人教版高中化学必修第二册第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用课件

(共33张PPT)
第八章 化学与可持续发展
第一节　自然资源的开发利用
金属矿物的开发利用
1.金属在自然界中的存在形式
2.金属的冶炼方法
金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。金属越不活泼，其阳离子越容易被还原，人类使用的时间越早；金属越活泼，其阳离子越难被还原。
海水资源的利用
1.类型
海水水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行冷却等。
2.海水的淡化
（1）主要方法：蒸馏法、电渗析法、反渗透法和离子交换法等。
（2）海水的蒸馏
海水化学资源的开发利用
1.海水中的化学元素
海水中含量最多的是O、H两种元素，其他元素的总储量也很大，但富集程度很低，一般需要先富集，再提取。
2.海水化学资源的开发利用
项目 操作方法
海水制盐 ①方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐；
②原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶
海带提碘
海水提溴
项目 操作方法
海水提镁
其他利用 ①提取核能开发中的重要原料铀和重水；
②开发海洋药物；
③潮汐能、波浪能等有待开发的新型能源；
④提取其他化工产品，如钾
煤、天然气和石油的综合利用
1.煤、天然气和石油的组成
化石燃料 组成
煤 煤是有机物和少量无机物组成的混合物，主要含碳元素，另外有少量氢、氧、氮、硫等元素
天然气 主要成分是甲烷
石油 由多种碳氢化合物组成的混合物
2.煤、天然气和石油的加工及利用
（1）煤的加工及利用
方法 原理和产品
干馏 原理：将煤隔绝空气加强热使之分解
产品：焦炭、煤焦油和出炉煤气
气化
液化 直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料
间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等
煤通过干馏（化学变化）得到的产物中含有苯、甲苯、二甲苯等物质，而不是煤中本来含有这些物质。
（2）天然气的利用
天然气是一种清洁的化石燃料，其作为化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等。
（3）石油的加工及利用
石油分馏时沸点低（相对分子质量小）的烃类先汽化，沸点高（相对分子质量大）的烃类后汽化，常压蒸馏时所得馏分的先后顺序为石油气（C4以下）、汽油（C5～C11）、煤油（C11～C16）、柴油（C15～C18）、重油（C20以上）等。
金属的冶炼
1.金属的活泼性与金属的冶炼方法
（1）少数不活泼的金属在自然界中以单质的形式存在，如金、铂等。大部分金属以化合态的形式存在于自然界。金属越不活泼，越容易将其从其化合物中还原出来；金属越活泼，越难将其从其化合物中还原出来。
（2）金属活泼性与冶炼方法的关系如下：
活动性顺序 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu Hg、Ag Pt、Au
单质还原性 强→弱
阳离子氧化性 弱→强
金属冶炼方法 电解熔融盐或氧化物 热还原法 热分解法 富集法
还原剂或特殊措施 电解 H2、CO、C、Al等，加热（或高温） 加热（或高温） 物理方法或化学方法
2.热还原法冶炼金属的分类和优、缺点
（1）分类：
（2）优、缺点：
用氢气还原法冶炼金属，纯度高，但成本也高；用一氧化碳和碳还原法冶炼金属，纯度低，冶炼成本也低；用铝热法可以冶炼熔点高、难冶炼的金属，成本较高。
3.铝热反应
实验装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
原因分析 镁条燃烧，放出大量的热，促使氯酸钾分解产生氧气，燃烧着的镁条附近氧气的浓度增大，致使镁条的燃烧更剧烈，短时间内形成高温，促使铝热反应发生，生成的铁在高温下呈熔融状态
实验结论
原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等
铝热反应可用于焊接钢轨，但工业上不用该方法炼铁，因为铝比铁的冶炼成本高。
理论是实践的眼睛，只有掌握理论知识才能更好地促进生产的发展。下列化工生产原理正确的是（　　）
①可以通过电解熔融的氯化钠来制取金属钠
②可以将钠加入饱和氯化铁溶液中制取铁
③工业上用电解法冶炼铝时原料可以是氯化铝
④高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应，故不需要加热
A.②③ B.①③
C.① D.②③④
C
判断金属冶炼原理的思维流程
从海水中提取物质
1.从海带中提取碘的方法
（1）工艺流程
2.从海水中提取溴的方法
（1）工艺流程
（2）基本操作
3.从海水中提取镁的方法
（1）工艺流程
4.食盐在工业生产中的应用
（1）海水制盐：在海滩边，将海水抽入池内，随着风吹日晒，海水中的水分不断蒸发，盐浓度愈来愈高，再让浓盐水进入结晶池，继续蒸发，直到析出食盐晶体。
（2）食盐在工业生产中的应用
（2025·辽宁名校联盟高二联考）海水资源开发利用的部分过程如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.向苦卤中通入的氧化剂可以是SO2
B.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
C.粗盐可采用沉淀、过滤和结晶等过程提纯
D.常用电解熔融氧化镁的方法制备金属Mg
C
混合物的分离方法
（1）分离悬浊液中固体——过滤。
（2）从溶液中分离出溶解度随温度变化较小的溶质（如NaCl）——蒸发结晶。
（3）从溶液中分离出溶解度随温度变化较大的溶质（如KNO3）——加热浓缩、冷却结晶。
（4）分离沸点相差较大的液体混合物——蒸馏。
（5）从溴水中提取Br2，从碘水中提取I2 ——萃取。
（6）分离互不相溶、密度不同的液体混合物——分液。
（7）从粗碘中提取碘单质——升华。