(2019)新人教版高中化学必修二第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 ppt课件.ppt
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1、化学变化化学变化-提供提供-人类生存和发展的物质条件人类生存和发展的物质条件(主要包括获得有用物质和获得能量),(主要包括获得有用物质和获得能量),化学变化化学变化-创造自然界原本没有的物质创造自然界原本没有的物质(主要指有机合成高分子化合物(主要指有机合成高分子化合物-使生活更加方便、舒适;使生活更加方便、舒适;在开发自然资源的过程中,在开发自然资源的过程中, 深刻地认识到保护周围环境、维护生态平衡的重要性,深刻地认识到保护周围环境、维护生态平衡的重要性, 建立可持续发展的观念。建立可持续发展的观念。 第一节第一节 自然资源的开发利用自然资源的开发利用 当今世界当今世界全球资源、能源全球资源
2、、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出日益突出.金属矿物和海水资源金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系同人类的生活有着日益紧密的联系.化学在自然资源合理开发和综合利用中的意义和作用尤为化学在自然资源合理开发和综合利用中的意义和作用尤为重要重要 春秋时期的春秋时期的考工记考工记一书中,提出了配制不同青铜器的一书中,提出了配制不同青铜器的6种铜锡比例,种铜锡比例,称为称为“六齐六齐”规则,这是世界上最早论述合金成分的著作。规则,这是世界上最早论述合金成分的著作。 书中把所有青铜器归纳成书中把所有青铜器归纳成6大类,每类的含锡量依次递增,使合金的性能大类,
3、每类的含锡量依次递增,使合金的性能和色泽发生变化,以适合不同方面的用途。和色泽发生变化,以适合不同方面的用途。“六齐六齐”规则是规则是“六分其金而锡居六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。” 近年来,有关人员检验了近年来,有关人员检验了600多件古代青铜器,成分都很合理。古代没有多件
4、古代青铜器,成分都很合理。古代没有任何分析手段,却能将青铜器的成分掌握得如此准确,令人惊奇。任何分析手段,却能将青铜器的成分掌握得如此准确,令人惊奇。 我国古代高超的合金生产技术我国古代高超的合金生产技术金属矿产资源简介金属矿产资源简介(中国中国)中国金属矿产资源品种齐全,储量丰富,分布广泛。中国金属矿产资源品种齐全,储量丰富,分布广泛。已探明储量的矿产有已探明储量的矿产有54种。即;种。即;铁矿铁矿、锰矿锰矿、铬矿铬矿、钛矿钛矿、钒矿钒矿、铜矿铜矿、铅矿铅矿、锌矿锌矿、铝土矿铝土矿、镁矿、镁矿、镍矿镍矿、钴矿钴矿、钨矿钨矿、锡矿锡矿、铋矿、铋矿、钼矿钼矿、汞矿汞矿、锑矿锑矿、铂族金属铂族金属
5、(铂矿、铂矿、钯矿、铱矿、铑矿、锇矿、钌矿钯矿、铱矿、铑矿、锇矿、钌矿)、金矿金矿、银矿银矿、铌矿铌矿、钽矿钽矿、铍矿铍矿、锂矿锂矿、锆矿、锆矿、锶矿锶矿、铷矿、铯矿、铷矿、铯矿、稀土元素稀土元素(钇矿、钆矿、铽矿、镝矿、铈矿、镧矿、镨矿、钕矿、钇矿、钆矿、铽矿、镝矿、铈矿、镧矿、镨矿、钕矿、钐矿、铕矿钐矿、铕矿)、锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铪矿、铼矿、锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铪矿、铼矿、镉矿、钪矿、硒矿、碲矿。各种矿产的地质工作程度不一,镉矿、钪矿、硒矿、碲矿。各种矿产的地质工作程度不一,其资源丰度也不尽相同。有的资源比较丰富,如钨、钼、其资源丰度也不尽相同。有的资源比较丰富,如钨、钼、锡、锑
6、、汞、钒、铁、稀土、铅、锌、铜、铁等;有的则锡、锑、汞、钒、铁、稀土、铅、锌、铜、铁等;有的则明显不足,如铬矿。明显不足,如铬矿。非金属矿产资源简介非金属矿产资源简介(中国中国)中国非金属矿产品种很多,资源丰富,分布广泛。中国非金属矿产品种很多,资源丰富,分布广泛。已探明储量的非金属矿产有已探明储量的非金属矿产有88种,为种,为金刚石金刚石、石墨石墨、自然硫、自然硫、硫铁矿硫铁矿、水晶、刚玉、蓝晶石、夕线石、红、水晶、刚玉、蓝晶石、夕线石、红柱石、硅灰石、钠硝石、柱石、硅灰石、钠硝石、滑石滑石、石棉石棉、蓝石棉、云母、蓝石棉、云母、长石、石榴子石、叶蜡石、透辉石、透闪石、蛭石、长石、石榴子石、
7、叶蜡石、透辉石、透闪石、蛭石、沸石、明矾石、沸石、明矾石、芒硝芒硝、石膏石膏、重晶石重晶石、毒重石、天然、毒重石、天然碱、方解石、冰洲石、碱、方解石、冰洲石、菱镁矿菱镁矿、萤石萤石、宝石、玉石、宝石、玉石、玛瑙、颜料矿物、石灰岩、泥灰岩、白垩、白云岩、玛瑙、颜料矿物、石灰岩、泥灰岩、白垩、白云岩、石英岩、砂岩、天然石英砂、脉石英、粉石英、天然石英岩、砂岩、天然石英砂、脉石英、粉石英、天然油石、含钾砂页岩、油石、含钾砂页岩、硅藻土硅藻土、页岩、页岩、高岭土高岭土、陶瓷土、陶瓷土、耐火粘土耐火粘土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土、伊利石粘土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土、伊利石粘土、累托石粘土、累托石粘土、
8、膨润土膨润土、铁矾土、其他粘土、橄榄岩、铁矾土、其他粘土、橄榄岩、蛇纹岩、玄武岩、角闪岩、辉长岩、辉绿岩、安山岩、蛇纹岩、玄武岩、角闪岩、辉长岩、辉绿岩、安山岩、闪长岩、闪长岩、花岗岩花岗岩、珍珠岩、浮石、霞石正长岩、粗面、珍珠岩、浮石、霞石正长岩、粗面岩、凝灰岩、火山灰、火山渣、岩、凝灰岩、火山灰、火山渣、大理岩大理岩、板岩、片麻、板岩、片麻岩、泥炭、岩、泥炭、盐矿盐矿、钾盐钾盐、镁盐、碘、溴、砷、镁盐、碘、溴、砷、硼矿硼矿、磷矿磷矿。 菱锰矿菱锰矿常见的金属矿物常见的金属矿物 金属元素在自然界中的分布很广,除了极金属元素在自然界中的分布很广,除了极少数少数不活泼的金属不活泼的金属(如铂、金
9、、银等如铂、金、银等)有有单质单质(游离态游离态)存在外,其余存在外,其余大多数以化合物大多数以化合物(化合化合态态)存在存在化合态的金属在自然界以矿物形式化合态的金属在自然界以矿物形式存在含有矿物的岩石称为存在含有矿物的岩石称为矿石矿石 铁的矿物铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等矿等铜的矿物铜的矿物主要有黄铜矿、孔雀石、斑主要有黄铜矿、孔雀石、斑铜矿等铜矿等铝的矿物铝的矿物主要有铝土矿和明矾石主要有铝土矿和明矾石等等 用金属矿石可以冶炼金属用金属矿石可以冶炼金属黄铜矿黄铜矿菱铁矿菱铁矿铝土矿铝土矿铜铅锌矿铜铅锌矿金属元素在自然界中的存在、分布;金属资源的开发;金
10、属冶炼;人类冶炼和使用金属的历史;金属资源的回收和再利用;冶炼金属的原理冶炼金属的原理: :用还原的方法使金属化合物中用还原的方法使金属化合物中金属离子得到电子变成金属原金属离子得到电子变成金属原子子氧化还原反应氧化还原反应冶炼金属的实质冶炼金属的实质: :1 1、金属冶炼原理、金属冶炼原理矿石的富集矿石的富集冶炼冶炼精炼精炼热分解法热分解法热还原法热还原法 电解法电解法 2HgO=2Hg+O2 2Ag2O=4Ag+O2 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 WO3+3H2=W+3H2O Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3 2Al2O3(熔融)(熔融)=4Al+3O2 2NaCl (熔融)
11、(熔融) =2Na+Cl2金属的活动顺序:金属的活动顺序:K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H)CuHg Ag Pt Au金属原子失电子能力金属原子失电子能力强强 弱弱金属离子得电子能力金属离子得电子能力弱弱 强强主要冶炼方法主要冶炼方法电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法 金属活动顺序与金属冶炼金属活动顺序与金属冶炼炼钢炼铁炼钢炼铁 大多数金属矿石里大多数金属矿石里含有杂质,如石英、石含有杂质,如石英、石灰等,因此在冶炼金属灰等,因此在冶炼金属时首先需要富集矿石。时首先需要富集矿石。 在富集好的矿石中在富集好的矿石中利用不同方法将金属还利用不同方法将金属还原出来,最后
12、进行提纯。原出来,最后进行提纯。3 3、合理开发利用金属资源、合理开发利用金属资源金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护 节约矿物资源节约矿物资源 节约能源节约能源 减少环境污染减少环境污染 回收金属的实例回收金属的实例 废旧钢铁用于炼钢废旧钢铁用于炼钢 废铁屑用于制铁盐废铁屑用于制铁盐 定影液用于回收银定影液用于回收银合理开发利用金属资源:合理开发利用金属资源: 提高金属矿物利用率提高金属矿物利用率 开发环保高效金属冶炼方法开发环保高效金属冶炼方法 防止金属腐蚀防止金属腐蚀 加强金属回收再利用加强金属回收再利用为什么人类使用铁器比使用铜器晚?金属使用的先后与金属冶炼的难易有关 热还原法热还
13、原法Fe2O33CO = 2Fe3CO2高温高温炼铁的高炉炼铁的高炉( (反应原理反应原理) )二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用1 1、海水资源的广阔性、海水资源的广阔性 约占地球表面积的约占地球表面积的71%71% 水的储量约为水的储量约为1.31.310109 9亿吨,约占地球总水量的亿吨,约占地球总水量的97%97% 含有很多种含有很多种常量常量元素和元素和微量微量元素。元素。2 2、海水资源的多样性、海水资源的多样性 与岩石、大气和生物的相互作用,与岩石、大气和生物的相互作用, 溶解和悬浮着大量的无机物和有机物,溶解和悬浮着大量的无机物和有机物, H H、O O两种元素,加
14、上两种元素,加上ClCl、NaNa、K K、MgMg、CaCa、S S、C C、F F、B B、BrBr、SrSr等等1111种元种元素超过总量的素超过总量的99%99%, 其他为微量元素,总计含有其他为微量元素,总计含有8080多种元素。多种元素。 3 3、海水资源的分散性、海水资源的分散性元素种类很多,总储量很大,元素种类很多,总储量很大,元素的富集程度很低。元素的富集程度很低。例如,海水中例如,海水中金金元素的总储量约为元素的总储量约为5 510107 7t t,而而1 1t t海水中的含量仅有海水中的含量仅有4 410106 6g g。4 4、海水中水资源利用的项目、海水中水资源利用的
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