8.1 自然资源的开发利用 知识清单 -2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

自然资源的开发利用 01 知识体系 02 考点速记 知识点一 金属矿物的开发利用 1.常见金属的冶炼 （1）冶炼的原理 金属冶炼的实质是根据氧化还原反应，使金属矿物质中的金属阳离子得到电子被还原,。 （2）金属冶炼的方法 方法 适用对象 冶炼原理 (举例) 电解法 非常活泼的金属：金属活动性顺序排在 Zn 之前的金属 2NaCl (熔融)   2Na + Cl₂↑ MgCl₂(熔融) Mg + Cl₂↑ 2Al₂O₃(熔融)  4Al + 3O₂↑ 热还原法 较活泼金属：金属活动性顺序排在 Al 之后和 Hg 之前的大多数金属 2CuO + C  2Cu + CO₂↑ CuO + H₂Cu + H₂O Fe₂O₃ + 3CO   2Fe + 3CO₂↑ (高炉炼铁) Fe₂O₃ + 2Al   2Fe + Al₂O₃ (铝热法炼铁) 热分解法 不活泼金属：金属活动性顺序排在 Cu 之后 2H₂O  2H₂ + O₂↑ 2Ag₂O4Ag + O₂↑ （3）金属冶炼的其他方法 ①火法炼铜:Cu2S+022Cu + S02 ②湿法冶金:利用溶液中发生的化学反应,对原料中的金属进行提取和分离的方法,如湿法炼铜,Fe+CuS04=FeS04 + Cu。 ③物理提取法:适用于极少数不活泼、以游离态存在于地壳中的金属,如金常用水洗法获得。 2.金属矿物的合理开发和利用 原因： 1. 金属冶炼造成环境污染 2. 资源有限 措施： 1. 使用其他材料代替金属材料 2. 加强金属的回收和再利用 3. 减少金属的使用量 4. 提高金属矿物的利用率 3.金属元素在自然界的存在形态 （1）绝大多数的金属元素以化合态的形式存在。 （2）极少数不活泼的金属元素（如金、铂、汞等）以游离态（单质）的形式存在。 知识点二 海水资源的开发利用 1.海水资源的综合利用 2.海水可开发利用的元素 水资源（H2O）:H、O元素（含量最大） 常量元素:C1、Na、K、Mg、Ca、S、F、B、Br、Sr等 微量元素:I、Au、Mn、Fe、U(铀)等 3.海水化学资源的开发利用 （1）海水晒盐 ①过程：海水盐田饱和食盐水析出粗盐食用、氯碱工业 ②原理：蒸发、结晶（物理变化） (2)从海水中提取溴(吹出法) ①工业流程 ②提取步骤 a.浓缩:使海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br- 得到浓缩。 b.氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2, Cl2+2Br-=Br2+2Cl- c.富集:利用溴单质的挥发性,通入热空气或水蒸气,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂SO2发生反应: Br2++ SO2+2H20=2HBr+H2S04。 d.氧化:再用Cl2将HBr氧化,得到溴单质2HBr + Cl2 =-2HCl + Br₂。 e.分离提纯:用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔溶液里的溴单质,然后蒸馏。 (3)从海水中提取碘 从海水中提取镁流程及反应 海带提取碘的流程及反应 海带中碘元素的检验 主要化学反应：H₂O₂ + 2I⁻ + 2H⁺ ══ I₂ + 2H₂O。 注：①海带灼烧前，应将剪碎的干海带用酒精润湿，以便充分灼烧，不能用水或食盐水等润湿。灼烧装置应用坩埚而不是烧杯或蒸发皿来灼烧海带。 ②H₂O₂的还原产物是 H₂O，H₂O₂被称为绿色氧化剂，常用 H₂O₂来氧化 I⁻且用稀 H₂SO₄作介质。也可用 Cl₂氧化 I⁻。 4海水水资源的利用 海水的淡化： 海水淡化是指将海水中的盐分和其他矿物质去除，使其变成可以供人类使用的淡水的过程。 淡化方法 原理 离子交换法 用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子得到去离子水 电渗析法 利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场的作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中，从而达到除盐的目的 蒸馏法 将海水加热蒸发汽化，然后使水蒸气冷凝得到蒸馏水 利用海水进行循环冷却 知识点三 煤、石油和天然气的综合利用 1.煤的综合利用 (1)煤的组成 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物其组成以碳元素为主,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 (2)煤的综合利用 液化 · 直接液化：煤与 H₂作用生成液体燃料。 · 间接液化：煤先转化成 CO 和 H₂，再催化合成 CH₃OH。 气化 · 含义：将煤转化为可燃性气体的过程。 · 反应： 干馏 · 含义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，也叫煤的焦化。 · 产物：出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯）、煤焦油、焦炭。 2.石油的综合利用 （1）石油的组成 石油是多种碳氢化合物，属于混合物。 （2）石油的综合利用 催化重整 · 概念：在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃的过程。 · 目的：获得苯、甲苯等多种产品。 裂解 · 概念：裂解就是深度裂化。 · 目的：生产气态的有机化工原料。 · 产物：乙烯、丙烯、丁二烯等短链气态烃。 裂化 · 概念：将相对分子质量大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量小、沸点较低的烃的过程。 · 目的：提高优质、轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量。 蒸馏 · 概念：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。 · 产品： · 常压：石油气、汽油、煤油、柴油、重油 · 减压：柴油、燃料油、石蜡、沥青、润滑油 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$