初三化学专题化学与STS专题参考word

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1、初三化学专题 化学与STS专题 / 一、知识要点STS是“科学(Science)”、“技术(Technology)”和“社会(Society)”的英文缩写,日常生活中有关化学的知识可分成:环境与化学;材料与化学;能源与化学;生命与化学。(一) 环境与化学环境污染主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等。此外,还包括固体废弃物、放射性、噪声等污染。 1、大气污染及防治 当今世界三大环境问题酸雨、臭氧层衰竭和温室效应都是由大气污染造成的。大气中的污染物,固态的有粉尘和飘尘,气态的主要有硫化物、一氧化碳、氮氧化物和氟氯烃。硫的氧化物主要有二氧化硫和三氧化硫,其中大部分来自含硫化石燃料,有色金属

2、冶炼厂和硫酸厂也要排放相当数量硫的氧化物。一氧化碳主要是燃料的不完全燃烧的产物。对大气污染的氮的氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮,大部分来自燃料燃烧,包括汽车排放的废气。氟氯烃来自于制冷剂氟里昂,其主要的影响是破坏大气层中的臭氧层。酸雨里含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸,通常是以硫酸为主。酸雨中的硫酸和硝酸主要来自人为排放的二氧化硫和氮的氧化物。煤、石油燃烧和金属冶炼中释放到大气里的二氧化硫,通过适当的反应生成硫酸。酸雨被看作是全球性的一个重大环境问题(又叫空中死神),因为它对生物、土壤、建筑物等危害很大。容易导致生物枯死,土壤酸化,建筑物腐蚀。对酸雨的防治有以下措施:(1) 减少二

3、氧化硫的排放量。采用脱硫技术或用石灰浆、石灰石在烟气吸收塔内脱硫。(2) 调整民用燃料结构,实现燃料气体化。(3) 减少烟道气中氮氧化物的排放量,把氮的氧化物转化成氮气。(4) 加强对汽车尾气的控制。在尾气的处理中,对于废气中的酸性气体,可用碱性试剂如氨水、Na2CO3 、或NaOH 溶液、石灰乳等作为吸收剂。例如,硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2 ,硝酸厂用NaOH 溶液吸收尾气中的NO和NO2 。反应的化学方程式为:SO2 + 2NH3H2O =(NH4)2SO3 (NH4)2SO3 + SO2 + H2O=2NH4HSO3 NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 大

4、量使用氟里昂是破坏臭氧层的主要原因,臭氧层被大量损耗后,吸收紫外线辐射的能力大大减弱,皮肤癌患者将会增加;此外紫外线还会损伤角膜和晶状体,引起白内障、晶体变形等;紫外线增强,会引起虾、蟹幼体和贝类大量死亡,还会削弱光合作用,妨碍农作物和树木的正常生长。温室效应使地球表面的平均温度升高,主要原因是二氧化碳含量大大增加,严重时就会破坏生态平衡,使海平面上升,降水量增多形成洪水等灾害。必须从改变燃料结构着手,发展太阳能、核能替代矿物燃料,增加地面绿化,有效地增强光合作用。2、水污染及防治 水的污染通常是指人为原因造成的水质恶化,降低水的使用价值。水体污染源主要是化学物质,如 耗氧有机物,主要包括:糖

5、类、蛋白质、脂肪、纤维素。它们来自于生活污水、肉类加工废水、食品、造纸、印染、制革、石油化工等工业废水。 难降解的有机污染物如:有机农药、合成高分子化合物、塑料、橡胶、纤维等。工业废水中的重金属如:汞、镉、铅、铬、铜,还有砷,其中有一些是致癌物质。 氮、磷等化肥和造纸、制糖等工业废水,以及大量使用含磷洗涤剂的生活污水中,存在大量的氮磷导致水质富营养化。江河湖泊出现富营养化现象称为“水华”,在近海地区称为“赤潮”。在发生“赤潮”或“水华”的水域里,一些浮游生物暴发性繁殖,使水变成红色,因此叫做“赤潮”。这些藻类有恶臭,有毒,鱼类不能食用。藻类遮蔽阳光,使水底生物因光合作用受到阻碍而死去。这些死去

6、的生物腐败后又放出氮磷等营养物质,再供藻类使用。这样,年长月久,造成恶性循环。水污染的防治,主要解决好污染源的问题,一、是综合治理工业生产中产生的三废,对废水、废气、废渣要综合利用;二、是对城市生活污水要集中处理,不能随意排放。三、是在农业生产中要合理使用农药和化肥。水的净化和污水处理技术大致归纳为三类:(1)物理方法:主要有沉淀、上浮、浮选、分离、过滤、蒸发、结晶等等。(2)化学方法:主要有中和、氧化、还原、置换、离子交换等。(3)生物方法:主要有好气生物处理和厌气生物处理。(二)、能源与化学 1、常规能源矿物燃料 常规性能源主要为矿物燃料的煤、石油、天然气等。煤在国民经济中占有很重要的地位

7、,被称为“黑色的金子”、“现代工业的粮食”。它是由有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含有C元素。煤的主要加工方式是把它隔绝空气加热,使其分解生成焦炭、煤焦油和焦炉气等。焦炭是冶金工业的重要原料,煤焦油是重要的化工原料,而焦炉气则是重要的燃料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中,对于所产生的煤灰、煤渣、“废气”、“废液”都应加以合理的处理和利用,一定要做到消除污染,保护环境。石油被称为“现代工业的血液”,也是一种混合物,主要含有碳、氢两种元素,同时还有少量的S、O、N等元素。因其成分复杂,很少直接使用,一般须进行炼制,通过炼制可以获得汽油、煤油、柴油等燃料和各种机器所需的润滑油以及许多气态烃等

8、产品。在大力发展石油工业的过程中,我们必须高度重视石油炼制、石油化工等工业产生的“废水”、“废气”和“废渣”以及海底采油、油船运输等对大气、地面和江河湖海的污染。天然气是当今世界上最重要的气体矿物燃料,主要成分为甲烷,是蕴藏在地下的一种重要能源。也是一种污染比较小的燃料。 2、绿色能源太阳能太阳能是个巨大的能源,可以通过四个渠道被人类利用:(1) 通过大气和水分的升腾循环,再通过风、流水、波浪、海流等以风能、水能等形式表现出来。(2) 被海洋吸收,成为海洋内能,再以潮汐能的形式释放出来。(3) 通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来,再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来。(4

9、) 通过转换成电能被人们直接使用,如:太阳能照相机,太阳能电话,太阳能冰箱,太阳能电视机,太阳能住宅。 3、其它能源氢能、核能 氢气作为正在崛起的新型能源,引起人们的高度重视。其主要的优点在于:(1) 矿物资源是有限的,而氢气可以用水作原料来制取,有广泛的来源。(2) 氢气燃烧时放出的热量多,每千克氢气燃烧发热量高达143000千焦,为同质量汽油的三倍。(3)氢气燃烧的产物是水,对环境无污染,是一种清洁能源。发展氢能源还需要解决如何廉价、大量地制备氢气及如何安全贮存、运输氢气等问题。核能是现代人类社会高度进步的象征,也是一种洁净的能源。其优点主要有:(1) 干净并相对安全。(2) 核燃料资源丰

10、富。海水中氘的储量达45万亿吨,作为能量资源,可供人类使用上百亿年。(3) 核燃料量小,可缓解交通运输的紧张。(4) 成本低,经济合算。世界上第一座核电站建于前苏联的奥布宁期克,于1954年6月27日投产运行,其热功率为3万千瓦。我国第一座自行设计建造的秦山核电站于1991年12月15日发电,功率为30万千瓦。(三) 、生命与化学1、食品与化学人类的食物包含六大营养要素:糖类、脂类、蛋白质、维生素、无机盐和水。从食品的化学组成来看,食品中含量最多的营养成分是碳水化合物、蛋白质、油脂,这三种营养成分对营养的作用是最直接的,并都能产生热能,在营养学中称为“三大营养成分”。 保健食品又称功能性食品,

11、系指具有特定保健功能的食品,即适用于特定人群食用,具有调节机体功能,不以治病为目的的食品。该类食品,除具有营养功能,还具有感觉功能和调节生理活动功能,在欧美国家称“健康食品”、“营养食品”。保健食品含有多种生理活性物质如:微量活性元素、不饱和脂肪酸和磷脂、乳酸菌类。食品添加剂是指食品在生产、加工、贮存过程中,为了改良食品品质及其色香味,改变食品结构,防止食品氧化、腐败、变质和为了加工工艺需要而加入食品中的化学合成物质或天然物质。大多数食品添加剂只要在其最大无毒副作用的范围内都可放心使用,如:味精(成分为谷氨酸钠)。有一些食品添加剂虽允许使用,但对人体有一定的危害,如:制作火腿、腊肉和香肠用的亚

12、硝酸钠是一种较强的致癌物质,但至今也没有理想的代用品,所以仍允许限量使用。过氧化氢(双氧水)H2O2具有杀菌和漂白作用,常用于牛奶保鲜,然而据研究H2O2也有致癌的作用。再有用于生产面包、饼干、鱼肉制品的KBrO3(溴酸钾),甜味剂糖精,食品着色剂也有致癌致畸作用,应尽量少用或少食含有此类添加剂的食品。 2、微量元素与人体健康人体中有25种必需元素,按其含量的多少可分为常量和微量元素,常量元素占人体质量的95,共有11种:C、H、O、N、P、S、Na、K、Ca、Mg、C1。必需的微量元素有14种:Fe、Zn、Cu、Mn、B、Mo、Co、Se、A1、V、Ce、F、I、Si微量元素对人体健康有着十

13、分重要的作用,如: 锌:主要分布在眼睛、头发、肝、肾、血液、皮肤中。人体缺锌生长缓慢,性成熟推迟,味觉及嗅觉改变。锌铜比值失衡时,容易患冠心病,引起心肌梗塞。 碘:主要存在于人体的甲状腺中,缺碘导致智力障碍。食用加碘盐,主要为KIO3,吃含碘丰富的食品可以预防一些疾病。 铁:主要存在于人体中红细胞的血红蛋白中,人体缺铁就会引起贫血症。硒,在人体内能起某些酶和加强另外一些酶的作用,能清除代谢废物和其它有害物质,缺少硒可导致人体的抵抗能力下降,易患多种慢性疾病。氟,可以保护牙齿,预防龋齿。钼:是大脑必须的七种微量元素之一,具有固氮的功能,它是一种抗癌元素,许多癌病如食管癌、肝癌、直肠癌、乳腺癌与缺

14、钼有关。 3、人体中几种重要的化学物质 (1) 盐酸:存在于胃液中,人们所说的胃酸其成分主要就是盐酸,通常人体胃内pH范围为1.23.0。其作用是激活胃蛋白酶元,使之转变成有活性的胃蛋白酶,并提供适宜的酸性环境。但胃酸过多,对胃和十二指肠粘膜有侵蚀作用,可服用碳酸氢钠或氢氧化铝药剂。 (2) 磷酸:人体内磷酸主要以磷脂和核苷酸形式存在,脑中的磷脂供给大脑活动所需的巨大能量,在脑中磷的含量为脑总重量的03,科学家称磷为思维元素。“可乐”中有较多的磷酸和咖啡因,pH为2.42.5,酸性较强,但不宜多喝。体内磷酸较多时,会造成磷酸根过多,影响钙的代谢,破坏体内骨钙和血钙的平衡,可发生骨质软化和骨质疏

15、松。 (3 ) 脑黄金:在人的大脑中有一种高度不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸(DHA),它是海洋生物特有的活性物质,人们称其为“脑黄金”。如果DHA不足,就会导致感觉能力和学习能力下降。可以通过多食用一些海产品如贝类、鱼类获得。(4) NO “明星分子”:NO分子给工农业生产、高新技术带来了很大福音。它被广泛应用于制造硝酸、肥料和炸药。在自然界一氧化氮可以通过氮气和氧气在闪电的情况下产生, N2+O2 2NO。在空气中NO继续转化为二氧化氮,2NO+O2= 2NO2,NO2与水蒸气结合转化成硝酸并降落至地表面形成硝酸盐,被植物所吸收。放电 NO分子在生物学方面有独特的功能,对血管扩张、免疫、增强记忆有着十分重要的作用。在生理状态下,NO能维持器官血流量的相对稳定,使血管具有自身调节作用。脑内形成的NO可以减少中枢交感神经紧张性,借此参与动脉血压的调节。心血管疾病患者服用硝化甘油后即能在人体内产生NO,使病情得到控制。另外NO在体温调节、神经破坏和保护方面都起着重要的作用。 (四)、材料与化学 1、衣用纤维 纤维是指凡具备或可以保持长度大于本身直径100倍的均匀线条或丝状的线型高分子材料。可以分为天然纤维和化学纤维两类,天然纤维又可分为动物纤维(如毛、丝)和植物纤维(如棉、麻等);化学纤维又可分为人造纤维(天然的植物纤维经化学处理的再生纤维)和

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