自然资源的开发利用 知识清单 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.docxVIP

第八章化学与可持续发展

第一节自然资源的开发利用

01知识体系

02考点速记

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01知识体系

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02考点速记

知识点一金属矿物的开发利用

1.金属元素在自然界的存在形态

（1）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。

（2）绝大多数的金属元素以化合态的形式存在。

2.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,Mn

（2）金属冶炼的方法

方法

适用对象

冶炼原理(举例)

热分解法

不活泼金属：金属活动性顺序排在Cu之后

2H?O???2H?+O?↑

2Ag?O?4Ag+O?↑

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?高温?2Cu+CO?↑

CuO+H??Cu+H?

Fe?O?+3CO?高温??2Fe+3CO?↑(高炉炼铁)

Fe?O?+2Al?高温??2Fe+Al?O?(铝热法炼铁)

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)?点解??2Na+Cl?↑

MgCl?(熔融)?点解Mg+Cl?↑

2Al?O?(熔融)?电解，冰晶石?4Al+3O

（3）金属冶炼的其他方法

①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火法炼铜:Cu2S+02高温2Cu+S02

3.金属矿物的合理开发和利用

原因：

资源有限

金属冶炼造成环境污染

措施：

提高金属矿物的利用率

减少金属的使用量

加强金属的回收和再利用

使用其他材料代替金属材料

知识点二海水资源的开发利用

1.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

2海水水资源的利用

a.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

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

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

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

b.利用海水进行循环冷却

3.海水化学资源的开发利用

（1）海水晒盐

①原理：蒸发、结晶（物理变化）

②过程：海水引入盐田日晒分吹，水蒸发饱和食盐水日晒分吹，水蒸发析出粗盐精制食用、氯碱工业

(2)从海水中提取溴(吹出法)

①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+Br?。

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。

②工业流程

(3)从海水中提取碘

a.海带中碘元素的检验

主要化学反应：H?O?+2I?+2H?══I?+2H?O。

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。

②H?O?的还原产物是H?O，H?O?被称为绿色氧化剂，常用H?O?来氧化I?且用稀H?SO?作介质。也可用Cl?氧化I?。

b.海带提取碘的流程及反应

(4)从海水中提取镁流程及反应

4.海水资源的综合利用

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

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。

气化

含义：将煤转化为可燃性气体的过程。

反应：

液化

直接液化：煤与H?作用生成液体燃料。

间接液化：煤先转化成CO和H?，再催化合成CH?OH。

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

一是：蒸馏

概念：利用石油中各