環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)-講義

高中化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

【8.3環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)】【學(xué)習(xí)要點(diǎn)】

環(huán)境保護(hù)

綠色化學(xué)

【知識梳理】

1.化學(xué)與環(huán)境保護(hù)大氣污染物的處理①大氣污染物的來源：主要來自化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物。這些污染物在太陽輻射等因素作用下，經(jīng)過復(fù)雜變化形成次生污染物，在一定的天氣條件下會(huì)造成酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧等污染現(xiàn)象。②大氣污染物的處理：工業(yè)廢氣凈化后才能排放；實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的SO2可用NaOH溶液、氨水等吸收，氮氧化物用NaOH溶液吸收等。污水的處理污水的處理辦法很多，常用的有物理法、化學(xué)法和生物法等。例如，加入硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁等混凝劑，可使污水中的細(xì)小懸浮物等聚集成較大的顆粒，然后經(jīng)沉淀、過濾除去。對其他溶解在水中的污染物，則要根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)采用中和法、氧化還原法和沉淀法等進(jìn)行處理。①形成“水華”的主要原因是含有大量氮和磷的廢水、污水進(jìn)入水體，使藻類大量繁殖，從而引起水質(zhì)惡化。②“水華”是淡水水體中藻類大量繁殖的現(xiàn)象，是水體富營養(yǎng)化的一種表現(xiàn)。海水中出現(xiàn)這種現(xiàn)象稱作“赤潮”。固體廢物的處理工業(yè)廢渣和生活垃圾等固體廢物的處理應(yīng)遵循無害化、減量化和資源化的原則，達(dá)到減少環(huán)境污染和資源回收利用這兩個(gè)重要目的。2.綠色化學(xué)核心思想：就是改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用化學(xué)原理和技術(shù)手段，減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應(yīng)用中涉及的有害化學(xué)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。特別提醒：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)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時(shí)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100%3.開發(fā)和利用自然資源遵循的原則開發(fā)和利用自然資源，必須遵循減量化、再利用和再循環(huán)的原則，踐行綠色發(fā)展理念，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

【典例分析】

例1.生活習(xí)慣好，幸福一輩子！為什么吸煙有害于健康？

【答案】香煙煙氣中含有一氧化碳、尼古丁、含苯并芘、二噁英等致癌物的焦油，吸煙，是一種能導(dǎo)致多種慢性、致死性疾病的不良行為．煙霧中的有害物質(zhì)，可在幾年和幾十年里緩慢破壞肌體組織，引起支氣管炎、肺氣腫、心腦血管病和肺癌等疾病，致千百萬人喪生．吸煙不僅危害吸煙者本人，而且還秧及其周圍的人．【解析】解：香煙煙氣中含有一氧化碳、尼古丁、含苯并芘、二噁英等致癌物的焦油，吸煙，是一種能導(dǎo)致多種慢性、致死性疾病的不良行為．煙霧中的有害物質(zhì)，可在幾年和幾十年里緩慢破壞肌體組織，引起支氣管炎、肺氣腫、心腦血管病和肺癌等疾病，致千百萬人喪生．吸煙不僅危害吸煙者本人，而且還秧及其周圍的人，例2.我們的生活離不開化學(xué)?；瘜W(xué)物質(zhì)在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。（1）明礬是常用的一種凈水劑，用離子方程式和相應(yīng)的文字?jǐn)⑹鼋忉屍鋬羲脑恚篲_______。（2）化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時(shí)發(fā)生如下分解反應(yīng)：2Mg5Al3(OH)19(H2O)4Δ__27H2O＋10MgO＋3Al2寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)：________、________。（3）焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是一種常見的食品抗氧化劑，焦亞硫酸鈉中硫元素的化合價(jià)為________。（4）銨鹽是重要的化肥，NH4Cl溶液中離子濃度大小順序是________。（5）NaHCO3可以中和胃酸又是常用的食品添加劑，室溫下pH＝8的NaHCO3溶液中水電離出的OH－濃度為________?！敬鸢浮浚?）Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+，水解生成的Al(OH)3具有強(qiáng)的吸附作用

（2）反應(yīng)吸熱降低溫度；固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣（任寫2條）

（3）+4

（4）c(Cl－)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH－)

（5）1×10－【解析】(1)明礬溶于水后，Al3+水解生成氫氧化鋁膠體，具有較大的表面積，能吸附水中的懸浮顆粒物并使之沉降，其凈水的原理：Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+，水解生成的Al(OH)3具有強(qiáng)的吸附作用。答案為：Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+，水解生成的Al(OH)3具有強(qiáng)的吸附作用；(2)由Mg5Al3(OH)19(H2O)4分解反應(yīng)方程式可以看出，產(chǎn)物中的MgO、Al2O3具有阻燃作用，H2O具有稀釋作用，該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)：反應(yīng)吸熱降低溫度、固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣（任寫2條）。答案為：反應(yīng)吸熱降低溫度；固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣（任寫2條）；(3)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)中，Na顯+1價(jià)，O顯-2價(jià)，則硫元素的化合價(jià)為+4。答案為：+4；(4)NH4Cl溶液中，NH4+發(fā)生水解使其濃度減小，且生成H+，使溶液顯酸性，離子濃度大小順序是c(Cl－)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH－)。答案為：c(Cl－)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH－)；(5)室溫下pH＝8的NaHCO3溶液中，因HCO3-發(fā)生水解，從而促進(jìn)水的電離，使溶液顯堿性，則水電離出的OH－濃度為10-1410-8mol/L=1×

【能力提升】

1.化學(xué)與生產(chǎn)、生活、環(huán)境等社會(huì)實(shí)際密切相關(guān)。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.

SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的氣體

B.

75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同

C.

納米鐵粉通過物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子

D.

汽車尾氣中含有的氮氧化物，會(huì)加劇酸雨的形成2.下列說法正確的是（

）A.

PM2.5是指粒徑大于2.5μm的可吸入懸浮顆粒物

B.

光纖的主要成分是晶體硅

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.下列相關(guān)說法正確的是（

）A.

汽車尾氣中含有的氮氧化物，是汽油不完全燃燒造成的

B.

棉花、人造絲、蠶絲的主要成分都屬于蛋白質(zhì)

C.

用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收水果中的乙烯，可以實(shí)現(xiàn)水果保鮮的目的

D.

食用植物油的主要成分是不飽和高級脂肪酸甘油酯，屬于高分子化合物4.化學(xué)知識無處不在。對下列現(xiàn)象或事實(shí)的解釋正確的是（

）現(xiàn)象或事實(shí)解釋AAl(OH)3用作塑料的阻燃劑Al(OH)3受熱熔化放出大量的熱BK2FeO4用于自來水的消毒和凈化K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，被還原后生成的Fe3+水解生成膠狀物，可以軟化硬水C《夢溪筆談》對古劍記載：“古人以劑鋼為刃，柔鐵為莖干，不爾則多斷折”劑鋼指的是鐵合金，其硬度比純鐵的大，熔點(diǎn)比純鐵的高D《望廬山瀑布》：“日照香爐生紫煙”膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)A.

A

B.

B

C.

C

D.

D5.綠色能源是指使用過程中不排放或排放極少污染物的能源。下列能源不屬于綠色能源的是(

)A.

太陽能

B.

煤炭

C.

氫能

D.

地?zé)崮?/p>

【參考答案】

1.【答案】D【解析】A.二氧化碳是形成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，故A不符合題意B.75%酒精可使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，“84”消毒液消毒的原理是利用其氧化性，故B不符合題意C.納米鐵粉，屬于膠體，具有吸附性，故C不符合題意D.汽車尾氣中的氮氧化物，可形成硝酸型酸雨，故D項(xiàng)符合題意故答案為：D2.【答案】D【解析】A．PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，它能較長時(shí)間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重，A不符合題意；

B．光纖的主要成分是二氧化硅，B不符合題意；

C．加入氧化鈣可與煤燃燒生成的二氧化硫在氧氣中發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈣，二氧化硫排放量減少，但在高溫下反應(yīng)生成二氧化碳，燃煤中加入CaO后可減少酸雨的發(fā)生，但不能減少溫室氣體的排放量，C不符合題意；

D．天然氣（CNG）主要成分是甲烷，液化石油氣（LPG）的成分是丙烷、丁烷等，這些碳?xì)浠衔锿耆紵啥趸己退?，則這兩類燃料是清潔燃料，D符合題意；

故答案為：D。

3.【答案】C【解析】A．汽油不完全燃燒生成CO，尾氣中的氮氧化物是在氣缸中放電條件下氮?dú)夂脱鯕猱a(chǎn)生的，A不符合題意；

B．人造絲是一種絲質(zhì)的人造纖維，棉花的成分是纖維素，蠶絲的主要成分屬于蛋白質(zhì)，B不符合題意；

C．乙烯是植物生長調(diào)節(jié)劑，高錳酸鉀溶液能氧化乙烯，所以用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收水果中的乙烯，可以實(shí)現(xiàn)水果保鮮的目的，C符合題意；

D．食用植物油的主要成分是不飽和高級脂肪酸甘油酯，不飽和高級脂肪酸甘油酯的相對分子質(zhì)量較小，不是高分子化合物，D不符合題意；

故答案為：C。

4.【答案】D【解析】A.氫氧化鋁受熱熔化和分解會(huì)吸收大量的熱量，常用作塑料的阻燃劑，A不符合題意；

B.K2FeO4具有強(qiáng)氧化性，能起自來水的消毒作用，被還原后生成的Fe3+水解生成膠狀物，能吸附水中懸浮雜質(zhì)，達(dá)到凈水的作用，不能軟化硬水，B不符合題意；

C.合金的硬度比各組分都大，熔點(diǎn)比各組分都低，則劑鋼硬度比純鐵的大，