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1、第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用学习目标1. 了解金属在自然界中的存在形式，掌握金属冶炼的一般方法和原理。2. 以海水资源的开发利用为例，了解依据物质的性质及其变化综合利用资源的方法。3. 以煤、石油、天然气的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。自主预习一金属矿物的开发利用1金属元素在自然界中存在的形态（1）极少数的不活泼金属(金、铂等)以 态的形式存在。（2）绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界。（3）在地壳中，含量最高的金属元素是_，其次是_。2金属冶炼原理与实质（1）原理：将金属从化合物中_出来。（2）实质：化合物中金属_电子被_生成金属单
2、质。3. 金属冶炼方法（1）加热分解法制Hg：_。制Ag：_。（2）电解法(写出化学方程式)制Mg：_。制Al：_。制Na：_。【思考讨论1】电解制备Mg时所采用的原料为MgCl2而不用MgO，为什么？_。【思考讨论2】电解制备Al时所采用的原料为Al2O3，能不能采用AlCl3？_。（3）热还原法：高温加热条件下用还原剂把金属还原出来常用还原剂有_等。高炉炼铁：CO还原Fe2O3的化学方程式为_。铝热反应：Al还原Fe2O3的化学方程式为_。【思考讨论】当铁轨有缝隙时，维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，让熔融的铁水流入铁轨的裂缝，冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起。其中的原理是什么？_。【拓
3、展链接】铝热反应铝与某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)在高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。反应原理(以铝和氧化铁反应为例)：Fe2O32Al2FeAl2O3。铝热剂：铝粉和某些难熔金属氧化物(如Fe2O3、Cr2O3、MnO2等)的混合物。反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3(固态)分离。应用：在冶金工业上常用这一原理制取熔点较高的金属，如Fe、Cr、Mn等；也可用于焊接钢轨等。4. 合理开发和利用金属资源的主要途径（1）_；（2）开发环保高效的金属冶炼方法；（3）_；（4）_；（5）使用其他材料代替金属材料。二海
4、水资源的开发利用1海水淡化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。海水淡化的方法主要有_、_、_等。其中_的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。2海水的化学资源利用海水中含量最多的为H、O两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素。其他为微量元素，如Au。（1）海水提溴空气吹出法相关方程式：_。（2）海带中含有碘元素的检验及碘的提取海带中含有碘元素的检验关键反应的反应原理：_。实验步骤及证明方法：海带中提碘工艺流程：海带浸泡氧化过滤提纯碘单质。主要的化学反应原理：_。（3）海水提镁主要的化学反应原理：_。三煤、石油和天
5、然气的综合利用1. 煤的组成2. 煤的综合利用3. 天然气4. 石油组成：石油是由多种_组成的混合物。（1）分馏定义：利用石油中各组分_的不同进行分离的过程叫做石油的分馏。石油经分馏后可以获得_、_、_等含碳原子少的轻质油，但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的重油却供大于求。（2）催化裂化目的：将重油裂化为_等物质。例如：C16H34_。（3）裂解目的：得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。例如：C8H18_C4H10_C4H10_。（4）催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使_转化为_。5. 三大合成材料：_、_、_，这三大合成材料，是以煤、石油和天然气为原料生
6、产的。【知识拓展】化学“三馏”的比较名称原理特点干馏隔绝空气加强热使物质分解的过程属于化学变化，产物为混合物蒸馏根据液态混合物中各组分沸点不同，加热使某一组分蒸发进行分离属于物理变化，产物为单一组分的馏出物分馏根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离属于物理变化，产物为沸点相近的各组分组成的混合物化学中“两裂”的比较名称定义目的裂化在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量裂解在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃课堂练习1.煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”，有关煤和石油加工的说
7、法正确的是()A煤的干馏产物主要是各类有机物B石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化C煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯D石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃2.下列化工生产原理错误的是()可以通过电解熔融的氯化钠来制取金属钠可以将钠加入饱和氯化镁溶液中制取镁用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝高炉炼铁时所发生的反应都是放热反应，故无需加热A B C D3.天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下列叙述：天然气与煤、石油相比是较洁净的能源；等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是酸雨的
8、成因之一；用甲烷可生成CCl4；甲烷易完全燃烧，故燃烧甲烷时不必保持空气流通。其中正确的是()A只有 B只有 C只有 D4.水淡化可采用反渗透法，如图所示，对半透膜右侧的海水加压，水分子可以透过半透膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子等不能透过半透膜。下列对加压后右侧海水成分变化的分析正确的是()A溶质质量增加 B溶液质量不变C溶剂质量减少 D溶质质量分数不变5.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下：下列说法中，不正确的是()A实验室保存溴通常加少量水B海水提溴与海水提镁发生的所有反应均为氧化还原反应C经过吸收塔后，溴元素得到了富集D蒸馏塔中也发生了化学变化参考答案1.答案：D。煤的干馏产物有
9、粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，为无机物，故A错误；石油的分馏属于物理变化，故B错误；煤通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，但本身不含有苯等芳香烃，故C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链的烃断裂为短链的烃的过程，烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，故D正确。2.答案：D3.答案：C。天然气燃烧主要产生CO2和H2O，对环境污染小，与煤、石油相比是比较清洁的能源；等质量的CH4和CO2相比，前者的物质的量大，由题给信息知产生的温室效应前者大；燃烧天然气不是酸雨的成因之一；甲烷和氯气在光照条件下可以发生取代反应；甲烷燃烧时若空气不流通可能会发生爆炸。4.答案：C。加压后，溶质不能透过半透膜，右侧海水中溶质质量不变，水分子透过半透膜进入左侧淡水池，右侧溶剂质量减少，溶液质量减少，溶质质量分数增大，故选项C正确。5.答案：B学科网（北京）股份有限公司