1、第四章化学与可持续发展第四章化学与可持续发展新课标人教版高中化学必修新课标人教版高中化学必修21ppt课件（一）金属冶炼的原理是什么？（一）金属冶炼的原理是什么？（二）金属的冶炼的步骤：（二）金属的冶炼的步骤：X+xe-M矿石的富集、冶炼、精炼矿石的富集、冶炼、精炼一、金属冶炼一、金属冶炼2ppt课件（三）冶炼金属的方法（三）冶炼金属的方法1、热分解法、热分解法2HgO =2Hg+O2 加热加热2Ag2O =4Ag+O2 加热加热（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）3ppt课件2、电解法、电解法MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2 电解
2、电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2 电解电解（适合一些非常活泼金属）（适合一些非常活泼金属）4ppt课件3、热还原法、热还原法CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温（适合大部分金属）（适合大部分金属）Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温5ppt课件铝热反应 6ppt课件反应现象：其它铝热反应其它铝热反应 3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的
3、下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。是铁珠。7ppt课件小结：小结：（1）热分解法适用于金属活动顺序中氢以后）热分解法适用于金属活动顺序中氢以后的金属冶炼或精炼。的金属冶炼或精炼。（2）热还原法适用于金属活动顺序中部的金）热还原法适用于金属活动顺序中部的金属冶炼属冶炼（3）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。铝等活泼金属的冶炼。电解法 热还原法 热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbK Ca Na
4、 Mg Al Zn Fe Sn Pb（H H）Cu Hg AgCu Hg Ag 8ppt课件、下列各种方法中，适用于炼制相应金属的是、下列各种方法中，适用于炼制相应金属的是（）A A加热氧化铜加热氧化铜 B B氧化镁跟铝粉共热氧化镁跟铝粉共热C C用焦炭还原氧化铜用焦炭还原氧化铜 D D电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠、铝能用来冶炼难熔金属（如、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe Fe、V V、MnMn等），这等），这是因为铝有是因为铝有A A两性两性 B B良好导电性良好导电性 C C熔点低熔点低 D D还原性，在反应中放出大量热还原性，在反应中放出大量热CDD9ppt课件3 3、我国古代的湿法冶金术
5、是世界闻名的。我国在世界上、我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是（最先应用湿法冶金术冶炼的金属是（）A A、FeFeB B、CuCuC C、AgAgD D、HgHg4 4、在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属、在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是（是（）A A、Na Mg AlNa Mg AlB B、Na K Zn FeNa K Zn FeC C、Zn Fe Cu AgZn Fe Cu AgD D、Mg Al Zn FeMg Al Zn Fe5 5、下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金、下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元
6、素还原为金属单质的是（属单质的是（）A A、加热、加热AlAl2 2O O3 3 B B、加热、加热CaCOCaCO3 3C C、电解熔融、电解熔融NaClNaCl D D、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热课堂练习课堂练习BAC10ppt课件二、海水利用二、海水利用（一）海水的淡化（一）海水的淡化海水中水资源的利用：海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。通过从海水中提取淡水或从海水中海水进行循环冷却。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有
7、蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。11ppt课件（二）海水中的化学资源（二）海水中的化学资源 海水中的海水中的H H、O O两种元素，加上两种元素，加上ClCl、NaNa、K K、MgMg、CaCa、S S、C C、F F、B B、BrBr、SrSr等等11 11种超过总量的种超过总量的99%99%，其他为微量元素，其他为微量元素，总计含有总计含有8080多种元素多种元素种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。中提取物质需要解决物质的富集的问题。1、从海水中提取食盐的主要工艺流程、从海水中提取食盐的主要工艺流程 从海
8、水中制取盐的方法主要有：盐从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。田法、电渗析法和冷冻法。12ppt课件2从海水中提取溴的主要工艺流程从海水中提取溴的主要工艺流程用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：单质：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质向含溴单质
9、的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 213ppt课件海带中的碘元素主要以海带中的碘元素主要以I I-的形式存在，提取时用的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成适当的氧化剂将其氧化成I I2 2，再萃取出来。，再萃取出来。用用H H2 2O O2 2做氧化剂，反
10、应的离子方程式是：做氧化剂，反应的离子方程式是：3从海带中提取碘的实验从海带中提取碘的实验提取流程提取流程反应原理反应原理 含碘单质的含碘单质的有机溶液有机溶液含碘单质含碘单质的溶液的溶液试剂试剂残残渣渣含碘元素含碘元素的溶液的溶液海海带带溶解溶解过滤过滤海海带带灰灰灼烧2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O14ppt课件（三）海水综合利用联合工业体系（如下图）（三）海水综合利用联合工业体系（如下图）15ppt课件海水资源的开发利用简述海水资源的开发利用简述总结总结（1 1）从海水中提取淡水）从海水中提取淡水海水淡化海水淡化（2 2）海水制盐）海水制盐（3 3）从海水中提取镁、钾、溴、碘等）
11、从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品化工产品（4 4）从海水中获取铀和重水作为核能）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料开发的重要原料（5 5）从海水中获取其他物质和能量）从海水中获取其他物质和能量16ppt课件三、煤、石油和天然气的综合利用三、煤、石油和天然气的综合利用17ppt课件 由由有机物有机物和和无机物无机物组成的复杂的混合物组成的复杂的混合物组成组成元素元素组成组成物质物质主要是主要是C元素，少量的元素，少量的H、O、N、S、P等等元素以及无机矿物质元素以及无机矿物质(Si、Al、Ca、Fe等等)无烟煤无烟煤(85(859595).烟煤烟煤(70(708585)褐褐 煤煤(5
12、0(507070).泥煤泥煤(约约5050)煤的煤的种类种类18ppt课件原理：原理：把煤把煤隔绝空气隔绝空气加强热使它加强热使它分解分解的过程的过程焦焦 炭炭：(灰黑色物质灰黑色物质),),治金工业炼铁用治金工业炼铁用粗氨水：粗氨水：用来制氮肥和铵盐用来制氮肥和铵盐粗粗 苯：苯：提取苯、甲苯、二甲苯提取苯、甲苯、二甲苯煤焦油：煤焦油：黑褐色油状粘稠物黑褐色油状粘稠物,含芳香族化合物含芳香族化合物焦炉气：焦炉气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等干干馏馏产产品品目的：目的：制备优质制备优质焦炭焦炭(灰黑色灰黑色),),治金业炼铁治金业炼铁19ppt课件煤干馏的主要产品和用
13、途煤干馏的主要产品和用途20ppt课件 煤的气化煤的气化：把煤中的有机物转化为把煤中的有机物转化为可燃性气体可燃性气体的过程的过程 主要化学反应：主要化学反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温高温煤的气化煤的气化:碳在空气中燃烧碳在空气中燃烧碳在氧气中燃烧碳在氧气中燃烧低热值气：低热值气：CO、H2、N2中热值气：中热值气：CO、H2、CH4高热值气：高热值气：CH4CO+3H2 CH4+H2O催化剂（作为燃料气）（作为燃料气）（煤气、合成氨、甲醇）（煤气、合成氨、甲醇）（合成天然气）（合成天然气）21ppt课件 是一种暗绿色或暗褐色的粘稠的油是一种暗绿色或暗褐色的粘稠的油状液
14、体，不溶于水，有特殊气味，密状液体，不溶于水，有特殊气味，密度小于水，度小于水，没有一定的熔点和沸点没有一定的熔点和沸点。1 1、组成元素：、组成元素：除除C C、H H元素外，还含有少量的元素外，还含有少量的 OO、NN、S S 等元素等元素2 2、组成化合物：主要是由各种、组成化合物：主要是由各种烷烃、环烷烃烷烃、环烷烃和和芳香烃芳香烃所组成的所组成的混合物混合物，3 3、状态：大部分是、状态：大部分是液态烃液态烃，同时溶有少量的，同时溶有少量的气气态烃态烃、固态烃固态烃。注意：注意：石油的化学成分随产地的不同而不同。石油的化学成分随产地的不同而不同。22ppt课件蒸蒸 馏馏 烧烧 瓶瓶冷
15、冷 凝凝 管管牛牛 角角 管管(尾接管尾接管)锥锥 形形 瓶瓶 温度计温度计酒酒 精精 灯灯铁架台铁架台冷凝水出口冷凝水出口冷凝水进口冷凝水进口23ppt课件24ppt课件过程过程原理原理原料原料产品及用途产品及用途脱水脱水脱盐脱盐分馏分馏裂化裂化催化裂化催化裂化裂解裂解除去原油中的盐和水，减少对设除去原油中的盐和水，减少对设备的腐蚀。备的腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。不同沸点范围的产物。石油气，汽油，煤油，石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑柴油，石蜡油、润滑油、重油。油、重油。轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下加热
16、，把相对分子质量在一定条件下加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。较小、沸点较低的烃。轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。相对分子质量较小、沸点较低的烃。采用比裂化更高的温度，使其中采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子分子乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化二烯等（有机化工的原料）工的原料）重油重油原油
17、原油原油原油重油重油直链烷直链烷烃烃石油气石油气【小结】石油炼制25ppt课件蒸馏蒸馏 分馏分馏干馏干馏操作操作过程过程原理原理目的目的加热和冷加热和冷凝凝加热和冷加热和冷凝凝隔绝空气加强热隔绝空气加强热物理变化物理变化物理变化物理变化复杂的物理变化和复杂的物理变化和化学变化化学变化分离分离精炼精炼加工煤加工煤26ppt课件（三）天然气（三）天然气天然气一般是指在底下自然形成的可燃性天然气一般是指在底下自然形成的可燃性气体。气体。天然气的主要成分是甲烷。天然气的主要成分是甲烷。天然气是混合物天然气是混合物27ppt课件四、环境污染与绿色化学四、环境污染与绿色化学 工农业生产和人类活动排放的物质
18、超过了工农业生产和人类活动排放的物质超过了环境的自净能力，环境质量就发生不良变化，环境的自净能力，环境质量就发生不良变化，危害人类健康和生存。危害人类健康和生存。环境污染的环境污染的分类分类：1、按环境要素分：、按环境要素分：大气污染、水体污染、大气污染、水体污染、土壤污染；土壤污染；2、按人类活动分：、按人类活动分：工业环境污染、城市环境工业环境污染、城市环境 污染、农业环境污染；污染、农业环境污染；3、按造成污染的性质分：、按造成污染的性质分：化学污染、生物污化学污染、生物污染、物理污染、固体废弃物污染、能源污染。染、物理污染、固体废弃物污染、能源污染。28ppt课件主要污染物主要污染物:
19、w二氧化物二氧化物 碳氧化物碳氧化物 氮氧化物氮氧化物 碳碳 氢化物氢化物 飘尘飘尘 煤尘煤尘 放射性物质等放射性物质等w1.1.来源来源:w煤煤 石油的燃烧石油的燃烧,矿石冶炼矿石冶炼,汽车尾气汽车尾气,w工业废气等工业废气等29ppt课件1.1.来源：来源：2.危害：危害：污染水源，改变水质，加剧水源污染水源，改变水质，加剧水源危害。造成水体富营养化，破坏危害。造成水体富营养化，破坏海滨风景区。海滨风景区。石油炼制、工业废水、生活废水、石油炼制、工业废水、生活废水、使用过农药、化肥的农田排水、使用过农药、化肥的农田排水、降水淋洗大气污染物和地面淋洗降水淋洗大气污染物和地面淋洗固体垃圾等。固
20、体垃圾等。30ppt课件3.土壤污染：土壤污染：污染源：污染源：工业垃圾、废水工业垃圾、废水 生活垃圾生活垃圾 化化肥、农药残留肥、农药残留 放射物质残留放射物质残留污染物：污染物：有机磷、有机氯有机磷、有机氯 镉、铅等重金属镉、铅等重金属 放射性物质放射性物质31ppt课件绿色化学绿色化学：又称清洁化学、环境友好化学、环境无害化：又称清洁化学、环境友好化学、环境无害化学学利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。污染。目的目的：用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健：用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、生态环境有害的原料、
21、溶剂和试剂、产物、副产物等康、生态环境有害的原料、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和生产的使用和生产 理想理想：不再使用有毒、有害物质：不再使用有毒、有害物质,不再产生废物不再产生废物,不再处理不再处理废物废物因此，绿色化学是一门从源头上阻止污染物的化学因此，绿色化学是一门从源头上阻止污染物的化学 32ppt课件绿色化学绿色化学化学反应实质就是原子重新组合的过程。化学反应实质就是原子重新组合的过程。按照绿色化学的原则，最理想的按照绿色化学的原则，最理想的“原子原子经济经济“就是反应物的原子全部转化为期望就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为的最终产物，这时原子利用率为100%。33ppt课件
