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1、单元小结环节二化学品的合理使用自然资源的开发利用环境保护与绿色化学化学与可持续发展金属矿物海水化石燃料化学变化获得能量获得有用的物质金属冶炼从海水中提取有用的物质化石燃料的综合利用化石燃料的燃烧 风力、水力、太阳能、化学电源电池等 一、自然资源的开发利用1、金属矿物的开发和利用金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱 在自然界的中，少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂等），多数金属以化合态存在。（1）金属冶炼方法与金属活动性的关系金属的活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHg Ag
2、Pt Au金属原子失电子能力 强弱金属离子得电子能力 弱强自然界中的存在形态 化合态 多数是化合态、极少数是游离态 游离态主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 物理方法由于金属的活动性不同，金属离子得到电子还原成金属单质的能力不同，因而不同的金属就有不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中，金属位置越靠后，越易被还原，用一般还原方法就能使金属还原。金属位置越靠前，越难被还原，最活泼的金属只能用最强的还原手段来还原。总的说来，金属的性质越稳定，越容易将其从化合物中还原出来。金属应用的早晚就是由金属的活动性决定的，金属越活泼，冶炼越难，其使用时间就越晚。铝的应用比铁晚，就是因为铝难冶炼，只有发现用
3、电解法冶炼后，才能大量冶炼铝。【温馨提示】（2）金属的冶炼方法方法名称 举例 主要特点热分解法2Ag2O 4Ag O22HgO 2Hg O2适合冶炼活动性较差的金属热还原法CO 作还原剂 Fe2O33CO2 Fe3CO2冶炼的金属为合金(含碳)，生产成本较低H2作还原剂 WO33H2 W 3H2O冶炼金属纯度较高，成本较高热还原法Na、Mg、Al作还原剂Cr2O32Al 2Cr Al2O34Na TiCl4 4NaCl Ti冶炼难熔金属，纯度较高，成本较高C 作还原剂2ZnO C 2Zn CO22CuO C CO22Cu冶炼金属成本较低，易形成合金(含碳)电解法 2Al2O3(熔融)4Al 3
4、O2金属纯度高，耗电量大，生产成本高【温馨提示】炼 铁 时，CO来 源 于 焦 炭 与 空 气 中 O2的 反 应，会 在 金属中含有碳元素，形成含碳的合金。（3）金属的回收和资源保护回收金属的意义：节约矿物资源；节约能源；减少环境污染。2、海水资源的开发利用纯碱碘淡水氢气烧碱钠氯气钾盐 溴化物钾溴海带镁盐镁食盐火电厂、核电厂循环冷却水海水 海 水 水 资 源 的 利 用 主 要 包 括 直 接 利 用 和 海 水 淡 化。海 水 直 接 利 用 包 括沿 海 工 业 冷 却 用 水、生 活 用 水 和 耐 盐 植 物 灌 溉；海 水 淡 化 可 解 决 淡 水 资 源不足问题。海 水 淡 化
5、 现 有20多 种 技 术 方 法。目 前 技 术 纯 熟、经 济 效 益 较 好 的 有 蒸馏法、冷冻法、反渗透法、电渗析法、离子交换法等。（1）海水水资源的利用（2）海水化学资源的利用 海水制盐海 水 制 盐 又 称 海 水 晒 盐。其 方 法 是 把 海 水 引 到 盐 滩 上，利 用 日 光 和 风 力 使水 分 蒸 发，得 到 食 盐(即 蒸 发 海 水，使 食 盐 浓 缩 结 晶)。食 盐 除 在 食 品 中 作调味剂外，它还是一种工业原料：【温馨提示】海水晒盐得到的是粗盐，含有Ca2、Mg2、SO42-等杂质，精制后得到NaCl饱和溶液，精制时通常在其中依次加入过量的BaCl2溶
6、液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后，再加适量盐酸调节至中性即可。海水提溴浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br得到浓缩；氧 化：向 浓 缩 的 海 水 中 通 入 适 量 的 Cl2，将 Br氧 化 为 Br2，反 应 的 离 子 方程式为Cl22Br=Br22Cl；富 集：利 用 溴 的 挥 发 性，通 入 热 空 气 和 水 蒸 气，吹 出 的 溴 蒸 气 用 SO2吸收。反应的化学方程式为Br2SO22H2O=2HBr H2SO4；提取：再用Cl2将HBr 氧化得到产品溴。【涉及反应】Cl2+2Br-Br2+2Cl-Br2+SO2+2H2O 4H+SO42-+2B
7、r-1.步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，酸化可抑制氯气、溴单质与水反应2.氧化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直度接蒸馏，耗时耗能，产品成本高。经过，实现Br2的富集。海水提取粗盐苦卤硫酸酸化溴蒸汽含Br2的空气含Br2的海水溴水混合物吸收液氯气氧化空气吹出SO2吸收氯气氧化蒸馏冷凝 分离液溴【涉及反应】Cl2+2I-I2+2Cl-1.灼烧海带需要用到的仪器有：坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯。2.氧化剂除可用氯气，还可以选择H2O2、酸性高锰酸钾溶液、新制氯水等，这些氧化剂与I-发生氧化还原反应的离子方程式的配平需要熟练掌握。3.萃取剂的选择原则：不与原溶液反应；与原溶剂不互
8、溶；溶质 在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度。海带灼烧海带灰浸泡单质碘含I-的溶液海带灰悬浊液含I2的有机溶液含I2的溶液过滤适量氯气萃取蒸馏氧化海带提碘海水提取粗盐苦卤高温煅烧MgCl2溶液Mg(OH)2Mg无水MgCl2盐酸 电解贝壳CaCO3【涉及反应】Mg2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+Ca2+Mg(OH)2+2H+Mg2+2H2O一定条件CaOH2O石灰乳 MgCl2(熔融)Mg+Cl2CaCO3 CaO+CO2电解高温海水制镁3、煤、石油和天然气的综合利用无机物有机物C 元素为主H、N、S、O等元素 少量Si、Al、Ca、Fe 污染环境COx NOx SO2 等烟尘（1）
9、煤的组成煤渣 将 煤 作 为 燃 料，主 要 是 利 用 其 燃 烧 放 出 的 热 量，但 是，将 煤 直 接 燃 烧不 但 利 用 率 较 低，而 且 还 会 造 成 严 重 的 环 境 污 染。将 煤 进 行 加 工 后 综 合 利用 是 合 理 用 煤 的 重 要 发 展 方 向，当 前，煤 的 综 合 利 用 方 法 主 要 是 煤 的 干 馏、煤的气化和液化。(2)煤的干馏概 念：煤 的 干 馏 是 将 煤 隔 绝 空 气 加 强 热 使 其 分 解 的 过 程，工 业 上 也 叫 煤的焦化。【温馨提示】理解这一概念，要注意以下两个方面：隔绝空气：这是煤的干馏的先决条件，否则，强热
10、条件下煤会燃烧生成CO2和H2O等物质。煤的干馏是化学变化，煤在干馏过程中生成了许多新的物质，如苯、萘等，发生的是分解反应，属于化学变化。煤干馏的主要产品及其用途干馏产品 主要成分 主要用途出炉煤气焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料粗氨水 氨气、铵盐化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料粗苯 苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青 筑路材料、制碳素电极焦炭 碳冶金、合成氨造气、燃料、电石(4)煤的化煤 的 直 接 液 化：使 煤 与 氢 气 作 用 生 成 液 体 燃 料。煤 的 间 接 液 化：先 将 煤 转化为CO和H2，再在催化剂
11、作用下合成甲醇等。(3)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C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。变化过程 原理 产物干馏 使煤隔绝空气加强热，使其分解的过程 出炉煤气、煤焦油、焦炭气化 把煤中的有机物转化为可燃性气体 氢气、一氧化碳等液化 把煤转化为液体燃料的过程 液体燃料如甲醇、汽油等（5）天然气的组成及其综合利用天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。（6）石油的组成及其综合利用石油的成分：石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。按元素来看：碳、氢含量为97%-98%按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物 石油炼制：a、石油的分馏b、石油的
12、催化裂化c、石油裂解（深度裂化）d、石油催化重整 石油的综合利用变化过程 原理 产物分馏 利用石油中各组分沸点的不同进行分离 汽油、煤油、柴油、重油等裂化 将大分子的重油断裂为小分子的轻质油 轻质油裂解 深度的裂化 乙烯、丙烯、甲烷等气态烃催化重整 石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃 苯或甲苯等石油的分馏可获得液化石油气(主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯)、汽油、煤油、柴油等工业制品(都是混合物)。石油的催化重整是获得芳香烃的重要来源。石油的裂化是为获得较多的轻质油。石油的裂解是为获得较多的气态烯烃。化学品的合理使用合理用药安全使用食品添加剂化肥、农药的合理施用新型农药的发展方向合理施用化肥
13、考虑因素滥用化肥和农药的危害 土壤酸碱性、作物营养状况、化肥本身的性质水体富营养化、影响土壤酸碱性、作物残留超标等高效、低毒、低残留重要性药物分类原则天然药物和合成药物处方药(R)和非处方药（OTC)滥用药物危害严重安全、有效、经济、适当等着色剂、增味剂、膨松剂、凝固剂、防腐剂、抗氧化剂、营养加强剂二、化学品的合理使用 农药和化肥的使用，可以提高农作物的产量，可以减少农民农业资金的投入。如果化肥和农药进行了不恰当的使用方法，不仅会残害农作物，使农作物产量降低，还会污染农民的土地，进而对环境造成污染合理使用化肥和农药，开发高效低毒农药合理用药，拒绝滥用药物，拒绝毒品。合 理 用 药，必 须 在
14、医 生、药 师 的 指 导 下，遵 循 科 学 性、有 效 性、经济性、安全性和适当性进行用药。在规定的范围内使用食品添加剂，一般认为对人体是无害的，但是违反规定，将一些不能作为食品添加剂的物质当作食品添加剂，或者超量使用食品添加剂，都会损害人体健康，故一定要严格控制添加的用量，合理使用。化学变化自然资源绿色化学核心思想：从源头上减少或消除环境污染原子经济性反应：原子利用率为100%的反应环境保护废气：（化石燃料的燃烧、工业生产过程产生的废 气、工业废气携带的颗粒物）次生污染物(雾霾、光化学烟雾、酸雨（pH5.6）等)废水：常用的污水处理方法包括物理法、化学法和 生物法，污水处理常用的化学方法
15、有中和法 氧化还原法、沉淀法等。废渣：处理应遵循无害化、减量化、资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用重要目的。获得有用物质获得能量三、环境保护与绿色化学环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。1环境污染(1)大气污染：颗粒物(粉尘)、硫的氧化物(SO2和SO3)、氮的氧化物(NO和NO2)、CO、碳氢化合物，以及氟氯代烷等。大气污染的防治：合理规划工业发展和城市建设布局；调整能源结构；运用各种防治污染的技术；加强大气质量监测；充分利用环境自净能力等。(2)水污染：重金属(Ba2、Pb2等)、酸、碱、盐等无机物，耗
16、氧物质，石油和难降解的有机物，洗涤剂等。水污染的防治方法：控制、减少污水的任意排放。(3)土壤污染：城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药、大气沉降物、牲畜排泄物、生物残体。土壤污染的防治措施：控制、减少污染源的排放。3.绿色化学 绿色化学的最大特点是在起始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。绿色化学的核心内容之一是“原子经济”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源，又能防止污染。绿色化学的核心内容之二，即其内涵主要体现在五个方面上：第一是“减量”，即减少“三废”排放量；第二是“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，这是降
17、低成本和减废的需要；第三是“回收”，可以有效实现“省资源，少污染，减成本”的要求；第四是“再生”，即变废为宝，节省资源、能源、减少污染的有效途径；第五是“拒用”，指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的、有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用，这是杜绝污染的最根本方法。利用化学原理和技术手段，减少或消除产品和应用中涉及的有害化学物质，从源头减少或消除污染。绿色化学常见原子利用率100%的反应有化合反应、加成反应、加聚反应。核心 反应物原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率100%。原子经济性反应4环境污染热点问题(1)酸雨：硫的氧化物以及所形成的硫酸随雨雪降到地面形成硫酸
18、型酸雨。(2)工业四废：废水、废气、废渣、废热。(3)粉尘：煤、矿石等固体物料在运输、筛选、粉碎、卸料等机械处理过程中产生的或风扬起的灰尘等。(4)破坏臭氧层的物质：SO2、NO、NO2、氟利昂(CF2Cl2)。(5)大气主要污染物：SO2、NOx、CO、粉尘等。(6)温室效应：人口激增是导致温室效应加剧的主要原因。空气中CO2增加是造成温室效应的主要因素。(7)水体富营养化：赤潮、水华。(8)氰化物：CN有剧毒(电镀液中常含有)，含CN的污水、废气会严重污染环境。(9)汞：极毒，不慎洒出，可在汞上撒上硫粉(HgS=HgS)；为了排除室内汞蒸气，排风机应装在墙的下部。(10)Cu、Hg、Pb等重金属盐可使人中毒，误食后应速喝大量生蛋清或生牛奶。(11)NaNO2：有毒，外观类似食盐，易误食，NaNO2进入血液，可把亚铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使血液失去携氧功能，造成组织缺氧。(12)聚乙烯一次性使用的塑料垃圾带来的白色污染。(13)室内装饰材料释放的甲醛、苯、放射性物质及吸烟、厨房油烟等产生的居室污染。(14)强烈致癌物质：食品污染物苏丹红、二噁英。(15)食品安全问题：地沟油、瘦肉精、食品添加剂过度使用。