2020-2021学年高中化学人教版（2019）必修第二册第八章第一节 自然资源的开发利用 自然资源的开发利用（课件37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
1、知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式。
2、掌握铝热反应的原理。
3、了解金属回收的意义，树立环保意识。
4、知道海水淡化的意义和方法。
5、熟知从海水中提取溴的原理，会写相关反应的化学方程式。
6、了解煤、石油和天然气的组成及其综合利用。
课程目标
铝土矿Al2O3
赤铁矿Fe2O3
菱镁矿MgCO3
孔雀石Cu2(OH)2CO3
情境导入
金属矿物的
开发利用
01
1、生活中常用到哪些金属？
2、它们在自然界常以什么形态存在？
除金、铂为游离态外其他主要是化合态。
思考与交流1
衣
食
住
行
金属矿物的开发利用
一、金属矿物的开发利用
1、金属元素在自然界的存在形式
金属元素在自然界中的存在形态除了金、铂等少数金属以 外，绝大多数金属以 形式存在于自然界，在这些化合物中金属元素都显 价。
金属矿物的开发利用
游离态
化合态
正
鸣鼎食
戈 马
铁
金
钟
钢
金
鸣 收兵
百炼成
金属矿物的开发利用
铜器时代
“国之大事，在祀及戎”
祭祀
战争
春秋、战国的青铜剑
金属矿物的开发利用
铁器时代
年代：铜器时代之后
农业，手工业广泛使用铁器
应用
金属矿物的开发利用
金属矿物的开发利用
2、金属的冶炼
（1）定义：将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的治炼。
（2）实质：用还原剂使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。
思考与交流2
1、请从化合价变化的角度分析金属冶
炼的实质？
2、从古至今，人们用哪些方法获得金属？
物理方法、热分解法、电解法、热还原法
金属矿物的开发利用
（3）方法：
①物理法（适用于极不活泼的金属——Pt、Au）
②热分解法（适用于Hg及其以后的不活泼金属）
③电解法（适用于铝以前的非常活泼的金属）
④热还原法（适用于金属活动性顺序表中中间的多数金属）
金属矿物的开发利用
热还原法
冶铁
设备
电解Al2O3设备
金属矿物的开发利用
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
常用还原剂：
活泼金属
钒、铬、锰、钴
CO、H2、C(焦炭)
物理
方法
Al
小结
金属矿物的开发利用
Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3
高温
3MnO2+4Al 3Mn+ 2Al2O3
高温
Cr2O3+2Al 2Cr + Al2O3
高温
3Co3O4+8Al 9Co + 4Al2O3
高温
3V2O5+10Al 6V+ 5Al2O3
高温
铝热剂
探究
金属矿物的开发利用
焊接钢轨
学以致用
冶炼难熔金属
制作铝热弹
传统烟火剂
金属矿物的开发利用
酒钢公司
白银公司
金川公司
兰州铝厂
发现与思考
金属矿物的开发利用
镍、铂、铜、金、铁等
铅、锌、锑金、铜、铁汞等
铜、铅、锌、金、银、铁、锰等
金、铁、铬、煤等
石油、天然气、煤等
铜、锰、金、铁、铝等
铁矿、重晶石、石灰石等
发现与思考
金属矿物的开发利用
我们可以做什么？
和谐发展
金属矿物的开发利用
怎样合理开发利用金属资源？
（1）提高金属矿物的利用率
（2）减少金属的使用量
（3）加强金属资源的回收和再利用
（4）使用其他材料代替金属材料
金属矿物的开发利用
海水资源的
开发利用
02
海水资源的开发利用
二、海水资源的开发利用
（一）海水水资源的利用
海洋约占地球表面积的 ，具有十分巨大的开发潜力。仅以海水为例，海水水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景。
海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占地球总水量的 。海水中水资源的利用主要包括 和直接利用海水进行 。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。
71%
97%
海水的淡化
循环冷却
海水资源的开发利用
1.海水淡化：蒸馏法、电渗析法、离子交换法、膜分离法。
海水资源的开发利用
蒸馏法：①蒸馏烧瓶要垫上 ；
②蒸馏烧瓶内液体不超过容积的 ；
③加沸石或碎瓷片，防止 ；
④冷凝管的水流方向： ；
⑤温度计水银球的位置：蒸馏烧瓶的 。
2．循环冷却：火力发电厂和核电站用于循环冷却的循环海水。
支管口处
由上至下
暴沸
1/2
石棉网
海水资源的开发利用
（二）海水化学资源的开发利用
1．海水制取食盐：主要方法是利用 。
2．海水制取溴：主要方法是 。
(1)主要流程：
太阳能晒制
空气吹出法
海水资源的开发利用
(2)主要反应：
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4、
2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
3．海带中含有的碘元素，以I－形式存在，因此可先用 将其 为I2，然后利用 这一特性检验。
氧化剂
氧化
I2遇淀粉溶液变蓝
煤、石油和天然气
的综合利用
03
煤
石 油
天然气
煤、石油和天然气的综合利用
目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料。
化石燃料
煤：工业的“粮食”
石油：工业的“血液”
天然气：清洁能源
煤、石油和天然气的综合利用
三、煤、石油和天然气的综合利用
1、煤的综合利用
（1）煤的组成
由 和少量 组成的复杂混合物。组成元素以 元素为主，还含有少量 等元素。
有机物
无机物
碳
氢、氧、氮、硫
煤的形成
煤、石油和天然气的综合利用
（2）综合利用的主要途径
①干馏：煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化，从煤的干馏产物中可获得重要的化工原料。
②气化：将煤转化为气体燃料，属于 变化。
③液化：包括直接液化和间接液化，均是将煤转化为液体燃料，属于 变化。
煤干馏的主要产品和用途
化学
化学
煤、石油和天然气的综合利用
2、天然气的综合利用
（1）天然气的组成
天然气是一种清洁的化石燃料。
（2）综合利用的主要途径
天然气是一种重要的化工原料，主要用于合成 和生产 。
氨
甲醇
煤、石油和天然气的综合利用
3、石油的综合利用
（1）石油的组成
由多种 组成的混合物，
成分复杂。
（2）综合利用的主要途径
①分馏：依据各个组分的 不同。分馏可以获得汽油、煤油和柴油等碳原子少的轻质油。
②裂化：将重油转化为汽油等。
③裂解：获得重要的化工原料，如乙烯、丙烯、甲烧等。
④结构调整：使链烃转化为环状烃，如苯、甲苯等。
沸点
碳氢化合物
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