)1、下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是（二、海水資源的開發(fā)和利用

海洋約占地球表面積的71%，具有十分巨大的開發(fā)潛力。僅以海水資源為例，海水水資源的利用和海水化學(xué)資源的利用具有非常廣闊的前景。二、海水資源的開發(fā)和利用海洋約占地球表面積的71為什么中日在釣魚島問(wèn)題上互不相讓?

釣魚島又稱釣魚臺(tái)、釣魚臺(tái)群島、釣魚臺(tái)列島（日本人稱其為“尖閣列島”），位于中國(guó)東海大陸架的東部邊緣，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上是附屬于臺(tái)灣的大陸性島嶼。釣魚列島周圍海域面積約為17萬(wàn)平方公里，相當(dāng)于5個(gè)臺(tái)灣本島面積。釣魚諸島及其附近海域，不僅蘊(yùn)藏有大量石油資源，在其他方面也有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。問(wèn)題與討論為什么中日在釣魚島問(wèn)題上互不相讓?釣魚島又稱釣魚

海水中蘊(yùn)含著豐富的水資源和化學(xué)資源，未來(lái)人類將重點(diǎn)開發(fā)海洋資源。海水中蘊(yùn)含著豐富的水資源和化學(xué)資源，未來(lái)人化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用課件1、海水資源海洋約占地球表面積71%海洋中的資源：動(dòng)物:（魚類、海獅、海馬、貝類………植物:（海草、海帶…………礦物:（各種鹽、NaCl、MgCl2、海底金屬結(jié)核礦、石油水:海水中的水約1.3X109億噸,占地球總水量97%還含有80多種元素1、海水資源海洋約占地球表面積71%二、海水資源的開發(fā)和利用1、海水水資源的利用海水淡化的方法:①蒸餾法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）②電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）③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）二、海水資源的開發(fā)和利用1、海水水資源的利用海水淡化的方法:大連石化公司海水淡化處理海水過(guò)濾器大連石化公司海水淡化處理海水過(guò)濾器經(jīng)處理后海水就變成了可以飲用的純凈的水經(jīng)處理后海水就變成了可以飲用的純凈的水化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用課件化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用課件

它是利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，在直流電場(chǎng)的作用下使水中的離子有選擇的定向遷移，使溶液中陰陽(yáng)離子發(fā)生分離的一種理化過(guò)程，由于其能耗低、產(chǎn)水量大、脫鹽率高穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛的用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、硬水軟化、海水淡化等方面。電滲析法：

它是利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，在直流電場(chǎng)的作2、海水水化學(xué)資源的開發(fā)利用由于與巖石、大氣和生物的相互作用，海水中溶解和懸浮著大量的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，按含量計(jì)，H2O中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種元素超過(guò)總量的99%，其他為微量元素，總計(jì)含有80多種元素。雖然海水中元素的種類很多，總儲(chǔ)量很大，但許多元素的富集程度卻很低。例如，海水中金元素的總儲(chǔ)量為5×107t，而1t海水中的含量?jī)H有4×10-6g。因此，海洋是一個(gè)遠(yuǎn)未完全開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫(kù)。2、海水水化學(xué)資源的開發(fā)利用由于與巖石、大氣和生物2、海水水化學(xué)資源的開發(fā)利用我國(guó)海水制鹽具有優(yōu)久的歷史。目前，從海水中制得的氯化鈉除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)海水制鹽工業(yè)上的發(fā)展。2、海水水化學(xué)資源的開發(fā)利用我國(guó)海水制鹽具有優(yōu)久的化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用課件海水的綜合利用①海水制鹽——生產(chǎn)NaCl②NaCl的水溶液制NaOH③制金屬Na2NaCl+2H2O電解H2

+Cl2

+2NaOH2NaCl（熔融）電解2Na+Cl2↑④制Na2CO3⑤從海水中提取溴2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

⑥從海水中制取金屬鎂海水的綜合利用①海水制鹽——生產(chǎn)NaCl2NaCl+2空氣吹出法制溴的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題：海水里有大量的Br－，工業(yè)上需用Br2,實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)化的原理是什么？原理：Br－Br2加氧化劑

在實(shí)際生產(chǎn)Br2中，過(guò)程比較復(fù)雜，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)制溴的步驟（根據(jù)書第91頁(yè)資料卡片，用框圖表示步驟，標(biāo)出每步所加的物質(zhì)）寫出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。思考與交流：空氣吹出法制溴的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題：海水里有大量的Br－，工業(yè)上空氣吹出法制溴步驟：濃縮海水產(chǎn)品溴HBr溴水通入空氣和水蒸氣通入SO2通入Cl2通入Cl2將Br2吹入吸收塔化學(xué)反應(yīng)方程式：①2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2

②Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4③2HBr+Cl2=2HCl+Br2空氣吹出法制溴步驟：濃縮海水產(chǎn)品溴HBr溴練習(xí)：海水是巨大的資源寶庫(kù)，可以進(jìn)行綜合利用。從海水中提取食鹽和溴的過(guò)程如下：海水NaClCl2濃縮海水淡水低濃度的Br2溶液含HBr等物質(zhì)的溶液工業(yè)溴海水淡化通入空氣吹出Br2，用SO2水溶液吸收通入適量Cl2，蒸餾ⅠⅡⅢ(1)請(qǐng)寫出一種海水淡化的方法

(2)步驟Ⅰ中獲得Br2的離子方程式為

(3)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸氣轉(zhuǎn)化為氫溴酸以達(dá)到富集的目的，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為，若反應(yīng)中生成2molHBr，則消耗molSO2。

(4)根據(jù)上述反應(yīng)判斷SO2、Cl2、Br2三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序是

蒸餾法(或電滲析法、離子交換法等)Cl2+2Brˉ=Br2+2ClˉBr2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBrCl2＞Br2＞SO21練習(xí)：海水是巨大的資源寶庫(kù)，可以進(jìn)行綜合利用。從海水中提取食

從海水中制取金屬鎂化學(xué)反應(yīng)方程式：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O

c.MgCl2

通電Mg+Cl2

第二步：海水Mg(OH)2

鹽酸、濃縮、脫水

MgCl2

電解

Mg第一步：制石灰乳：貝殼

煅燒CaO水

石灰乳石灰乳(在HCl氣流保護(hù)下加熱)

1.從海水中提取下列物質(zhì),可以不涉及到化學(xué)變化的是()AMgBNaClCBr2DK2.醫(yī)生建議因缺少某種元素而患甲狀腺腫大的病人多食用海帶,這是因?yàn)楹е泻休^豐富的()A碘元素B鐵元素C鉀元素D鋅元素BA練習(xí)1.從海水中提取下列物質(zhì),可以不涉及到化學(xué)變化的是(3.從海水中提取鎂的主要流程是()A

A海水

Mg(OH)2

鹽酸MgCl2

電解

MgB海水鹽酸MgCl2

電解MgC海水NaOHMg(OH)2

電解MgD海水Cl2

MgCl2

電解Mg

3.從海水中提取鎂的主要流程是()AA海水Mg4.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：海水蒸發(fā)粗鹽水、重結(jié)晶精鹽母液Mg(OH)2貝殼煅燒CaO水石灰乳鹽酸、濃縮MgCl2·6H2O脫水MgCl2電解Mg(1)若在空氣中加熱MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式：(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟：MgCl2·6H2OMg(OH)Cl↓+HCl↑+5H2O或△△Mg(OH)ClMgO+HCl↑加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢瑁^(guò)濾，沉淀用水洗滌。4.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：海水蒸發(fā)4.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：海水蒸發(fā)粗鹽水、重結(jié)晶精鹽母液Mg(OH)2貝殼煅燒CaO水石灰乳鹽酸、濃縮MgCl2·6H2O脫水MgCl2電解Mg(3)實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中，在溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說(shuō)明在這三種情況下使用玻璃棒的目的。溶解時(shí)：過(guò)濾時(shí)：蒸發(fā)時(shí)：攪拌，加速溶解引流，使濾液沿玻璃棒流入漏斗，防止外濺攪拌，防止因局部過(guò)熱而使液體或晶體飛濺4.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：海水蒸發(fā)教材P91

[實(shí)驗(yàn)4-2]海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)加氧化劑I-I2原理:用淀粉溶液檢驗(yàn)，看它是否變藍(lán)。檢驗(yàn)I2:過(guò)濾。操作時(shí)注意：一貼二低三靠。

問(wèn)題:怎樣分離溶液與不溶物，操作時(shí)應(yīng)注意些什么？教材P91加氧化劑I-I2原教材P91[實(shí)驗(yàn)4-2]海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)教材P91[實(shí)驗(yàn)4-2]海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)海帶灼燒溶解過(guò)濾制取I2檢驗(yàn)在濾液中滴入幾滴稀H2SO4，再加入約1mLH2O2。加H2O2溶液變褐色,加淀粉變藍(lán)?，F(xiàn)象:2I-+2H++H2O2=I2+2H2O從海帶中提取碘的步驟海帶灼燒溶解過(guò)濾制取I2檢驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)原理與實(shí)際應(yīng)用有相當(dāng)大的距離。結(jié)論：?jiǎn)栴}：化學(xué)原理和實(shí)際應(yīng)用只有一步之遙,對(duì)嗎？化學(xué)反應(yīng)原理與實(shí)際應(yīng)用有相當(dāng)大的距離。結(jié)論：?jiǎn)栴}：化學(xué)原理和練習(xí)：海藻中含有豐富的碘元素(以Iˉ形式存在)。實(shí)驗(yàn)室中提取碘的流程如下：海藻海藻灰海藻灰懸濁液殘?jiān)怆x子的溶液含碘的水溶液含碘的有機(jī)溶液晶態(tài)碘曬干灼燒浸泡①氧化②適量Cl2③后期處理(1)實(shí)驗(yàn)操作③的名稱是，所用的主要儀器名稱為。(2)提取碘的過(guò)程中，可供選擇的有機(jī)試劑是(填序號(hào))。A.酒精(沸點(diǎn)78℃)B.CCl4(沸點(diǎn)77℃)C.甘油(沸點(diǎn)290℃)D.苯(沸點(diǎn)80℃)萃取、分液分液漏斗BD練習(xí)：海藻中含有豐富的碘元素(以Iˉ形式存在)。實(shí)驗(yàn)室中提取練習(xí)：海藻中含有豐富的碘元素(以Iˉ形式存在)。實(shí)驗(yàn)室中提取碘的流程如下：海藻海藻灰海藻灰懸濁液殘?jiān)怆x子的溶液含碘的水溶液含碘的有機(jī)溶液晶態(tài)碘曬干灼燒浸泡①氧化②適量Cl2③后期處理(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性質(zhì)類似于氯氣)，為消除此性質(zhì)，使碘全部游離出來(lái)，應(yīng)加入適量(填序號(hào))溶液，反應(yīng)的離子方程式為：。A.KIO3B.HClOC.KID.Br2CICl+Iˉ=I2+Clˉ練習(xí)：海藻中含有豐富的碘元素(以Iˉ形式存在)。實(shí)驗(yàn)室中提取海水提Mg海水曬鹽Na的提取溴碘的提取海水提Mg海水曬鹽Na的提取溴碘的提取教材P93習(xí)題44.鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步聚如下：海水(主要含NaCl和MgSO4等)溶液Mg(OH)2沉淀MgCl2溶液無(wú)水MgCl2Mg試劑①試劑②熔融電解(1)為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①可以選用

，要使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑①的量應(yīng)

；(2)加入試劑①后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是

；(3)試劑②可能選用

；(4)無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生Mg和Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

；過(guò)量NaOH過(guò)濾鹽酸MgCl2Mg+Cl2↑通電教材P93習(xí)題44.鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)

工業(yè)生產(chǎn)需要大量的原料，消耗大量的能源，在得到所需產(chǎn)品的同時(shí)產(chǎn)生了大量廢氣、廢水和廢渣，處量不當(dāng)就會(huì)污染環(huán)境。氣候變曖、臭氧層破壞、酸雨和赤潮等全球性和區(qū)域性環(huán)境問(wèn)題，正在威脅著人類的生存和發(fā)展，保護(hù)自然環(huán)境已成為實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保58一、煤、石油和天然氣的綜合利用褐煤無(wú)煙煤泥煤一、煤、石油和天然氣的綜合利用褐煤無(wú)煙煤泥煤1.從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料

煤是人類歷史上最古老的能源之一。在幾千萬(wàn)年甚至幾億年以前，當(dāng)時(shí)的氣候及環(huán)境條件都適合許多種植物的生長(zhǎng)，在沼澤地區(qū)出現(xiàn)了大量生長(zhǎng)繁茂的植物。后來(lái)隨著時(shí)間的推移，這些植物逐漸死亡，它們?cè)诩?xì)菌的作用下逐漸變成黑色或褐色的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的日積月累，形成一層厚厚的泥炭。隨著地殼的變遷，這些泥炭被深深地埋在地下，在與空氣完全隔絕的條件下，由于水分減少再加上地?zé)岷透邏旱淖饔?，?jīng)過(guò)極其漫長(zhǎng)的歲月之后，當(dāng)時(shí)的泥炭就變成了今天的煤。根據(jù)煤化程度將煤分為泥煤、褐煤、煙煤和無(wú)煙煤四類。各類煤除主要含碳外，還含有少量氫、氧、氮、硫、磷等元素及其分礦物質(zhì)。煤的含碳量隨煤化程度加深而增加，而含氫量隨煤化程度加深而減少。硫是煤中的有害成分。

煤是不可再生的能源!1.從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料煤是人類歷史煤——是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，其組成以碳元素為主，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素。煤的結(jié)構(gòu)模型煤——是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，其組成以碳元素煤的綜合利用煤的綜合利用(1)煤的干餾——是指將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程，工業(yè)上也叫煤的焦化。通過(guò)煤的干餾、煤的氣化和液化而獲得潔凈的燃料和多種化工原料，是目前實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的主要途徑。實(shí)驗(yàn)裝置1實(shí)驗(yàn)裝置2(1)煤的干餾——是指將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程，工從煤干餾產(chǎn)物中可獲得重要的化工原料如下表：P95表4-2煤干餾的主要產(chǎn)品和用途從煤干餾產(chǎn)物中可獲得重要的化工原料如下表：P95表4-(2)煤的氣化：將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程。

C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫中熱值氣CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定條件高熱值氣(2)煤的氣化：將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程。

將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過(guò)程。（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件如：分為直接液化和間接液化。將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過(guò)程。（3）煤的液化：C(s)+煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料——物盡其用，保護(hù)環(huán)境煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工煤的用途煤的用途一、石油的組成元素:主要是碳、氫元素石油是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）石油的主要成分：二、石油的煉制(除水脫鹽后)（1）石油的分餾：利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡(jiǎn)單混合物的過(guò)程。石油的綜合利用一、石油的組成元素:主要是碳、氫元素石油是由各種烷烴、石油分餾示意圖石油分餾示意圖比較蒸餾、分餾、干餾蒸餾分餾干餾操作過(guò)程原理目的加熱和冷凝加熱和冷凝隔絕空氣加強(qiáng)熱物理變化物理變化復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化分離精煉加工煤比較蒸餾、分餾、干餾蒸餾三、石油的裂化和裂解(1)裂化的目的：(2)裂化的原理：石油的裂化是在催化劑的作用下將含碳原子較多的重油(烴)斷裂成含碳原子較少的烴的過(guò)程。提高輕質(zhì)液體(汽油)燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量。(3)裂解:是深度的裂化。裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。(乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志)三、石油的裂化和裂解提高輕質(zhì)液體(汽油)燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量。(C16H34C8H18+C8H16催化劑加熱、加壓十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化劑加熱、加壓丁烷丁烯辛烷C4H10CH4+C3H6催化劑加熱、加壓甲烷丙烯丁烷C4H10C2H6+C2H4催化劑加熱、加壓乙烷乙烯丁烷P97石油的裂化和裂解C16H34C8H18+石油的綜合利用石油的綜合利用化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用課件化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用課件天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成

和生產(chǎn)

等。天然氣化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料，通過(guò)化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化合物。實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。氨甲醇天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化天然氣灶液化天然氣公交車天然氣灶液化天然2.以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料(1)三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維(2)實(shí)例：寫出制取聚乙烯反應(yīng)的化學(xué)方程式

催化劑(3)練習(xí)：寫出由丙烯制取聚丙烯的化學(xué)方程式

nCH2=CH—CH3

—CH2—CH—CH3n催化劑2.以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料(1)三大合成材料：石油、煤、天然氣相對(duì)分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物。加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)合成材料1.原料：2.合成材料基本特征：3.合成材料的合成原理：(例如由乙烯合成聚乙烯為加聚反應(yīng))高分子化合物的特征：相對(duì)分子質(zhì)量很大,是混合物,無(wú)固定的熔沸點(diǎn)。石油、煤、天然氣相對(duì)分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)：小分子的烯烴或烯烴的取代衍生物在加熱和催化劑作用下，通過(guò)加成反應(yīng)結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng)，叫做加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。

聚合反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)。加聚反應(yīng)：小分子的烯烴或烯烴的取代衍生物在加熱和催化劑作用下四個(gè)概念四個(gè)概念聚丙烯：?jiǎn)误w：CH2＝CHCH3鏈節(jié)：—CH2—CH—CH3聚丙烯：?jiǎn)误w：CH2＝CHCH3鏈節(jié)：—CH2—CH—CH3聚苯乙烯單體：CH2＝CHC6H5聚苯乙烯單體：CH2＝CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）單體：CH2＝CCH3COOCH3聚甲基丙烯酸甲酯單體：CH2＝CCH3COOCH3酚醛塑料(電木)單體：苯酚、甲醛酚醛塑料(電木)單體：苯酚、甲醛聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請(qǐng)查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等方面作出評(píng)價(jià)。2、你認(rèn)為應(yīng)該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請(qǐng)用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。思考與交流：1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過(guò)熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過(guò)熔融再生重新練習(xí)：1.石油加工的主要目的是（）A.將石油按其成分的沸點(diǎn)不同加以分離B.將石油按飽和與不飽和烴加以分離C.得到碳原子數(shù)多的烴類D.將石油中烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴分開A練習(xí)：1.石油加工的主要目的是（）A2.用重油制取丙烯的方法是（）A.減壓分餾B.干餾C.裂化D.裂解D3.石油裂解的目的是（）A.提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量B.主要提高汽油的產(chǎn)量C.獲得短鏈不飽和烴D.改善汽油的質(zhì)量C石油裂化的目的2.用重油制取丙烯的方法是（）D3.石油裂解的目的是二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)求知課堂互動(dòng)1、環(huán)境保護(hù)(1)在環(huán)境問(wèn)題面前，化學(xué)工作者所面臨的重要問(wèn)題在環(huán)境問(wèn)題日益突出的今天，化學(xué)工作者所面臨的重要任務(wù)是對(duì)

的檢測(cè)、

的治理、尋找從源頭上治理

的生產(chǎn)工藝。(2)化學(xué)在三廢治理過(guò)程中的重要作用環(huán)境情況三廢環(huán)境污染求知課堂互動(dòng)環(huán)境情況三廢環(huán)境污染①環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。②環(huán)境問(wèn)題：主要是指由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問(wèn)題。③環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過(guò)了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。因此，要隨時(shí)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)?。?！如：水華、赤潮、酸雨、光化學(xué)煙霧……①環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。環(huán)境污染的分類：按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。按人類活動(dòng)分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。按造成污染的性質(zhì)、來(lái)源分：化學(xué)污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。

環(huán)境污染的分類：按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。大氣污染酸雨（P101思考與交流1）臭氧層空洞全球氣候變暖簡(jiǎn)單介紹光化學(xué)煙霧水污染水華、赤潮（含磷洗衣粉等、太湖藍(lán)藻事件）重金屬鹽污染大氣污染酸雨（P101思考與交流1）臭氧層空洞全球氣候變暖簡(jiǎn)太湖藍(lán)藻事件太湖藍(lán)藻事件電池（Cd、Hg等）土壤污染白色污染（結(jié)合P99思考與交流）合理使用農(nóng)藥化肥電池（Cd、Hg等）土壤污染白色污染（結(jié)合P99思考與交流）思考與交流(P101)

:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。工業(yè)上常利用它們與一些廉價(jià)易得的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除或回收利用。請(qǐng)舉例說(shuō)明這些方法的化學(xué)反應(yīng)原理和類型。

酸雨是指PH＜5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象，會(huì)區(qū)域性或隨風(fēng)漂移形成對(duì)土壤肥力、森林、水生動(dòng)植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。思考與交流(P101):酸雨是指PH＜5.6的酸性

利用化學(xué)方法可以控制硫和氮氧化物，進(jìn)而控制酸雨等危害。例如：針對(duì)我國(guó)以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點(diǎn)，主要采取燃料預(yù)脫煤、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800℃800℃利用化學(xué)方法可以控制硫和氮氧化物，進(jìn)而控制80再如，機(jī)動(dòng)車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學(xué)污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，轉(zhuǎn)化為N2、CO2、H2O等無(wú)害氣體。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃再如，機(jī)動(dòng)車輛的尾氣排放也同樣需要控制，Pt400~5002、水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營(yíng)養(yǎng)化引起藻類（如藍(lán)藻、綠藻、硅藻等）的迅猛生長(zhǎng)，水一般呈藍(lán)色或綠色。淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過(guò)食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。2、水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營(yíng)養(yǎng)化引起藻赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動(dòng)物或細(xì)菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實(shí)際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動(dòng)物或細(xì)菌異常增殖或聚集而引起綠色化學(xué)理念（防治優(yōu)于治理）核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。從學(xué)科觀點(diǎn)看：是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程）從環(huán)境觀點(diǎn)看：強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）熱點(diǎn)：原子經(jīng)濟(jì)性——反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%。綠色化學(xué)理念（防治優(yōu)于治理）核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和圖4-13綠色化學(xué)示意圖圖4-13綠色化學(xué)示意圖體會(huì)綠色化學(xué)的思想及對(duì)生產(chǎn)和環(huán)境的重要作用經(jīng)典：氯代乙醇法25%現(xiàn)代：銀催化法100%體會(huì)綠色化學(xué)的思想及對(duì)生產(chǎn)和環(huán)境的重要作用經(jīng)典：氯代乙醇法練習(xí)：1.綠色化學(xué)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟(jì)性”（原子節(jié)約）的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放。下列幾種生產(chǎn)乙苯的方法中，原子經(jīng)濟(jì)性最好的是（反應(yīng)均在一定條件下進(jìn)行）（）A

＋C2H5Cl→＋HClB

＋C2H5OH→＋H2OC

＋CH2＝CH2→→D

＋HBr

→

＋H2→C練習(xí)：1.綠色化學(xué)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟(jì)性”（原子節(jié)約2.某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認(rèn)為可以用哪些方法？哪種最好？利用銅屑制硝酸銅可以采用以下三種方法：①銅與濃硝酸反應(yīng)；②銅與稀硝酸反應(yīng)；③銅與氧氣反應(yīng)后，再與硝酸反應(yīng)。

從原子經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，從最大限度地減少?gòu)U物的排放的角度考慮，采用銅與氧氣反應(yīng)后，再與硝酸反應(yīng)的方法是最好的。2.某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認(rèn)為可以用哪些方法？哪種最好？解析：選D。在通風(fēng)櫥中制取Cl2，不用NaOH溶液吸收尾氣，Cl2逸到空氣中，污染環(huán)境。D解析：選D。在通風(fēng)櫥中制取Cl2，不用NaOH溶液吸收尾氣，課堂互動(dòng)講練1．化學(xué)“三餾”要點(diǎn)一化學(xué)“三餾”、“兩裂”、“六氣”名稱定義適用范圍變化類型蒸餾把液體加熱到沸騰變?yōu)檎魵?，再使蒸氣冷卻凝結(jié)成液體的操作被蒸餾混合物中至少含有一種組分為液體，各組分沸點(diǎn)差別越大，揮發(fā)出的物質(zhì)(餾分)越純物理變化課堂互動(dòng)講練1．化學(xué)“三餾”要點(diǎn)一化學(xué)“三餾”、“兩裂”、“名稱定義適用范圍變化類型分餾對(duì)多組分混合物在控溫下先后、連續(xù)進(jìn)行的兩次或多次蒸餾多組分沸點(diǎn)不同的混合物在一個(gè)完整操作中分離出多種餾分物理變化干餾把固態(tài)混合物(如煤、木材)隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過(guò)程化學(xué)變化名稱定義適用范圍變化類型分餾對(duì)多組分混合物在控溫下先后、連續(xù)1112.化學(xué)“兩裂”名稱定義目的裂化在一定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量裂解在高溫下，使具有長(zhǎng)鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴。獲得短鏈不飽和烴，如乙烯、丙烯等2.化學(xué)“兩裂”名稱定義目的裂化在一定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量3.化學(xué)“六氣”名稱來(lái)源主要成分用途高爐煤氣煉鐵高爐CO2、CO等燃料(CO)水煤氣水煤氣爐CO、H2等燃料、化工原料液化石油氣石油煉制廠低級(jí)烷烴燃料、化工原料3.化學(xué)“六氣”名稱來(lái)源主要成分用途高爐煤氣煉鐵高爐CO2、名稱來(lái)源主要成分用途天然氣天然氣田、油田甲烷燃料、化工原料裂解氣裂解爐乙烯、丙烯、甲烷等化工原料焦?fàn)t氣煉焦?fàn)tH2、CH4、C2H4等燃料、化工原料名稱來(lái)源主要成分用途天然氣天然氣田、油田甲烷燃料、化工原料裂114特別提醒：(1)由于石油中有些物質(zhì)的沸點(diǎn)很接近，所以每種石油的餾分仍然是多種烴的混合物。(2)因?yàn)榱呀鈿庵泻邢N，因此把裂解氣通入溴水或酸性KMnO4溶液，二者會(huì)褪色。特別提醒：例1D例1D【解析】A項(xiàng)，天然氣的主要成分是CH4，完全燃燒生成CO2和H2O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，而煤或柴油燃燒能產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2