新教材必修二丨高中新教材學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計：8.3學(xué)案設(shè)計

第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)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(xué)、原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的內(nèi)涵,知道它們在對利用資源、保護(hù)環(huán)境中的重要意義,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識,并培養(yǎng)綠色化學(xué)的理念。重、難點(diǎn)重點(diǎn):垃圾的資源化、綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)意識的培養(yǎng)。難點(diǎn):培養(yǎng)綠色化學(xué)的理念和分析并解決問題的能力。課堂探究【自主預(yù)習(xí)】一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1.環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的意義通過對污染物的、進(jìn)行分析和測定,為和污染提供可靠的數(shù)據(jù),是進(jìn)行和的基礎(chǔ)。

2.化學(xué)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(xué)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(xué)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(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),所以通常將一級處理作為預(yù)處理。

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

c.三級處理:主要采用、、和等,對污水進(jìn)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(dá)到減少環(huán)境污染和資源回收利用兩個目的。

二、綠色化學(xué)1.綠色化學(xué)也稱化學(xué),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(xué)物質(zhì),實(shí)現(xiàn)從減少或消除環(huán)境污染。

2.簡單而言,化學(xué)反應(yīng)就是的過程。因此,按照綠色化學(xué)的思想,最理想的“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”就是反應(yīng)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(xué)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(yīng)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(xué)反應(yīng)和反應(yīng)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(rèn)為在城市和農(nóng)村出現(xiàn)的這種水體污染各有什么特點(diǎn)?怎樣預(yù)防?3.設(shè)計由Cu制備CuSO4的實(shí)驗(yàn)方案,并評價優(yōu)劣?！疽c(diǎn)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(yīng)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(dá)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(xué)煙霧碳?xì)浠衔?、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(dǎo)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(dāng)作食物吞入,導(dǎo)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(dǎo)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(shí)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(xué)對化學(xué)反應(yīng)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(yīng)正確的是()選項(xiàng)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(yīng)汽車尾氣的排放CNO2光化學(xué)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(xué)與生活密切相關(guān)。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(xué)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(xué)工藝”中,理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,即原子利用率為100%。下列反應(yīng)類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則的是()①置換反應(yīng)②化合反應(yīng)③分解反應(yīng)④取代反應(yīng)⑤加成反應(yīng)⑥加聚反應(yīng)⑦酯化反應(yīng)A.②⑤⑥ B.②④⑤C.⑥ D.⑥⑦4.綠色化學(xué)是指從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng),盡可能減少對環(huán)境的副作用。下列化學(xué)反應(yīng)不符合綠色化學(xué)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(yīng)自然、保護(hù)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(xué)的核心就是利用化學(xué)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(guān)節(jié)約資源和保護(hù)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?zé)崮?、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(fèi)的比例D.創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)電動機(jī)車替代燃油機(jī)車符合綠色發(fā)展方式3.化學(xué)與生活密切相關(guān)。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(xué)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(yīng)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(yīng)中原子經(jīng)濟(jì)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(xué)氧化法進(jìn)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(shí)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(zhuǎn)化為無毒的氣體,寫出這個反應(yīng)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(yù)習(xí)】一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)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(xué)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(xué)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(xué)1.環(huán)境友好先污染后治理化學(xué)原理技術(shù)手段生產(chǎn)應(yīng)用源頭2.原子重新組合全部轉(zhuǎn)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(diǎn),主要采取燃料預(yù)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(xué)反應(yīng)原理和類型如下:CaCO3CaO+CO2↑分解反應(yīng)CaO+SO2CaSO3化合反應(yīng)2CaSO3+O22CaSO4化合反應(yīng)(或氧化還原反應(yīng))SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3,化合反應(yīng)再如,機(jī)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(xué)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(xué)反應(yīng)原理和類型如下:CH4+4NO24NO+CO2+2H2O氧化還原反應(yīng)CH4+4NO2N2+CO2+2H2O氧化還原反應(yīng)2.導(dǎo)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(dāng)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(dá)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(yù)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