【課件】自然資源的開發(fā)利用課件2022-2023學年下學期高一化學人教版（2019）必修第二冊

第八章

化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用2023-6-28自然資源土地與土壤資源礦產(chǎn)資源生物資源水資源能源資源環(huán)境資源可再生資源不可再生資源可持續(xù)發(fā)展合理利用制約目標：滿足人類需要的同時，人類的行為要受到自然界的限制。即：人類代際之間、不同國家不同地區(qū)之間、人類與其他生物之間的公平。包括經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展社會可持續(xù)發(fā)展資源可持續(xù)發(fā)展環(huán)境可持續(xù)發(fā)展

化學是人類利用自然資源和應(yīng)對環(huán)境問題的重要科學依據(jù)。一、金屬礦物的開發(fā)利用1．金屬冶煉原理與實質(zhì)(1)原理：Mn＋＋ne－→M

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬還原性逐漸減弱

金屬陽離子的得電子能力逐漸增強(2)冶煉方法：電解法熱還原法熱分解法密度法為什么電解法煉鋁不用AlCl3，而煉鎂時不用MgO?鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(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、錳等高熔點金屬。礦石富集：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分含量。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)。精煉：采用一定方法，提煉金屬。冶煉金屬的工業(yè)流程鋁土礦氧化鋁電解鋁凈化精煉鋁錠提純電解如何從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含MgO、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))中提純Al2O3

？工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是氧化鋁，含氧化鐵等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：下列敘述正確的是(

)A.反應(yīng)①中試劑X是氫氧化鈉溶液B.試劑Y是HCl，它與AlO2-反應(yīng)生成氫氧化鋁C.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)中包含2個氧化還原反應(yīng)D.將X與Y試劑進行對換，最終可以達到相同結(jié)果A從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于()A．金屬的導電性強弱

B．金屬在地殼中的含量多少C．金屬的化合價高低

D．金屬的活動性強弱D已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則下列能冶煉出金屬鋰的方法是（）A.電解法

B.熱還原法

C.熱分解法

D.鋁熱法A

合理開發(fā)和利用礦物資源(1)資源有限且分布不均(2)金屬的冶煉消耗許多能量(3)金屬冶煉造成環(huán)境污染(4)金屬腐蝕造成大量損失原

因(1)提高金屬礦物的利用率(2)開發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法(3)防止金屬的腐蝕(4)加強廢舊金屬的回收和再利用(5)使用其他材料代替金屬材料措施完成P99“思考與討論”相關(guān)問題二、海水資源的開發(fā)利用從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍色的海洋之中。海洋約占地球表面積的71%水資源生物資源化學資源礦產(chǎn)資源能源氯鈉溴碘鎂鉀鈷錳鋅錫鈦鈾金海水中水的儲量約為1.3×1018t，約占全球總水量的97%海洋生物品種繁多，通過養(yǎng)殖、增殖等途徑可實現(xiàn)可持續(xù)利用含量最多的是H和O，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C等元素，其總含量超過99%淺海石油、天然氣、煤、硫、磷等；深海錳結(jié)核，可燃冰等，海水運動中蘊藏著巨大能量，包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差和鹽差等海水資源海水資源的利用—水資源的利用主要包括：直接利用海水進行循環(huán)冷卻和海水淡化等。反滲透法指的是在半透膜的原水一側(cè)施加比溶液滲透壓高的外界壓力，原水透過半透膜時，只允許水透過，其他物質(zhì)不能透過而被截留在膜表面的過程。最先使用，技術(shù)成熟，但成本高成本低，但未能大量生產(chǎn)蒸餾實驗操作步驟：連接裝置→檢查裝置氣密性→向燒瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷卻水→給燒瓶加熱→收集蒸餾水→停止對燒瓶加熱→待冷卻至室溫后停止通入冷卻水→整理儀器。加熱裝置

冷凝裝置

接收裝置石棉網(wǎng)加入沸石/碎瓷片，防暴沸液體體積不應(yīng)該超過容積的2/3,不應(yīng)少于1/3溫度計水銀球處于支管口處冷凝水：下進上出牛角管伸入錐形瓶內(nèi)實驗室模擬蒸餾法淡化海水蒸餾法適用于分離互溶但沸點不同的液態(tài)混合物海水資源的利用—海水制鹽(NaCl)HCl溶液，過濾蒸發(fā)結(jié)晶粗鹽NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液均過量適量2NaCl+2H2O===H2+Cl2+2NaOH電解↑↑2NaCl（熔融）===2Na+Cl2電解↑侯氏制堿法：海水資源的利用—海水提溴海水資源的利用—海水提溴請繪制出運用“吹出法”從海水中制備溴的工業(yè)流程圖？海水富集（濃縮）氧化室酸和Cl2吹出塔空氣吸收塔SO2和H2O蒸餾塔Cl2和H2O冷凝器工業(yè)原料富集物質(zhì)轉(zhuǎn)化、分離提純Br2目標產(chǎn)品海水中溴元素以Br-形式存在,工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖:(1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是______________________________；(2)步驟③反應(yīng)的化學方程式是______________________________。

從理論上考慮,下列也能吸收Br2的是_________

A.NaOH B.FeCl2C.Na2SO3 D.H2O(3)步驟⑤蒸餾的過程中,溫度應(yīng)控制在80~90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),請解釋原因________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)為什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”進行蒸餾得到液溴?______________________________________________________________________________________________________________________________。

2Br-+Cl2=Br2+2Cl-SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrABC

若溫度過高,大量水蒸氣隨溴排出,所得氣體中水蒸氣的含量增加;溫度過低,溴不能完全蒸出,產(chǎn)率太低溴水混合物Ⅰ”中雖然含有溴單質(zhì),但濃度低,如果直接蒸餾,處理量大,生產(chǎn)成本高。而“溴水混合物Ⅱ”中溴元素被富集，是濃縮溴水

建立方法模型——自然界提取物質(zhì)的一般工業(yè)流程和思維方法工業(yè)原料中間產(chǎn)物1中間產(chǎn)物2目標產(chǎn)品富集轉(zhuǎn)化①酸堿性②氧化性①除去雜質(zhì)②提純產(chǎn)物分離提純?nèi)?/p>

務(wù)核心問題原料產(chǎn)品如何分離出產(chǎn)品？物料是否能夠循環(huán)使用？原料預(yù)處理物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)品分離如何選取原料？如何處理原料？1、從資源、成本角度考慮；2、從反應(yīng)速率、提高效率