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1、第 十 六 讲化学与可持续发展化化 学学要点导引要点导引定锚点定锚点教材研析教材研析固基础固基础一、自然资源的开发利用一、自然资源的开发利用2.金属的冶炼方法 冶炼方法 适用对象 实例热分解法不活泼金属2HgO2Hg+O22Ag2O4Ag+O2热还原法大部分金属CuO+H2Cu+H2OFe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(铝热反应)电解法非常活泼金属2Al2O3(熔融)4Al+3O2MgCl2(熔融)Mg+Cl22NaCl(熔融)2Na+Cl21.海水的综合利用(二)海水资源的开发利用 2.海水提溴(吹出法)工艺流程 步骤名称主要作用化学反应氧化用氯气氧化海水
2、中的Br-Cl2+2Br-Br2+2Cl-吹出用空气将生成的溴吹出吸收用SO2作还原剂使Br2转化为HBr,以使其与空气分离Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4蒸馏用Cl2将HBr氧化为Br2后蒸馏分离Cl2+2HBrBr2+2HCl1.煤的综合利用(1)煤的组成。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以碳元素为主,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。(2)煤的干馏、气化和液化(均为化学变化)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。(三)煤、石油和天然气的综合利用 2.石油的综合利用(1)石油的组成。石油是由多种碳氢化合物组成的复杂混合物。(2)石油的分馏
3、、裂化和裂解。加工方法变化原理产物分馏物理变化利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油裂化化学变化在加热、加压和催化剂存在下,将重油裂化为汽油等物质。如:C16H34 C8H18+C8H16裂化汽油(含有不饱和烃)裂解化学变化深度裂化。如:C4H10CH4+C3H6C4H10C2H6+C2H4乙烯、丙烯、甲烷等催化重整化学变化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苯、甲苯等3.天然气(1)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等。(2)以甲烷为原料,合成含两个或多个碳原子的其他有机化合物,是一项具有重大实用价值
4、的研究课题。1.生物质资源主要有农业、林业产品的废弃物(如农作物秸秆、林木加工余料),生产和生活的废弃物(如厨余垃圾、畜禽粪便)等。2.生物质资源的利用:利用物理、化学和生物方法将生物质资源转化为材料(如木材、纸张)、燃料(如生物乙醇、生物柴油),以及基本化工原料(如木炭、乙醇、甲醇、甲烷)等。以来自生物质的纤维素、淀粉和油脂等为原料的化工生产路线,替代以煤、石油、天然气为原料的路线,将是一条绿色的可持续发展途径。(四)生物质资源的利用 二、化学品的合理使用二、化学品的合理使用(一)化肥、农药的合理施用1.化肥的合理施用(1)要考虑土壤酸碱性、作物营养情况和化肥本身性质。如硝酸铵受热或经撞击易
5、发生爆炸,必须作改性处理后才能施用。(2)过量施用化肥会造成浪费,且易造成水体富营养化。(3)不合理施用会影响土壤的酸碱性和土壤结构。2.农药的合理施用(1)农药种类:植物(除虫菊、烟草等)、无机物(波尔多液、石灰硫黄合剂等)和有机合成农药(有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等)。(2)农药研制向着高效、低毒和低残留的方向发展。如DDT和六六六等有机氯杀虫剂通过食物链富集造成负面影响。(3)农药施用应注意施用方法、用量和施用时机。(二)合理用药1.药物分类分为天然药物与合成药物,处方药与非处方药(有“OTC”标识)。2.药物的作用机理(1)通过改变机体细胞周围的物理、化学环境
6、而发挥药效,如抗酸药。(2)通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效,其分子结构与生物活性密切相关。3.合理用药(1)遵循安全、有效、经济和适当等原则,主要考虑药物和机体两个方面。药物方面:考虑剂量、剂型、给药途径和时间等因素。机体方面:考虑患者年龄、性别、症状、心理和遗传等因素。(2)滥用药物危害巨大。(3)远离毒品。三、环境保护与绿色化学三、环境保护与绿色化学(一)化学与环境保护1.环境质量监测对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定。(1)环境质量监测是进行环境质量评价和污染治理的基础。(2)污染治理:研究污染物的存在、分布和转化规律。2.工业“三废”:废气、废水和废渣(1)
7、大气污染物导致次生污染物(酸雨、雾霾、光化学烟雾等)(2)污水处理。污水处理方法:物理法、化学法、生物法等。例如,加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂,可使污水中的细小悬浮物等聚集成较大的颗粒,然后经沉淀、过滤除去。对其他溶解在水中的污染物,则要根据其化学性质采用中和法、氧化还原法和沉淀法等进行处理。污水处理一般流程流程 一级处理二级处理三级处理原理 物理方法(微)生物方法和化学方法化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等作用用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物除去水中的可降解有机物等污染物对污水进行深度处理和净化(3)固体废物(工业废渣和生活垃圾等)处理。原则:无害化、减量化
8、、资源化。目的:减少环境污染、资源回收利用。(二)绿色化学(环境友好化学)1.核心思想改变“先污染后治理”的观念和做法,利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染(如图)。实战演练实战演练微知著微知著1.下列说法正确的是()A.轻微烫伤或烧伤时,若有水泡,尽量不要弄破B.处方药的包装上印有“OTC”标识C.我国酸雨的形成主要是由于森林遭到乱砍滥伐,生态被破坏D.绿色化学核心思想就是先污染后治理消除环境污染【解析】水泡弄破会发生感染,A正确;“OTC”为非处方药标识,B错误;酸雨是因为含硫氧化物和氮氧化物的排放,C错误;绿色化学的核心是从
9、源头上消除环境污染,D错误。【答案】A2.垃圾分类并回收利用,可以减少污染,节约自然资源。下列垃圾投放有错误的是()A.废旧报纸、饮料瓶、电池等B.剩饭菜、瓜皮果壳、枯草落叶等C.过期药品、化妆品、油漆等D.一次性餐具、卫生纸、灰土等【解析】电池含有重金属,属于有害垃圾,A错误。【答案】A3.(2021年7月浙江学考第10题)下列说法不正确的是()A.二氧化氯可用于自来水消毒B.热的碱性溶液可去除器皿表面的油脂C.工业上常用“吹出法”从海水中提取溴D.工业上直接用水吸收SO3制备硫酸【解析】ClO2是一种优于Cl2的自来水消毒剂,A正确;热的碱性溶液促进油脂的水解,可去除器皿表面的油脂,B正确
10、;工业上常用“吹出法”从海水中提取溴,C正确;若直接用水吸收SO3会形成酸雾,危害极大,工业上直接用98.3%的浓硫酸吸收SO3,D不正确。【答案】D4.(2021年7月浙江学考第18题)下列说法不正确的是()A.环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染B.“结构决定性质”的观念广泛应用于推测化学物质的性质C.向氢氧化铝沉淀中加入过量氢氧化钠溶液,沉淀不溶解D.豆腐是中国的传统美食,在制作过程中可加入石膏作凝固剂【解析】向氢氧化铝沉淀中加入过量氢氧化钠溶液会发生反应:Al(OH)3+NaOHNaAl(OH)4,沉淀溶解。故选C。【答案】C5.(2022年7月浙江学考第7题)下列属于物理变化
11、的是()A.石油的分馏B.蛋白质的水解C.油脂的变质D.甲烷的燃烧【解析】石油的分馏是利用石油中各组分沸点的不同而进行分离,属于物理变化。故选A。【答案】A6.(2022年7月浙江学考第21题)下列说法不正确的是()A.碳化硅是一种新型陶瓷材料,具有耐高温、耐磨的特点B.塑料具有密度小、耐腐蚀等优良的性能C.硫酸铝可以作消毒剂、混凝剂【解析】硫酸铝只能作混凝剂。故选C。【答案】C符合绿色化学思想7.“碳中和”是指一定时间内排放的碳总量与吸收的碳总量相互抵消,实现碳“零排放”。下列有关“碳循环”“碳中和”的说法,不正确的是()A.每个人都在参与“碳循环”,“碳循环”中的“碳”是指碳单质B.开发可
12、再生资源、植树造林,均有助于控制二氧化碳排放量C.高选择性氧化铟基催化剂将CO2和H2转化为CH3OH,涉及氧化还原反应D.“碳中和”能有效维持“碳循环”的相对稳定,控制日趋严重的温室效应【解析】“碳循环”中的“碳”是指碳单质及其化合物,故A错误。【答案】A8.对工业“三废”的处理如果不当,则会严重地污染周围环境。工业“三废”指的是_、_和_。化学在工业“三废”治理方面发挥了重要的作用,若对工业“三废”的处理得当,可起到_和_的双重作用,如用石灰乳处理氯碱工业中的废气,则既可以减少_(填气体的化学式)对环境的污染,又可以得到漂白粉(有效成分是_)。废气废水废渣减少环境污染资源回收利用Cl2Ca(ClO)2【解析】Cl2与Ca(OH)2反应生成CaCl2和Ca(ClO)2,漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
