第二节　资源综合利用　环境保护名师课堂实录

第四章 化学与自然资源的开发利用

第一节

开发利用金属矿物和海水资源

教学目标：1、学习金属冶炼的原理和方法。2、学习海水资源的开发和利用。

教学过程：一、金属矿物的开发利用

1、金属的冶炼方法

【问题探究】人类开发利用金属的先后顺序为Cu、Fe、Al，金属利用的先后顺序与什么有关？（金属活动性，金属冶炼的难易程度。）

（1）金属冶炼的方法

冶炼适用范围

方法

热分适合于（位于金属活动顺序表后解法

端（H以后）的金属）。

热还适合于（位于金属活动顺序表中原法

部（Zn～Pb）的金属）。

电解适合于（位于金属活动性顺序表法

前端（Al）以前的金属）。

归纳总结

实例

（2）金属冶炼的实质

根据金属冶炼的原理和方法，金属冶炼的实质是用

剂把金属矿石中的

还原成

。

2、铝热反应【实验探究】铝与氧化铁的反应

实验操作：在氧化铁粉末和铝粉均匀混合后，加少量（KClO3）固体，插上（Mg ）条并将其点燃；

实验现象：（剧烈反应，火星四射放出大量的热，漏斗被熔穿，生成黑色物质。）

实际应用：铝热反应可以用于（焊接钢轨

冶炼难熔金属）

二、海水资源的开发利用

1、海水淡化：

海水淡化的方法主要有

、

、

等。其中

的历史最久，技术和工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法。

2、海带提碘

－－海带中碘元素以（I）的形式存在，其原理是利用氧化剂将（I）氧化为（I2

），利用（淀粉遇碘变为蓝色）特征现象。

第1步：灼烧。将足量海带放在（坩埚）灼烧成灰烬。

－第2步：I溶液的获取。将灰烬转移到（烧杯）中，加适量蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，（煮沸），（过滤）。

－第3步：氧化。向滤液中先加入（稀硫酸），再加入（H2O2），化学方程式为：（2I＋＋H2O2＋2H＝I2＋2H2O）。

第4步：碘单质的检验。向漏夜中加入几滴

溶液，若

，则证明含碘。

3、海水提溴

氧化：向酸化的浓缩海水中通入适量的（氯气），使溴离子转化为溴单质：化学反应为：（2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl）。

吹出：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，化学反应为：（Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4）。

吸收：向吸收塔内的溶液中通入适量的（氯气），化学反应为：（2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br2。）。

第四章

化学与自然资源的开发利用

第二节

资源综合利用

环境保护

【教学目标】

1.知道煤、石油、天然气的主要成分，了解如何对它们进行综合利用。

2.通过环境保护和绿色化学的有关知识，加强环保意识并培养绿色化学的理念。

【教学重点】煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；

【教学难点】石油裂化的原理

【知识梳理】

一、煤、石油和天然气的综合利用

1.煤的综合利用：煤是由

和

组成的复杂混合物，主要含

元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

（1）煤的干馏

煤干馏是指

，得到焦炭、煤焦油、煤气。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。

（2）煤的气化

将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为：

。

（3）煤的液化

煤的直接液化：

。

煤的间接液化：

。

2.天然气的综合利用：天然气是一种

的化石燃料；同时也是一种重要的

，主要用于合成

和生产

。

3.石油的加工：石油主要是由

组成的混合物。

（1）石油的分馏

石油分馏是利用原油中各组分

的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得

、

、

等轻质油。

（2）石油的催化裂化

石油的催化裂化是将含碳原子较

、沸点较

的烃断裂为含碳原子较

、沸点较

的汽油的过程。石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。

、

、

等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。例如：

C16H34



CH



818催化剂催化剂加热、加压催化剂加热、加压催化剂C4H10



CH



410加热、加压加热、加压（3）其它的石油加工

石油在加热和催化剂的作用下，可以通过

使链状烃转化为环状烃，获得

、

等重要化工基本原料。

4.以煤、石油和天然气为原料生产合成其他材料

（1）主要以煤、石油和天然气为原料生产的三大合成材料是

、

、

。

（2）聚乙烯塑料的生产原理：

在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下，乙烯可以发生

，形成相对分子质量巨大的

。用化学方程式表示改反应：

像这种反应成称为

，简称

。聚乙烯分子中，乙烯称为

；

重复结构单元－CH2－CH2－称为

；n称为

。

（3）高分子化合物的基本特征是相对分子质量巨大。高分子化合物有天然的，如

、

、

等，也有人工合成的，如

、

、

。人工合成的高分子由于在自然界中

速度很慢，会造成巨大的环境压力。

二、环境保护和绿色化学

在环境保护问题上，化学工作者面临的任务主要有以下三个方面：

（1）

：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。

（2）

：对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源的回收利用。

（3）

：实施清洁生产——绿色化学。

绿色化学的核心是

。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是

，这时原子利用率为100%。