化學與自然資源的開發(fā)利用
【學習目標】
1、以海水、金屬礦物等自然資源的綜合利用為例,了解化學方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用
2、認識化學在自然資源綜合利用方面的重要價值
3、以酸雨的防治和無磷洗滌劑的使用為例,體會化學對環(huán)境保護的意義
4、能說明合成新物質(zhì)對人類生活的影響
5、知道在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學”思想的重要性
【基礎知識】
一、金屬礦物的開發(fā)利用
1.金屬的存在:除極不活潑金屬Au、Ag等極少金屬外,其它在自然界均以化合態(tài)存在。
2.金屬冶煉的原理
金屬的冶煉就是將金屬從其化合物中還原出來.
實質(zhì)為:M n+ + ne― = M 該過程中金屬元素被
3.金屬的冶煉方法
(1)熱分解法(適用于Hg、Ag等不活潑金屬,可以直接加熱其氧化物)
HgO Ag2O
(2)熱還原法(適用于從Zn~Cu較活潑和較不活潑的金屬,采用常用的還原劑H2、CO、C、Al等將它們從化合物中置換出來)
高爐煉鐵: CO + Fe2O3
鋁熱法煉鐵:Al + Fe2O3 。ǹ梢詰糜诤附愉撥墸
(3)電解法(適用于K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬,工業(yè)上常采用電解法)
二、海水化學資源的開發(fā)利用
1.海水水資源的利用
海水淡化的主要方法: 、 、 等。
2.海水化學資源的開發(fā)利用
(1)海水制鹽
(2)海帶提碘
(3)海水提溴
(4)海水制鎂
三.煤、石油、天然氣的綜合利用
1.煤的組成以 元素為主,還含有少量 、 、 等元素。
煤的綜合利用的主要途徑是通過 、 、 。
①煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程 ,也叫 煤的焦化 。
②煤的氣化:制水煤氣:
③煤的液化:將煤經(jīng)化學反應轉(zhuǎn)化為液體燃料。
2.石油是由多種碳氫化合物組成的混合物。
石油的綜合利用的主要途徑是通過 、 、 。
①石油的分餾:利用原油中各組分沸點的不同進行分離的過程叫做分餾。
②石油的裂化:將碳原子數(shù)較多沸點較高的烴斷裂為碳原子數(shù)較少沸點較低的汽油等.
③石油的裂解:裂解是采用比裂化更高的溫度,獲得短鏈不飽和烴(如乙烯、丙烯等)。
3.以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料
三大合成材料是 、 和 ,都是由石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。
乙烯可發(fā)生加聚反應,形成高分子化合物聚乙烯:
其中CH2=CH2稱為單體,重復的結(jié)構單元?CH2?CH2?稱為鏈節(jié),n稱為聚合度,表示高分子化合物中所含鏈節(jié)的數(shù)目。
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四、環(huán)境保護與綠色化學
1.通常所說的環(huán)境問題,主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成地生態(tài)環(huán)境破壞,以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成地環(huán)境污染。
2.綠色化學的核心就是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。
3.最理想的原子經(jīng)濟就是反應物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,這時原子利用率100%。即只有一種生成物.例如:化合反應,加成反應。
4.環(huán)境污染的熱點問題:
(1)形成酸雨的主要氣體為SO2和NOx。
(2)破壞臭氧層的主要物質(zhì)是氟利昂(CCl2F2)和NOx。
(3)導致全球變暖、產(chǎn)生“溫室效應”的氣體是CO2。
(4)光化學煙霧的主要原因是汽車排出的尾氣中氮氧化物、一氧化氮、碳氫化合物。
(5)“白色污染”是指聚乙烯等塑料垃圾。
(6)引起赤潮的原因:工農(nóng)業(yè)及城市生活污水含大量的氮、磷等營養(yǎng)元素。(含磷洗衣粉的使用和不合理使用磷肥是造成水體富營養(yǎng)化的重要原因之一。)
【典型例題】
1.(2010年水平測試)海洋是一個巨大的寶藏,期待著人們的開發(fā)和利用。下列物質(zhì)不經(jīng)過化學變化就能從海水中獲得的是( )
A.單質(zhì)溴 B.單質(zhì)鎂 C.燒堿 D.食鹽
2.(2011年水平測試)在下列自然資源的開發(fā)利用中,不涉及化學變化的是( )
A.用蒸餾法淡化海水 B.用鐵礦石冶煉鐵
C.用石油裂解生產(chǎn)乙烯 D.用煤生產(chǎn)水煤氣
3.(2007年水平測試)下列離子不會對水體造成污染的是( )
A.Cl-B.Cr3+C.Hg2+D.Pb2+
4.(2008年水平測試)下列物質(zhì)敞口放置不會對空氣造成污染的是( )
A.食鹽B.濃鹽酸C.苯D.濃硝酸
5.(2008年水平測試)下列氣體的排放可能會造成酸雨的是( )
A.COB.CH4C.SO2D.N2
6.(2009年水平測試)全球氣候變暖。據(jù)報道,江蘇在最近47年里平均氣溫升高1.38℃。下列哪種氣體的增加是導致這種情況出現(xiàn)的主要原因( )
A.N2 B.O2 C.CO2 D.SO2
7.(2010年水平測試)世界氣候大會與2009年12月在丹麥首都哥本哈根召開,商討2012至2020年全球溫室氣體減排協(xié)議。下列物質(zhì)屬于溫室氣體的是( )
A.N2 B.H2 C.CO2 D.O2
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