化学人教版 (2019)环境保护与绿色化学学案及答案

这是一份化学人教版 (2019)环境保护与绿色化学学案及答案，共7页。学案主要包含了自主预习，问题探究，要点归纳等内容，欢迎下载使用。
学习目标
1.了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法。
2.了解绿色化学、原子经济性反应的内涵,知道它们在对利用资源、保护环境中的重要意义,加强环境保护意识,并培养绿色化学的理念。
重、难点
重点:垃圾的资源化、绿色化学和环境保护意识的培养。
难点:培养绿色化学的理念和分析并解决问题的能力。
课堂探究
【自主预习】
一、化学与环境保护
1.环境质量监测的意义
通过对污染物的 、 进行分析和测定,为 和 污染提供可靠的数据,是进行 和 的基础。
2.化学与“三废”污染
(1)“三废”污染:是指工业生产中产生的 、 和 对环境的污染。
(2)次生污染物的形成
(3)化学与“污水”处理
①污水处理的常用方法有 、 、 等。
②污水处理常用的化学方法: 、 、 等。
③污水处理的流程
a.一级处理:通常采用 方法,即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准,所以通常将一级处理作为预处理。
b.二级处理:采用 方法(又称 法)及某些化学方法,除去水中的可降解有机物等污染物。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。
c.三级处理:主要采用 、 、 和 等,对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。
(4)固体废弃物的处理
处理原则: 、 和 ,达到减少环境污染和资源回收利用两个目的。
二、绿色化学
1.绿色化学也称 化学,其核心思想就是改变“ ”的观念和做法,利用 和 ,减少或消除产品在 和 中涉及的有害化学物质,实现从 减少或消除环境污染。
2.简单而言,化学反应就是 的过程。因此,按照绿色化学的思想,最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子 为期望的最终产物,这时原子利用率(即期望产物的总质量与生成物的总质量之比)为 。
3.绿色化学示意图
4.开发和利用自然资源遵循的三原则(“3R”原则): 、 和 。
【问题探究】
1.含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。
2.含氮、磷元素的污水大量任意排入河流、湖泊和近海水域,会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在城市和农村出现的这种水体污染各有什么特点?怎样预防?
3.设计由Cu制备CuSO4的实验方案,并评价优劣。
【要点归纳】
1.常见的环境问题
2.寻找从源头上治理环境污染的生产工艺
从人类生产活动的角度来说,污染物的排放大都是从物质的工业生产开始的,实施清洁能源生产既能满足人们的物质需求,又可以合理使用自然资源,同时能从根本上解决环境问题。
3.绿色化学对化学反应的要求
注意:原子利用率=期望产物的总质量生成物的总质量×100%。
评价反馈
1.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
2.化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.PM2.5是指直径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
3.在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物,即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是( )
①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应 ⑦酯化反应

A.②⑤⑥B.②④⑤
C.⑥D.⑥⑦
4.绿色化学是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应不符合绿色化学理念的是( )
A.消除硫酸厂尾气排放:SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3
B.消除硝酸厂的氮氧化物污染:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
C.制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
D.制CuSO4:2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4CuSO4+H2O
核心素养专练
1.下列说法不正确的是( )
A.人与自然是生命共同体,人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然
B.除了自然因素外,大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物
C.绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染
D.含硫或磷元素的大量污水任意排向湖泊、水库和近海海域,会造成水华、赤潮等水体污染问题
2.下列有关节约资源和保护环境的说法不正确的是( )
A.回收塑料及钢铁制品可以减少二氧化碳的排放
B.使用地热能、生物质能等非化石能源可减少PM2.5
C.开采使用地下可燃冰,可以增加非化石能源消费的比例
D.创新生产工艺,实现电动机车替代燃油机车符合绿色发展方式
3.化学与生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
B.用K2FeO4代替Cl2处理饮用水,既有杀菌消毒作用,又有净水作用
C.向鸡蛋清溶液中加入CuSO4溶液,有沉淀析出,该性质可用于蛋白质的分离与提纯
D.CO2、NO2或SO2的排放是形成酸雨的主要原因
4.常见的污染分为一次污染和二次污染。二次污染是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或微生物作用下发生变化所生成的新污染物,如反应2NO+O22NO2中,二氧化氮为二次污染物。下列三种气体:①二氧化硫;②二氧化氮;③硫化氢。其中能生成二次污染物的是( )
A.只有①②B.只有②③
C.只有①③D.①②③
5.制取乙醇的下列反应中原子经济性最差的是( )
A.乙烯水化法:CH2CH2+H2OCH3CH2OH
B.乙醛还原法:CH3CHO+H2CH3CH2OH
C.卤代烃水解法:CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr
D.酯类水解法:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
6.含有农药、染料、酚、氰化物以及引起色度、臭味的废水,常用化学氧化法进行处理,所用的氧化剂有氯类(如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等)和氧类(如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)。一个典型实例是用氯氧化法处理含有剧毒的氰化物(含CN-)的废水。在碱性条件下(pH为8.5~11),氯气可将氰化物中的CN-氧化为只有其毒性11000的氰酸盐(含CNO-)。
(1)写出含CN-的废水用氯气氧化生成氰酸盐的离子方程式: 。
(2)若向含CNO-的废水中再通入氯气,可使CNO-转化为无毒的气体,写出这个反应的离子方程式: 。
(3)在用液氯不便的地区,可用漂白粉处理含CN-的废水,若将其氧化为CNO-,其离子方程式为 。
参考答案
课堂探究
【自主预习】
一、化学与环境保护
1.存在形态 含量 控制 消除 环境质量评价 污染治理
2.(1)废水 废气 废渣
(3)①物理法 化学法 生物法 ②中和法 氧化还原法 沉淀法 ③a.物理 b.生物 微生物 c.化学沉淀法 氧化还原法 离子交换法 反渗透法
(4)无害化 减量化 资源化
二、绿色化学
1.环境友好 先污染后治理 化学原理 技术手段 生产 应用 源头
2.原子重新组合 全部转化 100%
4.减量化 再利用 再循环
【问题探究】
1.例如,针对我国燃料以煤炭为主,酸雨类型属于硫酸型的特点,主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施,用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脱硫,其主要化学反应原理和类型如下:
CaCO3CaO+CO2↑ 分解反应
CaO+SO2CaSO3 化合反应
2CaSO3+O22CaSO4 化合反应(或氧化还原反应)
SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3,化合反应
再如,机动车辆的尾气排放也同样需要控制,其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因,它比硫氧化物的消除难度大,一般采用CH4、H2等在Pt、Pd等的催化作用下将氮氧化物还原为N2和H2O,其主要化学反应原理和类型如下:
CH4+4NO24NO+CO2+2H2O 氧化还原反应
CH4+4NO2N2+CO2+2H2O 氧化还原反应
2.导致水华、赤潮现象的原因,从农村方面来说,主要是人们的日常生活、水产及禽畜养殖等产生的污水或固体废弃物未经处理排放,化肥的不恰当施用等;从城市方面来说,主要是人们的生活废水及工业生产废水的排放等。
水华、赤潮现象达到一定程度,会使饮用水(淡水)水源受到威胁,水生生物大量减少,生态遭到破坏,水产养殖业更是面临毁灭性打击。
预防水华、赤潮现象的发生,一要少用或不用含氮、磷的洗涤剂,合理施用化肥,适量向水产养殖区投放饲料等;二要对产生的含氮、磷的废水及固体废弃物做科学合理的处理。
3.方案1:CuCuSO4;
方案2:CuCuOCuSO4。
方案1产生SO2污染气体,且H2SO4的利用率低;而方案2无污染气体产生,且H2SO4的利用率高。
评价反馈
1.C 2.C 3.A 4.C
核心素养专练
1.D 2.C 3.B 4.D 5.C
6.(1)CN-+Cl2+2OH-CNO-+2Cl-+H2O
(2)2CNO-+3Cl2+8OH-2CO32−+6Cl-+4H2O+N2
(3)CN-+ClO-CNO-+Cl-
环境
问题
主要污染物
主要危害
温室
效应
CO2
造成全球气候变暖,水位上升,陆地面积减小等
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层
破坏
氟氯代烷、NOx
到达地球表面的紫外线明显增多,给人类健康及生态环境带来多方面危害
光化学
烟雾
碳氢化合物、NOx
刺激人体器官,特别是人的呼吸系统,使人生病,甚至死亡
白色
污染
废弃塑料制品
①在土壤中影响农作物吸收水分和养分,导致农作物减产
②混入生活垃圾中难处理、难回收
③易被动物当作食物吞入,导致动物死亡
赤潮和
水华
废水中含氮、磷元素的营养物质
使水体富营养化,导致水中藻类疯长,消耗水中溶解的氧,使水体变得浑浊、水质恶化
PM2.5
颗粒物
污染空气,形成雾霾天气,增加交通事故,危害人体健康
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
破坏臭氧层
化石燃料的燃烧
B
SO2
温室效应
汽车尾气的排放
C
NO2
光化学烟雾
工厂废气、汽车尾气的排放
D
CO
酸雨
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧