第一節自然資源的開發利用第1課時金屬礦物的開發利用第八章化學與可持續發展新課引入金屬元素在自然界中存在形式？游離態化合態赤鐵礦(Fe2O3)菱鎂礦(MgCO3)鋁土礦(Al2O3)金Au鉑Pt軟錳礦(MnO2)1.極少數的不活潑金屬(金、鉑等)以游離態形式存在2.絕大多數的金屬都以化合態形式存在使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。得電子，被還原Mn+

M1.定義2.步驟礦石富集→冶煉→精煉KCaNaMgAl

ZnFeSnPb(H)Cu

HgAg

PtAu約10000年前約6000年前約6000年前約2500年前約200年前任務一金屬的冶煉(氧化還原)金屬冶煉方法的選擇取決于：金屬在自然界中的活潑性任務一金屬的冶煉KCaNaMgAl︱

ZnFeSnPb(H)Cu︱HgAg︱PtAu1.物理富集法-----不活潑的Pt、Au金、鉑在自然界中以游離態存在，直接通過物理方法即可提取，如“沙土淘金”《浪淘沙》劉禹錫日照澄洲江霧開，濤金女伴滿江隈。美人首飾侯王印，盡是沙中海底來。任務一金屬的冶煉KCaNaMgAl︱

ZnFeSnPb(H)Cu︱HgAg︱PtAu2.熱分解法-----較不活潑金屬(Hg/Ag)的冶煉古代煉丹術士葛洪的《抱樸子》中“丹砂(HgS)燒之成水銀”HgSHg+S2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑任務一金屬的冶煉KCaNaMgAl︱

ZnFeSnPb(H)Cu︱HgAg︱PtAu3.熱還原法-----中等活潑金屬(Zn-Cu)的冶煉常見還原劑：焦炭、CO、H2、活潑金屬Al等。(高爐煉鐵)(鋁熱反應)3CO+Fe2O3

===2Fe+3CO2↑高溫2Al+Fe2O3

===2Fe＋Al2O3高溫H2+CuO===Cu+H2O任務一金屬的冶煉熱還原法——鋁熱法（用Al做還原劑進行金屬氧化物的還原）任務一金屬的冶煉鋁熱反應：4Al＋3MnO2===3Mn＋2Al2O3高溫2Al+Fe2O3

===2Fe＋Al2O3高溫實驗現象鋁熱劑引發操作反應特點反應應用用金屬鋁做還原劑冶煉活潑性不如鋁且熔點高的金屬(FeVCr

Mn等)鋁粉+金屬氧化物

(V2O5/Cr2O3/MnO2/FexOy等)鎂條劇烈燃燒，發出耀眼白光，放出大量的熱，火星四射焊接鋼軌，冶煉高熔點，且活動性比鋁差的金屬在鋁熱劑上放KClO3，插入鎂條并將鎂條點燃高溫引發即可發生，不需持續加熱，放出大量的熱3000℃【思考】鋁粉和MgO、Na2O等的混合物能否稱為鋁熱劑？不能，金屬氧化物對應的金屬活動性應該比鋁差。任務一金屬的冶煉任務一金屬的冶煉KCaNaMgAl︱

ZnFeSnPb(H)Cu︱HgAg︱PtAu4.電解法-----非常活潑金屬(K-Al)的冶煉MgCl2(熔融)====Mg＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑電解2Al2O3(熔融)======4Al＋3O2↑電解冰晶石Na3AlF6作用：助熔劑，可以降低氧化鋁的熔點。任務一金屬的冶煉【交流討論】結合下列表格物質的熔沸點數據分析，為什么冶煉鎂時，選擇MgCl2而不是MgO？為什么冶煉鋁時，選擇Al2O3而不是AlCl3？物質MgOAl2O3MgCl2AlCl3熔點/℃28522054714190（以分子形式存在）沸點/℃360029801412180MgO熔點高，耗能多AlCl3是共價化合物，熔融狀態以分子形式存在，沒有可移動離子，不導電任務一金屬的冶煉5.其他冶煉方法信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之異化為銅。--沈括《夢溪筆談》西漢《淮南萬畢術》有“曾青得鐵，則化為銅“的記載。用礦(硫化礦，主要成分為Cu2S)二百五十蘿.……入大旋風爐，連烹(灼燒)三日三夜，方箬見成銅。--明·陸容《菽園雜記》Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu濕法煉銅火法煉銅Cu2S＋O2===

2Cu＋SO2高溫KCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱

HgAg︱PtAu電解法熱還原法熱分解法分離法【總結】金屬的冶煉方法單質活動性逐漸減弱NaCl(熔融)電解Fe2O3CO高溫HgO△任務三“Al”

工業流程鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？任務三“Al”

工業流程鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？Al/Al2O3

Al3+Al(OH)3“Al”軸H+OH-[Al(OH)4]-

CO2弱酸

NH3·H2O弱堿任務三“Al”

工業流程鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？【方法一】酸溶法工業流程Al2O3

Fe2O3

SiO2MgO過濾①過量鹽酸SiO2AlCl3FeCl3MgCl2②過量NaOH溶液過濾Fe(OH)3Mg(OH)2Na[Al(OH)4]NaClNaOH③CO2過濾Al(OH)3NaHCO3NaCl加熱Al2O3⑤電解Al寫出與Al有關的離子方程式。①_________________________________；②_______________________________；③

⑤

。

Al3++4OH?===[Al(OH)4]?Al2O3＋6H+

===2Al3+＋3H2O2Al2O3(熔融)======4Al＋3O2↑電解冰晶石任務三“Al”

工業流程鋁元素在地殼中主要以鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）的形式存在，那么如何從鋁土礦中提取鋁呢？Al2O3

Fe2O3

SiO2MgOFe2O3MgONa[Al(OH)4]

Na2SiO3NaOHH2SiO3NaClAlCl3氨水Al(OH)3NH4ClNaCl加熱Al2O3Al電解【方法二】堿熔法工業流程并寫出與Al有關的離子方程式。_________________________________；_______________________________；_________________________________。Al2O3＋3H2O+2OH－=2[Al(OH)4]－[Al(OH)4]－＋4H＋=Al3＋＋4H2O

NaOH溶液過濾鹽酸過濾過濾1.明代《天工開物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內，……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發火煅紅，……冷淀，毀罐取出，……，即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說法不正確的是(

)A.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物

B.煤炭中起作用的主要成分是碳C.我國歷史上鉛的使用早于鋅

D.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法2.冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法、②水煤氣(或氫氣、一氧化碳)法、③活潑金屬置換法、④電解法。四種方法在工業上均有應用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅，(Ⅱ)濕法煉銅；現代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻，(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對它們的冶煉方法的分析不正確的是(

)A.(Ⅰ)用①B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④A課堂檢測B鉻鐵礦酸浸濾渣a稀H2SO4濾液1Cr3+Fe3+Mg2+Na2SO3溶液試劑a濾液2濾渣b過量CO2Cr(OH)3Cr2O3金屬Cr工業上以鉻鐵礦(Na2Cr2O7，含有少量Fe2O3、SiO2、CaO和MgO等雜質)為主要原料制備金屬Cr的工藝流程如下圖。已知Cr2O3與Al2O3、Cr(OH)3與Al(OH)3性質相似Cr為24號元素，則Cr在元素周期表的位置為

。濾渣a主要成分是

，提高酸浸速率的措施有

。濾液1發生反應的離子方程式

。濾液2發生反應的離子方程式

。由Cr2O3制備Cr的冶煉方法為

，反應方程式是

。第一節自然資源的開發利用第2課時海水資源的開發和利用第八章化學與可持續發展閱讀:教材P100資料卡片討論:你知道海洋中有哪些可以利用的資源嗎?問題1.(1)儲量特別大的如Na、Mg、Cl、Br等元素的單質及化合物你認為可以從海水中獲得哪些產品或資源，為什么?(2)具有特別用途的如Li、Mo、Cs、U等元素的單質及化合物(3)特別貴重的元素如Au的單質及化合物海水中豐富的水資源有哪些實際應用?海水淡化都有哪些方法?問題2.方法原理蒸餾法反滲透法電滲析法離子交換法將海水加熱至沸騰汽化，然后將蒸氣冷凝而得到蒸餾水使用水分子可通過，而無機鹽離子等不通過的特殊半透膜利用外加直流電場，將鹽離子向電極處吸引，致使中間部位的離子濃度大為下降從而制得淡水用陰、陽離子交換樹脂除去海水中的其他換法陰、陽離子，得到去離子水一、水資源的利用1、直接利用海水服務于火電廠、核電廠的循環冷卻2、海水淡化(咸水→淡水)蒸餾法淡化海水的簡化原理(1)蒸餾法任務一海水淡化圓底燒瓶蒸餾燒瓶直形冷凝管球形冷凝管多用于反應回流多用于蒸餾冷凝任務一海水淡化蒸餾法淡化海水的簡化原理(1)蒸餾法石棉網放少量碎瓷片或沸石，防止液體暴沸。冷凝管中水從下口進，上口出溫度計的水銀球位于蒸餾燒瓶支管口處任務一海水淡化任務二重要化合物的提取海水資源種類很多，總儲量很大，富集程度卻很低，解決的具體方法是采取某種方法進行富集---使某種元素或物質濃度提高的過程。1.海水中提取NaCl

濃縮海水蒸發池粗鹽結晶池母液鹽田(太陽能蒸發法)日曬風吹蒸發水分繼續日曬風吹成為過飽和溶液，析出晶體蒸發結晶濃縮海水蒸發池粗鹽結晶池母液任務二重要化合物的提取

粗鹽粗鹽水濾液沉淀精鹽溶解過濾1.加BaCl22.加NaOH3.加Na2CO34.加過量鹽酸蒸發結晶基本原則:1、先加BaCl2后加Na2CO32、過濾之后再加過量鹽酸任務二重要化合物的提取任務二重要化合物的提取從海水中制得的氯化鈉還可以用于哪些工業生產？你能寫出相應的化學方程式嗎？制NaClNaNaOHH2Cl2電解Na?CO3侯氏制堿①氯堿工業：_________________________。②電解熔融狀態NaCl，制鈉和氯氣：____________。③制鹽酸：_____________________。④制漂白劑(84消毒液)：______________________________。⑤制純堿(侯氏制堿法)：_______________________；___________________。電解2NaCl＋2H2O====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑①氯堿工業：__________________________________________。②電解熔融狀態NaCl，制鈉和氯氣：_____________________________。③制鹽酸：_____________________________。④制漂白劑(84消毒液)：_______________________________________。⑤制純堿(侯氏制堿法)：__________________________________________；________________________________________。電解2NaCl＋2H2O====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑電解2NaCl(熔融)====2Na＋Cl2↑Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O點燃H2＋Cl2====2HClNaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓Δ2NaHCO3====Na2CO3＋CO2↑＋H2O任務二重要化合物的提取任務二重要化合物的提取濃縮海水蒸發池粗鹽結晶池母液

任務二重要化合物的提取2.海水提溴苦鹵(Na+、Br-)硫酸酸化①Cl2氧化含Br2的海水熱空氣吹出含Br2的空氣吸收液含Br2的水溶液③Cl2溴蒸氣⑥蒸餾⑦冷凝⑧分離液溴②SO2水溶液

吸收？任務二重要化合物的提取2.海水提溴苦鹵(Na+、Br-)硫酸酸化①Cl2氧化含Br2的海水熱空氣吹出含Br2的空氣吸收液含Br2的水溶液③Cl2溴蒸氣⑥蒸餾⑦冷凝⑧分離液溴②SO2水溶液

吸收溴易揮發，沸點：58℃？任務二重要化合物的提取2.海水提溴苦鹵(Na+、Br-)硫酸酸化①Cl2氧化含Br2的海水熱空氣吹出含Br2的空氣吸收液含Br2的水溶液③Cl2溴蒸氣⑥蒸餾⑦冷凝⑧分離液溴②SO2水溶液

吸收溴易揮發，沸點：58℃富集溴任務二重要化合物的提取2.海水提溴苦鹵硫酸酸化①Cl2氧化含Br2的海水熱空氣吹出含Br2的空氣吸收液含Br2的水溶液③Cl2溴蒸氣⑥蒸餾⑦冷凝⑧分離液溴②SO2水溶液

吸收理論上，具有強堿性的NaOH溶液、具有強還原性的FeCl2溶液及Na2SO3溶液也可用于吸收Br2離子方程式：①

,

②

,③

,

任務二重要化合物的提取3.海水提鎂（課本P106T6）貝殼煅燒CaO水石灰乳海水(含NaCl和MgSO4)試劑①Mg(OH)2沉淀過濾溶液試劑②MgCl2溶液熔融電解Mg(就地取材)4.海帶提碘海帶操作Ⅰ海帶灰水浸泡濾液a通入氯氣或H+、H2O2溶液b操作ⅡI2的CCl4溶液I2操作Ⅲ加CCl4操作Ⅳ任務二重要化合物的提取【問題】操作Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ分別是：濾液a和溶液b是：該流程主要反應是：4.海帶提碘任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡通入氯氣或H+、H2O2I2的CCl4溶液I2加CCl4操作Ⅲ操作Ⅳ水浸泡濾液a溶液b操作Ⅱ4.海帶提碘任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡通入氯氣或H+、H2O2I2的CCl4溶液I2加CCl4過濾操作Ⅲ操作Ⅳ溶液b濾液a4.海帶提碘任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡I-溶液通入氯氣或H+、H2O2I2的CCl4溶液I2加CCl4過濾操作Ⅲ操作Ⅳ溶液b4.海帶提碘Cl2＋2I－=I2＋2Cl－或2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡I-溶液通入氯氣或H+、H2O2I2水溶液I2的CCl4溶液I2加CCl4過濾操作Ⅲ操作Ⅳ4.海帶提碘任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡I-溶液通入氯氣或H+、H2O2I2水溶液I2的CCl4溶液I2萃取加CCl4過濾操作Ⅳ資料卡片萃取原理:某種物質在兩種互不相溶溶劑中的溶解性不同，將該物質從溶解度小的溶劑轉移到溶解度大溶劑中的方法。已知CCl4是一種無色有機溶劑，不溶于水，密度比水大。4.海帶提碘任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡I-溶液通入氯氣或H+、H2O2I2水溶液I2的CCl4溶液I2萃取加CCl4過濾操作Ⅳ4.海帶提碘任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡I-溶液通入氯氣或H+、H2O2I2水溶液I2的CCl4溶液I2萃取加CCl4？過濾資料卡片I2熔點：114℃，沸點184℃CCl4

沸點77℃。4.海帶提碘任務二重要化合物的提取海帶灼燒海帶灰水浸泡I-溶液通入氯氣或H+、H2O2I2水溶液I2的CCl4溶液I2萃取加CCl4蒸餾過濾（課本P106T5）資料卡片I2熔點：114℃，沸點184℃CCl4

沸點77℃。1.(2019·全國III卷)離子交換法凈化水過程如圖所示。下列說法錯誤的是（

）A.經過陽離子交換樹脂后，水中陽離子的總數不變B.水中的NO3－

、SO42-、Cl－通過陰離子交換樹脂后

被除去C.通過凈化處理后,水的導電性降低D.陰離子交換樹脂填充段存在反應H＋＋OH－=H2OA2.(2022·北京市第十二中學高一期中)從海帶中提取I2的實驗方案如下。下列說法不正確的是（

）A.實驗方案中2次使用到過濾操作B.向濾液中加入雙氧水的作用是將I－氧化為I2C.I－和IO3－在酸性條件下發生反應的離子方程

式為I－＋IO3－

＋2H＋=I2＋H2OD.含I2的溶液經3步轉化為I2的懸濁液,其目的是富集碘元素C3.工業上以濃縮海水為原料提取溴的部分流程如圖:

第八章化學與可持續發展煤、石油和天然氣的綜合利用口化石燃料煤石油天然氣綜合利用、提高利用率、減少環境污染√1.煤的組成煤物質組成：

和

組成的復雜混合物元素組成：主要為

，還含有少量

等元素有機物少量無機物CH、O、N、S煤大分子結構模型溫室效應氧化物會造成環境問題煤直接作燃料——利用率低并污染環境。注意：煤不是碳的單質2.煤的綜合利用——清潔能源+多種化工原料【思考】煤的干餾為什么要隔絕空氣？

若不隔絕空氣，在高溫條件下，煤會在空氣中燃燒。(1)煤的干餾：將煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。2.煤的綜合利用——清潔能源+多種化工原料(1)煤的干餾：將煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。煤焦油出爐煤氣焦炭煤的干餾是復雜的化學變化P1022.煤的綜合利用——清潔能源+多種化工原料2.煤的綜合利用——清潔能源+多種化工原料(2)煤的氣化：將煤轉化為___________的過程可燃性氣體(3)煤的液化◆直接液化:使煤與_____作用生成液體燃料氫氣CO+H2CH3OH(甲醇)C＋H2O(g)CO＋H2【思考】煤的氣化、液化是煤的三態（固、液、氣）之間的轉化嗎？◆間接液化：煤先轉化為CO與H2，然后再催化劑作用下合成甲醇2.天然氣的綜合利用液化天然氣公交車A.

燃料——清潔能源1.天然氣組成——主要成分是甲烷B.化工原料：生產甲醇、合成兩碳或多碳有機物2.天然氣用途天然氣灶3.石油的綜合利用組成汽油、煤油、柴油等多種碳氫化合物組成的混合物直接從礦井里開采出來的石油分餾、裂化、裂解、催化重整石油加工處理原油3.石油的綜合利用(1).石油的分餾利用原油中各組分沸點的不同進行分離的過程叫做分餾，分餾的產物為餾分（屬混合物）。分餾產物：石油氣汽油、煤油、柴油等蠟油、潤滑油重油（瀝青等）輕質液體燃料蒸餾分餾適用于沸點相差較大的物質得到純凈物適用于沸點較為接近的物質得到混合物蒸餾和分餾的原理是一致，都屬于物理變化由于汽車工業的發展，通過石油分餾得到的汽油滿足不了需要，而所得的重油用途不廣。如何把重油變成汽油？3.石油的綜合利用(2).石油的裂化(C20以上的烴)大分子烴重油汽油(C5~C12以上的烴)小分子烴裂化的目的:提高輕質汽油的產量。C16H34十六烷C8H18辛烷＋C8H16辛烯

催化劑

加熱、加壓C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯

催化劑

加熱、加壓裂化汽油（含烯烴、烷烴）石油分餾、裂化所生產