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

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001知识体系002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2H₂O

≜

2H₂+O₂↑2Ag₂O≜4Ag+O₂↑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+CO₂↑CuO+H₂≜Cu+H₂Fe₂O₃+3CO

高温

2Fe+3CO₂↑(高炉炼铁)Fe₂O₃+2Al

高温

2Fe+Al₂O₃(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+Cl₂↑MgCl₂(熔融)

点解Mg+Cl₂↑2Al₂O₃(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+S023.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+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。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：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⁻。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。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、润滑油二是：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。三是：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。四是：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。（3）石油裂化和裂解反应的原理(1)石油分馏所得汽油为直馏汽油,多为饱和烃石油裂化所得汽油叫裂化汽油,其中含有不饱和烃,能与卤素单质反应。(2)裂化是为了提高汽油的产量和质量,而裂解采用比裂化更高的温度,是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物;裂化温度一般不超过500℃,而裂解温度一般在700~1000℃,因此裂解