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第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源

金属矿物的开发利用（1）

【学习目标】

1.

了解金属元素在自然界中的存在形态 2.重点掌握金属冶炼的原理，熟悉金属冶炼的步骤以及方法。

3.

了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用；

【教学重点】

1.了解化学方法在金属矿物开发中的作用

2.了解海水资源开发和利用

【教学难点】

1. 学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法

2.从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。

【知识链接】

金属活动顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 【基础知识】

1、金属的存在：除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属以 的形式存在于自然界。

2、金属冶炼的含义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即M（化合态） M（游离态）。

得电子、被还3、金属冶炼的一般步骤： (1) ，提高矿石中有用成分的含量。

(2) ，利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗）。

(3) ，采用一定的方法，提炼纯金属。

4、金属冶炼的方法

①

热分解法

在金属活动顺序中，位于汞以后的不活泼金属可以直接用 的方法从其化合物中还原出来。例如：

+n0例如：氧化汞分解： 氧化银分解： 。 来完成，常用的还原剂有 、 、 等。

③ 电解法

对于金属活动顺序表中Zn前面非常活泼的金属，采用一般的还原剂很难将它们还原出来，工业上常用 冶炼，例如：

例如：电解熔融的氯化镁： 电解熔融的氧化铝： 。 【归纳小结】常见金属的冶炼原理

②热还原法对于金属活动顺序表中Zn-Cu段的金属的冶炼可以通过 例如：氧化铁和一氧化碳反应： 氧化铜和氢气反应： 。

K、Ca、Na、

Zn、Fe、Sn、

Mg、Al Pb、(H)、Cu Hg、Ag

Pt、Au 金属原子失电子能力 金属离子得电子能力

主要冶炼方法

5、 (1)回收金属的意Ⅳ义：节约矿物资源，节约能源，减少环境污染。

(2)废旧金属的处理方法:回收利用。回收金属的实例：

a.废旧钢铁用于炼钢； b.废铁屑用于制铁盐；

c.从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。

6、海水水资源的利用

a.海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库。海水中含有 多种元素，其中 11种元素的含量较高，其余为

元素。常从海水中提取 ，并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。

b.海水水资源的利用主要包括：海水淡化和直接利用海水进行循环冷却。海水淡化的方法：主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等.其中蒸馏法的历史悠久,技术和工艺也比较完善,但成本较高.c. 描述蒸馏原理和过程，思考蒸馏实验操作中有哪些注意事项？

7、海水化学资源的开发利用

（1）海带中提取碘

实验目的

实验原理

实

验

过

程

实验步骤

1、取约3克的干海带，用刷子去净其表面上的附着物（不要用水冲洗），把海带剪碎后，用适量酒精浸湿，放入坩埚中；

2、点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰，停止加热，使海带冷却至室温；

3、将海带灰转移到小烧杯中，加入约

所用仪器、药品

实验现象

10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2-3min，过滤；

4、在滤液中滴入几滴3mol/ L的稀硫酸再加入约1ml 3%的H2O2，观察现象；

5、再取少量溶液于试管中再加入几滴淀粉溶液，再观察现象。

实验结论

（2）海水提溴:

①向硫酸酸化的海水中通入适量的 ，使溴离子（主要以溴化钠存在）转化为溴单质，涉及的化学方程式为： ；

②向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入的吸收塔内，使溴单质蒸气、水和吸收剂二氧化硫相互反应生成溴化氢和硫酸，以达到富集的目的，涉及的化学方程式为： ；

③向吸收塔的溶液内通入适量的氯气得到溴单质，用四氯化碳萃取、分液得到产品溴，涉及的化学方程式为： 。

【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）

浓缩

海水

溴

单质

溴化氢

硫酸

溴

单质

第四章

第二节 资源综合利用

环境保护

（2）掌握环境污染的几种类型及防治，了解其危害。

（3）了解绿色化学的含义。

【重点难点】掌握煤、石油的综合利用

【基础知识】

一、煤的综合利用

1．煤的组成：_______________________________________________．主要含有___________元素，还含有少量的 等元素．

2．煤的综合利用主要是通过____________、___________和__________，获得洁净的燃料和多种化工原料．

(1)煤的干馏

【学习目标】（1）了解煤、石油的组成，掌握煤、石油的综合利用。

①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，如右图：

②煤干馏的主要产物和用途（阅读课本）

(2)煤的气化

煤的气化是 。

煤气化的主要反应是__________________ 。

(3)煤的液化

煤的液化是

。直接液化是______________________，间接液化是_________________。

二、石油的综合利用

1．石油的成分：_____________________________________________________。

2．石油的分馏

(1)石油的分馏原理： ______ ____________ __。

实验如图所示，将100 mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石油暴沸．然后加热，分别收集60℃～150℃和150℃～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油．

(2)石油的分馏产物：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等．

3．石油的裂化和裂解

(1)裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量．

(2)裂化的原理：石油的裂化是_________________________ 。

(3)裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料．

三、天然气的综合利用

天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料．主要用于

和 ___________等 四、合成材料

1．三大合成材料________________ ________________ _________________ 2．写出下列反应方程式: 乙烯合成聚乙烯________________________________________ 五. 绿色化学

绿色化学核心是___________________________________________________ 原子经济是指____________________________________________________,此时原子利用率为________,请求出书后“思考与交流”中两种生产工艺的原子利用率分别为_____________、 ______________ 【自主探究】你能列举出多少种环境污染？

课堂练习

1．下列说法正确的是( ) A．石油分馏塔从上到下的分馏产品依次是石油气、汽油、煤油、润滑油、柴油、重油

B．石油的各种分馏产品具有固定的沸点

C．石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量和质量

D．石油裂解的主要目的是得到甲烷、丙烷等气态烷烃

2．下列关于煤、石油、天然气资源的说法正确的是( ) A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．石油产品都可用于聚合反应

C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料

3．如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料的说法不正确的是( ) A．煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧

B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等

C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油的成分和化学性质不相同

D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料

【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）