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化学与可持续发展 第八章 第一节 自然资源的开发利用 第一节 自然资源的开发利用 一、金属矿物的开发利用 除了金、铂等极少数金属外,绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。 1. 金属元素的存在形式 实质:用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。 2. 金属的冶炼 Mn+(化合态) 得电子,被还原 M(游离态) 第一节 自然资源的开发利用 3. 金属元素方法 根据金属活动性顺序不同,采用不同的冶炼方法 电解法 热还原法 热分解 游离态 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au (1)热分解法(不活泼金属) 2HgO 2Hg + O2 ↑ 2Ag2O 4Ag + O2 ↑ 第一节 自然资源的开发利用 (2)电解法(活泼金属) NaCl (熔融) Na + Cl2↑ MgCl2 (熔融) Mg + Cl2 ↑ 2Al2O3(熔融) 2Al + 3O2↑ (3)热还原法 常用还原剂:C、CO、H2 、Al Fe2O3 + 2Al 2Fe + 3Al2O3 (铝热反应) 第一节 自然资源的开发利用 二、海水资源的开发利用 化学资源 水资源 新型能源 1.海水中水资源的利用 主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却。 海水淡化的方法主要有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法 第一节 自然资源的开发利用 二、海水资源的开发利用 1.海水中化学资源的利用 (1)海水制盐 把海水引到盐滩上,利用日光和风力使水分蒸发,得到食盐。 第一节 自然资源的开发利用 (2)海水提溴(空气吹出法) 2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr Cl2 + 2HBr = 2HCl + Br2 第一节 自然资源的开发利用 三、煤、石油和天然气的综合利用 主要途径:通过煤的干馏、气化、液化获得洁净的燃料和多种化工原料。 1.煤的综合利用 (1)煤的干馏 将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。 第一节 自然资源的开发利用 (2)煤的气化 将煤转化为可燃性气体的过程。 主要反应: C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 煤的液化 + H2 直接液化 + H2O 间接液化 液体燃料 水煤气 甲醇 催化剂 (3)煤的液化 煤的干馏、气化、液化均为化学变化 第一节 自然资源的开发利用 2.天然气的综合利用 天然气是一种清洁的化石燃料,作为化工原料,主要用于合成氨和生产甲醇。 天然气水合物——可燃冰 第一节 自然资源的开发利用 3.石油的综合利用 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。 (1)石油分馏: 利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。属于物理变化。 第一节 自然资源的开发利用 3.石油的综合利用 (2)裂化:在一定条件下,把分子量大、沸点高的烃断裂成碳原子较少的烃的过程。 (3)裂解:深度裂化。 (4)催化重整:石油在加热和催化剂的作用下,通过结构的调整,使链状烃转化为环状烃的过程。 第二节 化学品的合理使用 第二节 化学品的合理使用 1. 合理施用化肥 一、化肥、农药的合理施用 (1)合理施用化肥的重要性:保证农作物增产,减少农作物损失。 (2)合理施用化肥考虑因素 ①土壤酸碱性,作物营养状况。 ②化肥本身性质,如硝酸铵受热或经撞击易爆炸,应改性处理后施用。 (3)不合理施用化肥危害 ①过量施用不仅浪费,也可能导致水体富营养化,如水华等污染现象。 ②影响土壤酸碱性和土壤结构。 第二节 化学品的合理使用 2. 合理施用农药 一、化肥、农药的合理施用 (1)农药类别 第二节 化学品的合理使用 ①破坏生态平衡,使一些害虫产生抗药性 ②使对农药敏感的有益昆虫大量死亡 ③使土壤、作物的农药残留超标,造成环境污染 ④造成大气、地表水和地下水污染 (3)农药不合理施用的危害 (2)合理施用农药的重要性 保障农作物增产、减少农作物损失 第二节 化学品的合理使用 二、合理用药 1. 药物的分类 2. 合理用药遵循原则及因素 原则:安全、有效、经济、适当等原则 第二节 化学品的合理使用 三、安全使用食品添加剂 按来源不同,可分为天然的和人工合成的两大类。 1. 食品添加剂 (1)定义 是指为改善食品品质和色、香、味,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。 (2)分类 第二节 化学品的合理使用 2. 常见的食品添加剂 名称 主要作用 常用物质 代
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