第八章 第19讲 自然资源的开发利用(正文)-2024年普通高中学业水平测试合格考化学

第八章　化学与可持续发展 第19讲　自然资源的开发利用 一、金属矿物的开发利用 1.金属在自然界中的存在形态 除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以________的形式存在于自然界。 2.金属的冶炼方法 根据金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。 方法 主要反应原理 热分解法 对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来。如Hg、Ag： 2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑ 电解法 对于一些非常活泼的金属，采用一般还原剂很难将它从其化合物中还原出来，工业上常用电解法冶炼。如Na、Mg、Al： 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 热还原法 在金属活动性顺序中处于中间位置的金属，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来。如： Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 2CuO＋C2Cu＋CO2↑ 3.金属资源的合理开发利用 自然资源是人类社会发展不可或缺的自然物质基础。合理利用资源是人类可持续发展的必要条件。 (1)合理开发利用金属资源 金属的冶炼需要消耗许多能量，也易造成环境污染，地球上的金属资源是有限的，是不可再生的，合理开发和利用金属资源势在必行。 (2)有效利用金属资源的途径 ①提高金属矿物的利用率，开发环保高效的金属冶炼方法； ②加强废旧金属的回收和再利用； ③使用其他材料代替金属材料。 [典例1]　下列金属的冶炼方法与工业上冶炼铝的方法相同的是(　　) A.Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 B.2Ag2O4Ag＋O2↑ C.Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu D.2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 二、海水资源的开发利用 1.海水提溴 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 2.海水提镁 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 制石灰乳 CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2 沉淀 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ 酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 结晶 析出MgCl2·6H2O 脱水 在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁 电解 电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 3.海水提碘 (1)工艺流程 (2)两种原理 ①主要的化学原理：__________________________________________________________。 ②主要的物理原理：单质碘用______或______萃取。 注意：检验海带中含有碘元素的方法： [典例2]　下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　) A.用装置甲灼烧碎海带 B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2 D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气 三、煤、石油和天然气的综合利用 1.煤的组成及其综合利用 (1)组成 (2)综合利用 [点拨] 煤的干馏、气化和液化都属于化学变化。 2.天然气的综合利用 天然气是一种清洁的化石燃料，它作为化工原料则主要用于合成氨和生产甲醇等。以含一个碳原子的甲烷为原料，可通过化学变化合成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。 3.石油的组成和综合利用 (1)组成：石油是由多种碳氢化合物组成的________。 (2)综合利用 分馏 裂化 裂解 催化重整 利用石油中_____________不同进行分离的过程；石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油 将重油裂化为汽油等物质如：C16H34C8H18＋C8H16 得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。如：C8H18C4H10＋C4H8、C4H10CH4＋C3H6、C4H10C2H6＋C2H4 石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃 [点拨] 石油的分馏为物理变化，石油的裂化、裂解、催化重整均为化学变化。 4.以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 以煤、石油、天然气为原料。通过________原理合成的材料的相对分子质量很大，属于高分子化合物。________、________、________为三大合成材料。 [典例3]　下列说法正确的是(　　) A.石油分馏是化学变化 B.石油裂解得到的汽油是纯净物 C.天然气是一种清洁的化石燃料 D.煤的液化是物理变化 一、金属活动性与冶炼方法的关系 金属的活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag