1、第1课时金属矿物的开发利用海水资源的开发利用一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用1金属金属冶炼原理与实质冶炼原理与实质（1）原理：将）原理：将金属从其化合物中还原出来用于生产金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。和制造各种金属材料的过程。（2）实质：用）实质：用还原剂使化合态的金属得到电子变成还原剂使化合态的金属得到电子变成金属金属单质，即：单质，即：Mn+ne-=M。2金属金属冶炼的常用方法冶炼的常用方法【情境情境思考思考】当铁轨有缝隙当铁轨有缝隙时，维修时，维修工人常将铝粉与氧化铁的混合工人常将铝粉与氧化铁的混合物物点燃，让点燃，让熔融的铁水流入铁轨的熔融的铁水
2、流入铁轨的裂缝，冷却裂缝，冷却后就将后就将铁轨牢牢的黏结在一起。你知道其工作原理铁轨牢牢的黏结在一起。你知道其工作原理吗？吗？提示：提示：高温高温条件条件下，铝下，铝粉与粉与Fe2O3发生发生反应，化学反应方反应，化学反应方程式程式为为Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe。3金属矿物金属矿物资源的开发和利用措施资源的开发和利用措施（1）提高）提高金属矿物的金属矿物的利用率；利用率；（2）开发）开发环保高效的金属冶炼环保高效的金属冶炼方法；方法；（3）防止）防止金属的金属的腐蚀；腐蚀；（4）使用）使用其他材料代替其他材料代替金属材料，减少金属材料，减少金属的金属的使用量；使用量；（5）加强）加
3、强废旧金属的回收和再利用。废旧金属的回收和再利用。二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用1海水海水资源的利用资源的利用（1）利用途径：海水）利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。冷却等。（2）海水淡化：通过）海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把从海水中提取淡水或从海水中把盐分盐分离离出去，都出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法方法主要有主要有_、_、_和和_等。其中等。其中_的历史最的历史最久，技术久，技术和工艺也比较和工艺也比较成熟，但成熟，但成本较高成本较高。蒸馏法蒸馏法电渗析法电渗析法离子交换
4、法离子交换法膜分膜分离法离法蒸馏法蒸馏法2海水海水制盐制盐（1）从）从海水中制得的海水中制得的氯化钠，可以食用，同时氯化钠，可以食用，同时也是生也是生产产烧碱烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸的工业原料。、纯碱、钠、氯气、盐酸的工业原料。（2）从）从海水中可以提取海水中可以提取_及其他化工产品。及其他化工产品。镁、钾、溴镁、钾、溴（3）海水淡化）海水淡化与化工生产结合、与能源技术与化工生产结合、与能源技术结合，成结合，成为为海水综合利用的重要方向。如图为海水综合利用的海水综合利用的重要方向。如图为海水综合利用的示意图。示意图。3从从海水中获取能量海水中获取能量（1）从）从海水中提取铀和海水中提取铀和重
5、水，用于重水，用于_开发。开发。（2）开发）开发_、_等新型能源。等新型能源。核能核能潮汐能潮汐能波浪能波浪能【巧判断巧判断】（1）海水淡化）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等。（法等。（）（2）海水中含有钾海水中含有钾元素，仅元素，仅通过物理变化就可以得到通过物理变化就可以得到金属金属钾钾。（。（）（3）海水各种化学资源的开发过程海水各种化学资源的开发过程中，必须中，必须都要发生都要发生化学反应。（化学反应。（）（4）实验室从海带中提取单质碘的方法是取样实验室从海带中提取单质碘的方法是取样灼烧灼烧溶解溶解过滤过滤萃取萃取。（。（）知识点一金属的冶
6、炼知识点一金属的冶炼【重点释疑重点释疑】1金属金属活动性顺序与金属冶炼方法的活动性顺序与金属冶炼方法的关系：关系：金属单质还原性、失电子能力依次金属单质还原性、失电子能力依次减弱，金属减弱，金属阳离子阳离子氧化性、得电子能力依次增强。氧化性、得电子能力依次增强。【易错提醒易错提醒】常见几种金属的冶炼误区常见几种金属的冶炼误区（1）工业）工业上冶炼上冶炼Al时用时用Al2O3而不用而不用AlCl3，因为，因为AlCl3为共价为共价化合物，熔化化合物，熔化后不导电。但冶炼后不导电。但冶炼Al时需加入时需加入冰冰晶石（晶石（Na3AlF6），以），以降低熔化温度。降低熔化温度。（2）工业）工业上冶炼
7、上冶炼Mg时用时用MgCl2而不用而不用MgO，因为，因为MgO的熔点很的熔点很高，耗能高，耗能大。大。（3）Au、Pt一般用物理法提取。一般用物理法提取。（4）利用）利用铝热反应不能冶炼还原性比铝热反应不能冶炼还原性比Al强的强的金属，如金属，如Mg、Na等等。2铝铝热反应实验热反应实验实验实验原理原理Al作作还原剂，金属还原剂，金属氧化物作氧化物作氧化剂，用氧化剂，用铝将氧化物铝将氧化物中的金属置换出来中的金属置换出来实验实验操作操作 实验实验现象现象（1）镁）镁条剧烈条剧烈燃烧（燃烧（2）氧化铁）氧化铁粉末和铝粉发生剧粉末和铝粉发生剧烈的烈的反应（反应（3）反应）反应放出大量的放出大量的
8、热，并发热，并发出耀眼的出耀眼的白白光（光（4）纸）纸漏斗的下部被烧漏斗的下部被烧穿，有穿，有熔融物落入沙中熔融物落入沙中实验实验结论结论在高温在高温下，铝下，铝与与Fe2O3发生发生反应，放出反应，放出大量的热大量的热（1）铝）铝热反应的引燃剂为镁热反应的引燃剂为镁条，助燃条，助燃剂为氯酸钾。剂为氯酸钾。（2）铝）铝热剂为热剂为混合物，是混合物，是由铝粉和金属由铝粉和金属氧化物氧化物（Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等）粉末等）粉末组成组成的。的。（3）镁）镁条要打磨净表面的条要打磨净表面的氧化膜，否则氧化膜，否则难以难以点燃；点燃；氧化铁氧化铁粉末与铝粉要选择干燥粉末
9、与铝粉要选择干燥的；铝的；铝粉要用没有被氧粉要用没有被氧化化的，否则的，否则反应难以进行。反应难以进行。（4）蒸发皿）蒸发皿中的细沙要中的细沙要适量，既要适量，既要防止蒸发皿防止蒸发皿炸裂，炸裂，又要又要防止熔融的液体溅出伤人防止熔融的液体溅出伤人。【思考思考讨论讨论】（1）能否）能否通过电解熔融的通过电解熔融的MgO制取金属制取金属镁？镁？提示：提示：不能不能。MgO的熔点比的熔点比MgCl2的熔点的熔点高，需要高，需要消消耗很大的耗很大的能量，成本能量，成本太高。太高。（2）能否）能否通过电解通过电解AlCl3制取金属制取金属铝？铝？提示：提示：不能不能。氯化铝是共价。氯化铝是共价化合物，
10、熔融化合物，熔融状态下以分状态下以分子形式子形式存在，没有存在，没有自由移动的自由移动的离子，不离子，不发生电离。发生电离。（3）如）如图是我国古代和现代冶金的两张图是我国古代和现代冶金的两张图片，那么图片，那么人人类使用金属的年代先后顺序与金属的活动性有什么类使用金属的年代先后顺序与金属的活动性有什么关关系？系？提示：提示：金属金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。金属越存在状态和金属的活泼性。金属越活泼，冶炼活泼，冶炼时所需时所需条件要求越条件要求越高，在高，在人类历史上出现的相对晚一些。金人类历史上出现的相对晚一些。金属越不属
11、越不活泼，冶炼活泼，冶炼的方法越的方法越简单，人们简单，人们使用的时间越使用的时间越早，所以早，所以有青铜、铁器等时代的发展历程。有青铜、铁器等时代的发展历程。【案例示范案例示范】【典例典例】下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是是（）选项选项冶炼原理冶炼原理方法方法A2HgO 2Hg+O2热分解法热分解法B2Al2O3（熔融）（熔融）4Al+3O2电解法电解法CCu2S+O2 2Cu+SO2热分解法热分解法DFe2O3+2Al 2Fe+Al2O3热还原法热还原法【解题指南解题指南】解答本类试题应注意根据金属活动性顺序解答本类试题应注意根据金属活动性顺序
12、选择合适的冶炼方法。选择合适的冶炼方法。【解析解析】选选C。活泼金属。活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电等用电解法解法冶炼，中等冶炼，中等活泼金属活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热等用热还原法还原法冶炼，不冶炼，不活泼金属活泼金属Hg、Ag利用热分解法利用热分解法冶炼，冶炼，故故A、B、D正确，正确，C项，不项，不属于属于分解反应，错误分解反应，错误。【迁移迁移应用应用】1冶炼冶炼金属一般有下列四种金属一般有下列四种方法：方法：焦炭法焦炭法水煤气（或水煤气（或氢气，或一氧化碳）法氢气，或一氧化碳）法活泼金属置换法电解法。四活泼金属置换法电解法。四种方法在工业上均有应用。古代种方法
13、在工业上均有应用。古代有（有（）火烧）火烧孔雀石炼孔雀石炼铜；铜；（）湿法）湿法炼炼铜；现代有（铜；现代有（）铝热法）铝热法炼炼铬；（铬；（）从）从光卤光卤石中炼石中炼镁，对镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是它们的冶炼方法的分析不正确的是（）A（）用）用 B（）用）用C（）用）用 D（）用）用【解析解析】选选B。选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然。选择金属的冶炼方法要考虑金属在自然界中存在的状态及金属的活动性。界中存在的状态及金属的活动性。（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）发生）发生的反应分别是的反应分别是（）：Cu2（OH）2CO3 2CuO+CO2+H2O，C+2CuO 2Cu+C
14、O2，符合；符合；（）：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，符合；符合；（）：2Al+Cr2O3 Al2O3+2Cr，符合；符合；（）：先先从光卤石中提取从光卤石中提取MgCl2，再再电解电解MgCl2：MgCl2（熔融）（熔融）Mg+Cl2，符合符合。高温高温=电解电解=2如如图所图所示，用示，用两张圆形滤纸分别两张圆形滤纸分别折叠折叠成漏斗状套在成漏斗状套在一起，使一起，使四周都有四周都有四层四层。把内层漏斗。把内层漏斗取出，在取出，在底部剪一底部剪一个孔，用水润湿，再个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在跟另一纸漏斗套在一起，架一起，架在铁圈在铁圈上，下面上，下面放置盛沙的蒸发皿。把放置盛沙
15、的蒸发皿。把5 g炒干的氧化铁粉末炒干的氧化铁粉末和和2 g铝粉混合铝粉混合均匀，放均匀，放在纸漏斗在纸漏斗中，上面中，上面加少量氯酸加少量氯酸钾钾并在并在混合物中间插一根镁混合物中间插一根镁条，用条，用小木条点燃镁条。小木条点燃镁条。（1）写出）写出该反应的该反应的化学方程式：化学方程式：_，在该反应中在该反应中_是是氧化剂，氧化剂，_是是还原剂，还原剂，该该反应称为反应称为_反应。反应。（2）选出）选出该实验的实验该实验的实验现象：现象：_（填写（填写在横线在横线上）。上）。镁条剧烈镁条剧烈燃烧；燃烧；放出大量的放出大量的热，并发热，并发出耀眼的出耀眼的光光芒，火星四射；芒，火星四射；纸漏
16、斗的下部被烧纸漏斗的下部被烧穿；穿；有红热状有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液上，液珠冷却后变为黑珠冷却后变为黑色固体。色固体。（3）写出）写出下列操作或物质的下列操作或物质的作用：内层作用：内层纸漏斗底部剪纸漏斗底部剪一个一个孔：孔：_；蒸发皿；蒸发皿盛盛沙：沙：_；镁条：；镁条：_；氯酸钾：；氯酸钾：_。（4）如何）如何用简单的方法证明生成物中有金属用简单的方法证明生成物中有金属铁？铁？【解析解析】铝粉和某些金属铝粉和某些金属氧化物（氧化物（Fe2O3、Cr2O3、V2O5等）组成等）组成的混合物叫铝热的混合物叫铝热剂，在剂，在高温下发生铝热高温下发生铝热反
17、应，可用反应，可用来冶炼难熔的相对较不活泼的来冶炼难熔的相对较不活泼的金属（如金属（如V、Cr、Mn等）、等）、焊接钢轨等。利用镁条燃烧放热从而焊接钢轨等。利用镁条燃烧放热从而引发铝热引发铝热反应，同时反应，同时促使促使KClO3分解产生分解产生O2，使，使镁条镁条快速燃烧。快速燃烧。答案：答案：（1）2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3Fe2O3Al铝热铝热（2）（3）使）使熔融物易于落下防熔融物易于落下防止溅落物炸裂蒸发皿引燃止溅落物炸裂蒸发皿引燃剂，引起剂，引起氯酸钾分解助氯酸钾分解助燃燃剂，为剂，为镁条继续燃烧提供镁条继续燃烧提供氧气，引发氧气，引发铝热反应铝热反应（4）用用磁铁吸引
18、磁铁吸引生成物，磁铁生成物，磁铁上有黑色物质被上有黑色物质被吸附，则吸附，则证证明生成物中有金属铁。明生成物中有金属铁。【补偿训练补偿训练】下列下列说法说法中，正确中，正确的的是（是（）A金属金属的冶炼是把金属单质从其矿物中分离出来的冶炼是把金属单质从其矿物中分离出来B金属金属冶炼过程冶炼过程中，被中，被冶炼的金属只能被氧化冶炼的金属只能被氧化C金属金属冶炼过程冶炼过程中，被中，被冶炼的金属只能被还原冶炼的金属只能被还原D金属金属冶炼过程冶炼过程中，被中，被冶炼的金属既可被氧冶炼的金属既可被氧化，也化，也可被还原可被还原【解析解析】选选C。金属冶炼的原理是利用氧化还原。金属冶炼的原理是利用氧化
19、还原反应，反应，把把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质。在金属的金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质。在金属的冶炼过程冶炼过程中，被中，被冶炼的金属只能得到电子被还原。冶炼的金属只能得到电子被还原。知识点二海水提溴的工艺知识点二海水提溴的工艺【重点释疑重点释疑】1工艺流程工艺流程2主要主要过程过程【思考思考讨论讨论】（1）已知）已知2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，SO2+Br2+2H2O=+2Br-+4H+，根据，根据上述反应判断上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种三种物质氧化性由强到弱的顺序是怎样物质氧化性由强到弱的顺序是怎样的？的？提示：提示：氧化剂氧化剂氧化性大于氧化氧化性大于氧
20、化产物，则产物，则氧化性为氧化性为Cl2Br2SO2。24SO（2）有人）有人说步骤通入氯气氧化后直接用有机溶剂萃说步骤通入氯气氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即取出溴即可，你可，你认为其建议是否认为其建议是否合理？合理？提示：提示：不合理，直接不合理，直接萃取单质溴不仅需要大量的萃取单质溴不仅需要大量的萃取萃取剂，还剂，还会造成一部分溴会造成一部分溴流失，使流失，使成本增加。成本增加。【案例示范案例示范】【典例典例】海水中溴元素以海水中溴元素以Br-形式形式存在，工业存在，工业上用空气上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所示：示：（1）步骤）步骤反应的离
21、子方程式是反应的离子方程式是_。（2）步骤）步骤反应的化学方程式是反应的化学方程式是_。（3）从）从理论上理论上考虑，下列考虑，下列物质也能充分吸收物质也能充分吸收Br2的是的是_（填字母）。（填字母）。ANaOHBFeCl2CNa2SO3DH2O（4）步骤）步骤蒸馏过程蒸馏过程中，温度中，温度应控制在应控制在8090。温度过高或过低都不利于温度过高或过低都不利于生产，若生产，若温度温度过高，大量过高，大量水水蒸气随溴蒸气随溴排出，溴排出，溴蒸气中水分蒸气中水分增加；若增加；若温度温度过低，则过低，则_。【解析解析】（1）海水）海水中的溴离子容易被氯气氧化为溴的中的溴离子容易被氯气氧化为溴的单
22、质，氧单质，氧化性氯气比溴化性氯气比溴强，反应强，反应的离子方程式为的离子方程式为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-；（；（2）溴）溴单质有氧单质有氧化性，二氧化硫化性，二氧化硫具有具有还原性，溴还原性，溴和二氧化硫在水溶液中易发生氧化还原和二氧化硫在水溶液中易发生氧化还原反应，反应反应，反应的化学方程式为的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr；（3）NaOH溶液和溴单质反应生成溴化钠、次溴酸钠溶液和溴单质反应生成溴化钠、次溴酸钠和和水，水，可以吸收，故可以吸收，故A正确；正确；FeCl2溶液具有溶液具有还原性，可以还原性，可以被被溴单质溴单质氧化为氧化为氯化铁，可以氯化
23、铁，可以吸收溴吸收溴单质，故单质，故B正确；正确；Na2SO3 溶液溶液具有具有还原性，可以还原性，可以被溴单质氧被溴单质氧化，能化，能吸收溴吸收溴单质，故单质，故C正确；正确；H2O和溴单质反应和溴单质反应微弱，不能微弱，不能充分吸充分吸收溴收溴单质，故单质，故D错误，故错误，故答案为答案为ABC；（；（4）在）在溴水溴水中，中，溴溴的沸点是的沸点是58.5，水，水的沸点是的沸点是100，温度过高，大，温度过高，大量量水蒸气随之水蒸气随之排出，溴蒸气排出，溴蒸气中水分中水分增加；温度过低，溴增加；温度过低，溴不能完全蒸不能完全蒸出，产率出，产率低。低。答案：答案：（1）2Br-+Cl2=Br
24、2+2Cl-（2）SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr（3）ABC（4）溴）溴不能完全蒸不能完全蒸出，产率出，产率低低【母题追问母题追问】（1）在）在步骤中溴元素均被氧步骤中溴元素均被氧化？化？提示：提示：不是不是。步骤和。步骤和2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，溴，溴被被氧化。步骤氧化。步骤SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，溴，溴元元素被还原。素被还原。（2）如何）如何分离溴的四氯化碳分离溴的四氯化碳溶液？溶液？提示：提示：蒸馏蒸馏。溴易溶于。溴易溶于四氯化碳，根据四氯化碳，根据沸点不同用蒸沸点不同用蒸馏的方法分离。馏的方法分离。【迁移迁移应用应用】从淡化海水中提取
25、溴的流程从淡化海水中提取溴的流程如下：如下：下列有关说法不正确的下列有关说法不正确的是（是（）AX试剂可用试剂可用Na2SO3饱和溶液饱和溶液B步骤步骤的的离子反应：离子反应：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2C工业工业上每获得上每获得1 mol Br2，需要，需要消耗消耗Cl2 448 LD步骤步骤包含萃取、分液和蒸馏包含萃取、分液和蒸馏【解析解析】选选C。Na2SO3+Br2+H2O=Na2SO4+2HBr，A正确；步骤正确；步骤利用氯元素的非金属性比溴元素利用氯元素的非金属性比溴元素强，可强，可以以利用利用置换反应置换反应制取制取Br2，B正确；反应正确；反应和反应和反应均均使用到使用到
26、Cl2，故，故制取制取1 mol Br2消耗消耗2 mol氯气，但氯气，但未标明未标明氯气所处氯气所处的温度的温度和和压强，无法压强，无法计算消耗氯气的计算消耗氯气的体积，体积，C错误；从错误；从浓浓溴水溴水中提取中提取溴，可溴，可利用有机利用有机溶剂（如苯）溶剂（如苯）萃取溴，然后萃取溴，然后分分液得到液得到溴的有机溴的有机溶液，再溶液，再经蒸馏可得经蒸馏可得到纯净的到纯净的溴，溴，D正确。正确。【补偿训练补偿训练】1目前目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的从海水中提取的溴约占世界溴年产量的三分之三分之一，从一，从海水中提取溴的主要步骤可表示海水中提取溴的主要步骤可表示为（为（）A氧氧化化
27、吸收吸收吹出吹出B氧氧化化吹出吹出吸收吸收C吹吹出出氧化氧化吸收吸收D吹吹出出吸收吸收氧化氧化【解析解析】选选B。从海水中提取。从海水中提取溴，先溴，先用氧化剂将溴离子用氧化剂将溴离子氧化为溴氧化为溴单质，再单质，再用热空气吹出后用碱液吸收。用热空气吹出后用碱液吸收。2“空气吹出法空气吹出法”海水提溴的工艺流程海水提溴的工艺流程如下：如下：下列说法下列说法中，不中，不正确的正确的是（是（）A实验室实验室保存溴通常加少量水保存溴通常加少量水B海水海水提溴与海水提镁发生的所有反应均为氧化还原提溴与海水提镁发生的所有反应均为氧化还原反应反应C经过经过吸收塔吸收塔后，溴后，溴元素得到了富集元素得到了富
28、集D蒸馏塔蒸馏塔中还发生了化学变化中还发生了化学变化【解析解析】选选B。溴易。溴易挥发，加挥发，加水液封可以减少挥发水液封可以减少挥发损失，损失，故故A 正确；海水正确；海水提镁的过程提镁的过程中，发生中，发生了镁盐与碱反应生了镁盐与碱反应生成氢氧化镁的复分解成氢氧化镁的复分解反应，为反应，为非氧化还原非氧化还原反应，故反应，故B 错错误；经过误；经过吸收塔吸收塔后，溶液后，溶液中的中的Br-浓度远大于进入吹出塔浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的之前的海水中的Br-浓度，因此浓度，因此得到了得到了富集，故富集，故C正确；正确；蒸馏塔蒸馏塔中发生的反应为中发生的反应为2Br-+Cl2=2Cl-+
29、Br2，故，故D正确。正确。【素养提升素养提升】海洋约占地球表面积的海洋约占地球表面积的71%，具有，具有十分丰富的资源。十分丰富的资源。海洋资源海洋资源包括：包括：海洋生物资源（图海洋生物资源（图1）；）；海底海底矿产矿产资源（包括资源（包括石油天然气石油天然气等，图等，图2）；）；海洋能源，包括海洋能源，包括潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。它们是它们是“再生性能源再生性能源”，永远，永远不会不会枯竭，也枯竭，也不会造成不会造成环境污染（图环境污染（图3）。）。问题问题1 海水总量极海水总量极大，金大，金、铀等微量元素在海水中、
30、铀等微量元素在海水中的总量自然也的总量自然也大，但大，但从海水中获取这些微量元素的成从海水中获取这些微量元素的成本很高。试分析其原因。本很高。试分析其原因。提示：提示：由于由于金、铀等微量元素在海水中的含量很金、铀等微量元素在海水中的含量很低，低，从从海水中富集含微量元素的化合物需要很高的成本。海水中富集含微量元素的化合物需要很高的成本。问题问题2潮汐能潮汐能是一种应用前景广阔的绿色是一种应用前景广阔的绿色能源，试能源，试分分析开发利用潮汐能的途径有析开发利用潮汐能的途径有哪些？哪些？提示：提示：人们人们通常把潮汐和潮流中所包含的机械能统称通常把潮汐和潮流中所包含的机械能统称为潮汐能。潮汐能的
31、利用一般分两种为潮汐能。潮汐能的利用一般分两种形式：一形式：一是利用是利用潮汐的潮汐的动能，直接动能，直接利用潮流前进的力量来推动水车、利用潮流前进的力量来推动水车、水泵或水泵或水轮发电机；二水轮发电机；二是利用潮汐的是利用潮汐的位能，在位能，在电站上电站上下游有落差时引水发电。下游有落差时引水发电。【课堂回眸课堂回眸】第2课时煤、石油和天然气的综合利用一一、煤的综合利用、煤的综合利用1煤煤的组成的组成2煤煤的综合利用的综合利用【微思考微思考】若从煤焦油中分离出若从煤焦油中分离出芳香烃，应芳香烃，应采用什么采用什么方法？方法？提示：提示：煤焦油煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可是由各种芳
32、香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。【巧判断巧判断】（1）煤）煤俗称俗称煤炭，因此煤炭，因此可看作碳元素形成的单质可看作碳元素形成的单质。（）提示：提示：。煤是由无机化合物和有机化合物组成的。煤是由无机化合物和有机化合物组成的复杂的混合物。复杂的混合物。（2）煤）煤里主要含碳及少量的其他里主要含碳及少量的其他元素，但元素，但绝大多数绝大多数都含都含硫，工业硫，工业上大量燃烧含硫燃料会形成上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨酸雨”。（）提示：提示：。煤中的硫元素在燃烧时会生成。煤中的硫元素在燃烧时会生成SO2气体，气体，SO2
33、气体是形成酸雨的主要污染物之一。气体是形成酸雨的主要污染物之一。二、天然气的综合利用二、天然气的综合利用【情境情境思考思考】我国在南海北部神狐海域进行的我国在南海北部神狐海域进行的“可燃冰可燃冰”试开采获试开采获得得成功，标志成功，标志着我国成为全球第一个实现了在海域可着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产量的燃冰试开采中获得连续稳定产量的国家，为国家，为可燃冰的可燃冰的开采迈出了重要的一步。开采迈出了重要的一步。可燃冰是一种由天然气与水在可燃冰是一种由天然气与水在低温（低温（010）、高压）、高压（107Pa）条件）条件下形成的类冰状结晶下形成的类冰状结晶物质，又物质，
34、又名天然名天然气水合物气水合物。有人认为有人认为“可燃冰的开采和利用实现了由水变成油的梦可燃冰的开采和利用实现了由水变成油的梦想想”，这种，这种说法对说法对吗？吗？提示：提示：不对不对。因为可燃冰中含有。因为可燃冰中含有CH4和和H2O，可，可燃冰中燃冰中并不是只有并不是只有H2O，是，是其中的可燃性成分其中的可燃性成分CH4的作用。的作用。三、石油的综合利用三、石油的综合利用【巧判断巧判断】（1）煤）煤、石油和天然气是不、石油和天然气是不可再生能源，也可再生能源，也是新型清是新型清洁能源洁能源。（。（）提示：提示：。煤、石油和天然气不是新型清洁能源。煤、石油和天然气不是新型清洁能源。（2）化
35、石燃料）化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一一。（。（）提示：提示：。二氧化碳不是大气污染物。二氧化碳不是大气污染物。（3）不能）不能用裂化汽油萃取溴水中的溴用裂化汽油萃取溴水中的溴。（。（）提示：提示：。裂化汽油含有不饱和。裂化汽油含有不饱和烃，会烃，会与溴反应。与溴反应。四、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料四、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料1三三大合成大合成材料：材料：_、_、_，这，这三大三大合成合成材料，主要材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产是以石油、煤和天然气为原料生产的。的。2合成合成材料的大量生产和材料的大量生产和使用，急
36、剧使用，急剧增加的废弃物对增加的废弃物对人类社会人类社会造成巨大的环境压力。造成巨大的环境压力。塑料塑料合成橡胶合成橡胶合成纤维合成纤维知识点煤、石油、天然气的综合利用知识点煤、石油、天然气的综合利用【重点释疑重点释疑】1化学化学“三馏三馏”的比较的比较名称名称原理原理特点特点干馏干馏隔绝空气、高温下使物质隔绝空气、高温下使物质分解的过程分解的过程属于属于化学变化，产物化学变化，产物为为混合物混合物蒸馏蒸馏根据液态混合物中各组分根据液态混合物中各组分沸点沸点不同，加热不同，加热使某一组使某一组分蒸发进行分离分蒸发进行分离属于属于物理变化，产物物理变化，产物为为单一组分的馏出物单一组分的馏出物分
37、馏分馏根据液态混合物中各组分根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离沸点不同进行分离属于属于物理变化，产物物理变化，产物为为沸点相近的各组分组成沸点相近的各组分组成的混合物的混合物2化学化学中中“两裂两裂”的比较的比较名称名称定义定义目的目的裂化裂化在一定条件在一定条件下，把下，把相对相对分子质量大、沸点高的分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃小、沸点低的烃提高轻质油的提高轻质油的产量，特产量，特别是别是提高汽油的产量提高汽油的产量裂解裂解在高温在高温下，使下，使具有长链具有长链分子的烃断裂成各种短分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态链的气态烃和少量液态
38、烃烃获得短链不饱和烃获得短链不饱和烃3化学化学“六气六气”的主要成分的主要成分高炉高炉煤气煤气水煤气水煤气天然气天然气液化液化石油气石油气焦炉气焦炉气裂解气裂解气主主要要成成分分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4【思考思考讨论讨论】（1）如何）如何从石油中得到从石油中得到乙烯？乙烯？提示：提示：乙烯乙烯是石油裂解得到是石油裂解得到的，是的，是石油深度裂化的产石油深度裂化的产物。物。（2）裂化）裂化和裂解有何区别和和裂解有何区别和联系？联系？提示：提示：二者二者均属于化学变化。裂化和裂解的目的均属于化学变化。裂化和裂解
39、的目的不同，不同，裂解裂解的目的主要是获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基的目的主要是获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。裂化的目的是提高优质、轻质油的本原料。裂化的目的是提高优质、轻质油的产量，特别产量，特别是是提高汽油的产量。提高汽油的产量。【案例示范案例示范】【典例典例】如图是实验室干馏煤的装置如图是实验室干馏煤的装置图，根据图，根据图示回图示回答下列问题。答下列问题。（1）指出）指出图中仪器图中仪器名称：名称：b_；d_。（2）装置）装置c的作用是的作用是_，d中的液体中的液体有有_和和_。煤焦油可以通过。煤焦油可以通过_的的方法使其中的重要成分分离出来。方法使其中的重要成分分离出来。
40、（3）e处点燃的气体是处点燃的气体是_，火焰，火焰的颜色是的颜色是_色。色。（4）下列）下列叙述错误的是叙述错误的是_。A煤煤发生了化学变化发生了化学变化Bd中液体的中液体的pH7Cd中液体只有一层中液体只有一层De处的气体可以还原处的气体可以还原氧化铜，可以氧化铜，可以使溴水褪色使溴水褪色【解题指南解题指南】解答本题应该注意以下两解答本题应该注意以下两点：点：（1）煤）煤干馏的产物有焦炭、煤焦油和出炉煤气。干馏的产物有焦炭、煤焦油和出炉煤气。（2）分离）分离有机物液体混合物常用分馏的方法。有机物液体混合物常用分馏的方法。【解析解析】煤的干馏生成焦炭、煤焦油和出炉煤的干馏生成焦炭、煤焦油和出炉
41、煤气，出炉煤气，出炉煤气包括焦炉气、粗氨水煤气包括焦炉气、粗氨水等，经等，经c装置的降温和装置的降温和冷凝，冷凝，粗粗氨水和煤焦油变为液体在氨水和煤焦油变为液体在d中中聚集，则聚集，则液体显液体显碱性；碱性；焦炉焦炉气中氢气、一氧化碳、甲烷都具有气中氢气、一氧化碳、甲烷都具有还原性，可用还原性，可用于于还原还原氧化铜，这些氧化铜，这些气体燃烧产生蓝色气体燃烧产生蓝色火焰；焦炉火焰；焦炉气中含气中含有乙烯可以使溴水有乙烯可以使溴水褪色；煤焦油褪色；煤焦油是有机物的液态是有机物的液态混合物，混合物，应应采用分馏的方法分离。采用分馏的方法分离。答案：答案：（1）硬质）硬质玻璃管玻璃管U形管形管（2）
42、将）将干馏生成的气体进行降温和冷凝粗氨水煤干馏生成的气体进行降温和冷凝粗氨水煤焦油焦油分馏分馏（3）焦炉）焦炉气蓝气蓝（4）C【母题追问母题追问】（1）b中剩余的固体是中剩余的固体是什么？什么？提示：提示：焦炭焦炭。煤干馏后剩余的固体是焦炭。煤干馏后剩余的固体是焦炭。（2）点燃）点燃e处的气体处的气体之前，必须之前，必须进行哪项进行哪项操作？操作？提示：提示：检验检验气体的纯度。点燃气体之前应检验气体的气体的纯度。点燃气体之前应检验气体的纯度，防止纯度，防止爆炸。爆炸。【迁移迁移应用应用】1下列下列关于化石燃料的加工说法正确的关于化石燃料的加工说法正确的是（是（）A石油石油裂化主要得到乙烯裂化
43、主要得到乙烯B石油石油分馏是分馏是化学变化，可化学变化，可得到汽油、煤油得到汽油、煤油C煤煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D煤煤制煤气是制煤气是物理变化，是物理变化，是高效、清洁地利用煤的高效、清洁地利用煤的重重要途径要途径【解析解析】选选C。石油裂化的目的主要是获得汽油等轻。石油裂化的目的主要是获得汽油等轻质质燃料油，而燃料油，而石油裂解的目的才是获得石油裂解的目的才是获得乙烯，乙烯，A项项错错误；石油误；石油分馏是分馏是物理变化，物理变化，B项项错误；煤错误；煤制煤气是制煤气是化学化学变化，变化，D项项错误；煤错误；煤干馏的目的就是获得焦炭
44、、煤焦干馏的目的就是获得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉油、粗氨水和焦炉气，气，C正确。正确。2下列下列说法中错误的说法中错误的是（是（）A石油石油中含有中含有C5C11的的烷烃，可以烷烃，可以通过石油的分馏通过石油的分馏得得到汽油到汽油B含含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C煤煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物是由有机物和无机物组成的复杂的混合物D煤煤中含有苯和中含有苯和甲苯，可以甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把用先干馏后分馏的方法把它们它们分离出来分离出来【解析解析】选选D。石油可以通过分馏的方法获得汽油、。石油可以通过分馏的方法获得汽油
45、、煤油和柴油等轻质液体煤油和柴油等轻质液体燃料，但燃料，但产量不高。通常采用产量不高。通常采用裂化的裂化的方法，提高方法，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂无机物组成的复杂混合物，主要混合物，主要含含碳元素，还碳元素，还含有少含有少量的氢、氧、氮、硫等量的氢、氧、氮、硫等元素，并不元素，并不含苯和甲苯。煤干含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的芳香族化合物的混合物，可以混合物，可以生产芳香族化合物苯和生产芳香族化合物苯和甲苯。甲苯。【素养提升素养提升】我国的煤炭资源
46、相对比较我国的煤炭资源相对比较丰富，加快丰富，加快“煤制油煤制油”的的发发展，对展，对我国社会经济可持续发展有着深远的意义。下我国社会经济可持续发展有着深远的意义。下图是煤间接液化的典型流程示意图。图是煤间接液化的典型流程示意图。（1）写出）写出煤气化反应的煤气化反应的化学方程式？思考化学方程式？思考说明煤气化说明煤气化的意义的意义。提示：提示：C+H2O（g）CO+H2。煤气化能够减少煤燃烧。煤气化能够减少煤燃烧时的时的粉尘粉尘污染，提高污染，提高煤燃烧的煤燃烧的效率，气化效率，气化后的产品可以后的产品可以用用于化工于化工生产，提高生产，提高煤的综合利用价值。煤的综合利用价值。（2）如）如图
47、中由石油获得相应产品的方法是图中由石油获得相应产品的方法是什么？该什么？该方方法是物理变化还是法是物理变化还是化学变化？得到化学变化？得到的各种分馏产品是的各种分馏产品是纯净物纯净物吗？吗？提示：提示：图图中由石油获得相应产品的方法是中由石油获得相应产品的方法是分馏，属于分馏，属于物理变化，所得物理变化，所得产品是混合物。产品是混合物。（3）石油）石油裂化是为了得到更多的裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油，裂化汽油可以汽油可以使溴的四氯化碳溶液使溴的四氯化碳溶液褪色，其褪色，其原因是原因是什么？什么？提示：提示：裂化裂化汽油中含有汽油中含有烯烃，能烯烃，能与与Br2发生发生加成反应，加成反应，可以可以使溴的四氯化碳溶液褪色。使溴的四氯化碳溶液褪色。【课堂回眸课堂回眸】谢 谢
