新教材必修二丨高中新教材學案導學設計：8.3學案設計

第三節(jié)環(huán)境保護與綠色化學學習目標1.了解環(huán)境污染的主要因素、危害及防治的方法。2.了解綠色化學、原子經(jīng)濟性反應的內(nèi)涵,知道它們在對利用資源、保護環(huán)境中的重要意義,加強環(huán)境保護意識,并培養(yǎng)綠色化學的理念。重、難點重點:垃圾的資源化、綠色化學和環(huán)境保護意識的培養(yǎng)。難點:培養(yǎng)綠色化學的理念和分析并解決問題的能力。課堂探究【自主預習】一、化學與環(huán)境保護1.環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的意義通過對污染物的、進行分析和測定,為和污染提供可靠的數(shù)據(jù),是進行和的基礎。

2.化學與“三廢”污染(1)“三廢”污染:是指工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的、和對環(huán)境的污染。

(2)次生污染物的形成(3)化學與“污水”處理①污水處理的常用方法有、、等。

②污水處理常用的化學方法:、、等。

③污水處理的流程a.一級處理:通常采用方法,即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經(jīng)一級處理后的水一般達不到排放標準,所以通常將一級處理作為預處理。

b.二級處理:采用方法(又稱法)及某些化學方法,除去水中的可降解有機物等污染物。經(jīng)二級處理后的水一般可以達到國家規(guī)定的排放標準。

c.三級處理:主要采用、、和等,對污水進行深度處理和凈化。經(jīng)過三級處理后的水可用于綠化和景觀用水等。

(4)固體廢棄物的處理處理原則:、和,達到減少環(huán)境污染和資源回收利用兩個目的。

二、綠色化學1.綠色化學也稱化學,其核心思想就是改變“”的觀念和做法,利用和,減少或消除產(chǎn)品在和中涉及的有害化學物質(zhì),實現(xiàn)從減少或消除環(huán)境污染。

2.簡單而言,化學反應就是的過程。因此,按照綠色化學的思想,最理想的“原子經(jīng)濟性反應”就是反應物的原子為期望的最終產(chǎn)物,這時原子利用率(即期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比)為。

3.綠色化學示意圖4.開發(fā)和利用自然資源遵循的三原則(“3R”原則):、和。

【問題探究】1.含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。工業(yè)上常利用它們與一些物質(zhì)發(fā)生反應加以控制、消除和回收利用。請舉例說明這些方法所依據(jù)的化學反應和反應類型。2.含氮、磷元素的污水大量任意排入河流、湖泊和近海水域,會出現(xiàn)水華、赤潮等水體污染問題。你認為在城市和農(nóng)村出現(xiàn)的這種水體污染各有什么特點?怎樣預防?3.設計由Cu制備CuSO4的實驗方案,并評價優(yōu)劣。【要點歸納】1.常見的環(huán)境問題環(huán)境問題主要污染物主要危害溫室效應CO2造成全球氣候變暖,水位上升,陸地面積減小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等臭氧層破壞氟氯代烷、NOx到達地球表面的紫外線明顯增多,給人類健康及生態(tài)環(huán)境帶來多方面危害光化學煙霧碳氫化合物、NOx刺激人體器官,特別是人的呼吸系統(tǒng),使人生病,甚至死亡白色污染廢棄塑料制品①在土壤中影響農(nóng)作物吸收水分和養(yǎng)分,導致農(nóng)作物減產(chǎn)②混入生活垃圾中難處理、難回收③易被動物當作食物吞入,導致動物死亡赤潮和水華廢水中含氮、磷元素的營養(yǎng)物質(zhì)使水體富營養(yǎng)化,導致水中藻類瘋長,消耗水中溶解的氧,使水體變得渾濁、水質(zhì)惡化PM2.5顆粒物污染空氣,形成霧霾天氣,增加交通事故,危害人體健康2.尋找從源頭上治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝從人類生產(chǎn)活動的角度來說,污染物的排放大都是從物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)開始的,實施清潔能源生產(chǎn)既能滿足人們的物質(zhì)需求,又可以合理使用自然資源,同時能從根本上解決環(huán)境問題。3.綠色化學對化學反應的要求注意:原子利用率=期望產(chǎn)物的總質(zhì)量生成物的總質(zhì)量×100%評價反饋1.以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問題及主要來源對應正確的是()選項氧化物環(huán)境問題主要來源ACO2破壞臭氧層化石燃料的燃燒BSO2溫室效應汽車尾氣的排放CNO2光化學煙霧工廠廢氣、汽車尾氣的排放DCO酸雨汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒2.化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是()A.PM2.5是指直徑不大于2.5μm的可吸入懸浮顆粒物B.綠色化學要求從源頭上消除或減少生產(chǎn)活動對環(huán)境的污染C.燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成及溫室氣體的排放D.天然氣和液化石油氣是我國目前推廣使用的清潔燃料3.在“綠色化學工藝”中,理想狀態(tài)是反應物中的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物,即原子利用率為100%。下列反應類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟性”原則的是()①置換反應②化合反應③分解反應④取代反應⑤加成反應⑥加聚反應⑦酯化反應A.②⑤⑥ B.②④⑤C.⑥ D.⑥⑦4.綠色化學是指從技術、經(jīng)濟上設計可行的化學反應,盡可能減少對環(huán)境的副作用。下列化學反應不符合綠色化學理念的是()A.消除硫酸廠尾氣排放:SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3B.消除硝酸廠的氮氧化物污染:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2OC.制CuSO4:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2OD.制CuSO4:2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4CuSO4+H2O核心素養(yǎng)專練1.下列說法不正確的是()A.人與自然是生命共同體,人類必須尊重自然、順應自然、保護自然B.除了自然因素外,大氣污染物主要來自化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物C.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D.含硫或磷元素的大量污水任意排向湖泊、水庫和近海海域,會造成水華、赤潮等水體污染問題2.下列有關節(jié)約資源和保護環(huán)境的說法不正確的是()A.回收塑料及鋼鐵制品可以減少二氧化碳的排放B.使用地熱能、生物質(zhì)能等非化石能源可減少PM2.5C.開采使用地下可燃冰,可以增加非化石能源消費的比例D.創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,實現(xiàn)電動機車替代燃油機車符合綠色發(fā)展方式3.化學與生活密切相關。下列說法正確的是()A.使用填埋法處理未經(jīng)分類的生活垃圾B.用K2FeO4代替Cl2處理飲用水,既有殺菌消毒作用,又有凈水作用C.向雞蛋清溶液中加入CuSO4溶液,有沉淀析出,該性質(zhì)可用于蛋白質(zhì)的分離與提純D.CO2、NO2或SO2的排放是形成酸雨的主要原因4.常見的污染分為一次污染和二次污染。二次污染是排入環(huán)境中的一次污染物在物理、化學因素或微生物作用下發(fā)生變化所生成的新污染物,如反應2NO+O22NO2中,二氧化氮為二次污染物。下列三種氣體:①二氧化硫;②二氧化氮;③硫化氫。其中能生成二次污染物的是()A.只有①② B.只有②③ C.只有①③ D.①②③5.制取乙醇的下列反應中原子經(jīng)濟性最差的是()A.乙烯水化法:CH2CH2+H2OCH3CH2OHB.乙醛還原法:CH3CHO+H2CH3CH2OHC.鹵代烴水解法:CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBrD.酯類水解法:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH6.含有農(nóng)藥、染料、酚、氰化物以及引起色度、臭味的廢水,常用化學氧化法進行處理,所用的氧化劑有氯類(如液氯、次氯酸鈣、次氯酸鈉等)和氧類(如空氣、臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等)。一個典型實例是用氯氧化法處理含有劇毒的氰化物(含CN-)的廢水。在堿性條件下(pH為8.5~11),氯氣可將氰化物中的CN-氧化為只有其毒性11000的氰酸鹽(含CNO-)(1)寫出含CN-的廢水用氯氣氧化生成氰酸鹽的離子方程式:。

(2)若向含CNO-的廢水中再通入氯氣,可使CNO-轉化為無毒的氣體,寫出這個反應的離子方程式:。

(3)在用液氯不便的地區(qū),可用漂白粉處理含CN-的廢水,若將其氧化為CNO-,其離子方程式為。

參考答案課堂探究【自主預習】一、化學與環(huán)境保護1.存在形態(tài)含量控制消除環(huán)境質(zhì)量評價污染治理2.(1)廢水廢氣廢渣(3)①物理法化學法生物法②中和法氧化還原法沉淀法③a.物理b.生物微生物c.化學沉淀法氧化還原法離子交換法反滲透法(4)無害化減量化資源化二、綠色化學1.環(huán)境友好先污染后治理化學原理技術手段生產(chǎn)應用源頭2.原子重新組合全部轉化100%4.減量化再利用再循環(huán)【問題探究】1.例如,針對我國燃料以煤炭為主,酸雨類型屬于硫酸型的特點,主要采取燃料預脫硫、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施,用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脫硫,其主要化學反應原理和類型如下:CaCO3CaO+CO2↑分解反應CaO+SO2CaSO3化合反應2CaSO3+O22CaSO4化合反應(或氧化還原反應)SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3,化合反應再如,機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制,其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因,它比硫氧化物的消除難度大,一般采用CH4、H2等在Pt、Pd等的催化作用下將氮氧化物還原為N2和H2O,其主要化學反應原理和類型如下:CH4+4NO24NO+CO2+2H2O氧化還原反應CH4+4NO2N2+CO2+2H2O氧化還原反應2.導致水華、赤潮現(xiàn)象的原因,從農(nóng)村方面來說,主要是人們的日常生活、水產(chǎn)及禽畜養(yǎng)殖等產(chǎn)生的污水或固體廢棄物未經(jīng)處理排放,化肥的不恰當施用等;從城市方面來說,主要是人們的生活廢水及工業(yè)生產(chǎn)廢水的排放等。水華、赤潮現(xiàn)象達到一定程度,會使飲用水(淡水)水源受到威脅,水生生物大量減少,生態(tài)遭到破壞,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)更是面臨毀滅性打擊。預防水華、赤潮現(xiàn)象的發(fā)生,一要少用或不用含氮、磷的洗滌劑,合理施用化肥,適量向水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)投放飼料等;二要對產(chǎn)生的含氮、磷的廢水及固體廢