第八章 化学与可持续发展-【新课程能力培养】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册学习手册（人教版）

学 高中化学必修第二册 （人教版） 学 习 目 标 1. 知道金属在自然界中的存在形态。 了解金 属冶炼的一般方法和原理。 会写相关反应 的化学方程式。 2. 掌握铝热反应及其应用。 3. 了解金属资源开发利用的意义， 树立环保 意识。 4. 熟知海水淡化及从海水中提取溴、 金属镁 的原理。 了解海水资源开发利用的意义。 5. 了解煤 、 石油 、 天然气的组成及综合 应用。 知 识 梳 理 知识点 1 金属矿物的开发利用 1. 金属在自然界中的存在形态 2. 金属的冶炼方法 （写出反应的化学方程式） 第一节 自然资源的开发利用 第八章 化学与可持续发展 金属元素 游离态形式存在， 如金、 铂 化合态形式存在 极少数 绝大多数 热 分 解 法 分解 HgO 2HgO △ 2Hg＋O 2 ↑ 分解 Ag 2 O 2Ag 2 O △ 4Ag＋O 2 ↑ 电 解 法 冶炼钠 2NaCl （熔融） 电解 2Na＋Cl 2 ↑ 冶炼镁 MgCl 2 （熔融） 电解 Mg＋Cl 2 ↑ 冶炼铝 2Al 2 O 3 （熔融） 电解 冰晶石 4Al＋3O 2 ↑ 热 还 原 法 高炉炼铁 Fe 2 O 3 ＋3CO 高温 2Fe＋3CO 2 铝热法 炼铁 Fe 2 O 3 ＋2Al 高温 2Fe＋Al 2 O 3 其 他 方 法 湿法炼铜 Fe＋CuSO 4 FeSO 4 ＋Cu 火法炼铜 Cu 2 S＋O 2 高温 2Cu＋SO 2 续表 思维延伸 1. 工业上采用电解法冶炼铝和镁的原料 分别为 Al 2 O 3 和 MgCl 2 ， 而不是 AlCl 3 和 MgO ， 这是因为 AlCl 3 是共价化合 物， 熔融时不导电， 而 MgO 虽然是离 子化合物， 但其熔点太高， 熔化时会 消耗大量的电能， 成本较高。 2. 用电解法冶炼活泼金属时 （如 Na 、 Mg 等）， 不能用该金属的盐溶液， 应 电解该金属的熔融化合物。 82 学 第八章 化学与可持续发展 3. 有效利用金属资源的途径 （ 1 ） 提高金属矿物的利用率。 （ 2 ） 减少金属的使用量。 （ 3 ） 加强金属资源的回收和再利用。 （ 4 ） 使用其他材料代替金属材料。 知识点 2 海水资源的开发利用 1. 海水资源的开发利用 （ 1 ） 类型 海水资源的利用主要包括海水的淡化和 海水的循环冷却。 （ 2 ） 海水的淡化 ① 主要方法： 蒸馏法、 电渗析法和离子交换 法等。 ② 海水的蒸馏 Ⅰ. 主要仪器： A. 蒸馏烧瓶； B. 冷凝器； C. 锥形瓶。 Ⅱ. 冷凝水的流向： a 口进， b 口出。 Ⅲ. A 中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。 2. 海水化学资源的开发利用 （ 1 ） 海水中的化学元素 总计含有 80 多种元素。 （ 2 ） 海水化学资源的开发利用 知识点 3 煤、 石油和天然气的综合利用 1. 煤的综合利用 （ 1 ） 煤的组成 3. 金属越活泼， 其离子的氧化性越弱， 就越难被还原， 故制取和利用的时间 越晚。 4. 火法炼铜会产生大量污染性气体， 湿 法炼铜只适用于低品位的铜矿冶炼， 制得的铜不纯， 且废液污染环境。 A B C a b 海水 碎瓷片 淡水 种类 主要元素： H 、 O 常量元素： Cl 、 Na 、 K 、 Mg 、 Ca 、 S 、 C 、 F 、 B 、 Br 、 Sr 微量元素 项目 操作方法 海水 制盐 ① 方法： 把海水引到盐滩上， 利用日光和 风力使水分蒸发， 得到食盐； ② 原理： 蒸发海水， 使食盐浓缩结晶 海带 提碘 ① 流程： 海带灼烧 → 浸泡 → 过滤 → 氧化 → 萃取 → 提纯 → 碘单质； ② 主要的化学原理： 2I － ＋Cl 2 I 2 ＋2Cl － 海水 提溴 ① 方法： 在预先经过酸化的浓缩海水中， 用氯气氧化溴离子使之成为溴单质； ② 主要的化学原理： Cl 2 ＋2NaBr 2NaCl＋Br 2 海水 提镁 流程： 海水 （含 MgCl 2 ） Ca （ OH ） 2 Mg （ OH ） 2 HCl MgCl 2 溶液 结晶 MgCl 2 · 6H 2 O HCl 气氛 △ 无水 MgCl 2 电解 Mg 其他 利用 ① 提取核能开发中的重要原料铀和重水； ② 开发海洋药物； ③ 潮汐能、 波浪能等有待开发的新型能源 温馨提示 从海水中提取溴时要进行两次氧化 的目的是将海水中的溴富集。 煤 有机物和少量无机物 主要含 C ， 另有少量 H 、 O 、 N 、 S 等元素 宏观组成 微观组成 83 学 高中化学必修第二册 （人教版） （ 2 ） 煤的加工 2. 石油的综合利用 （ 1 ） 石油的成分： 多种碳氢化合物组成的混 合物， 所含元素以 C 、 H 为主。 （ 2 ） 石油加工