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第八章
复习课件
新人教版 化学 必修第二册
目录
01
02
化学品的合理使用
自然资源的开发和利用
03
环境保护与绿色化学
01
一、自然资源的开发和利用
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一、金属矿物的开发和利用
1.金属冶炼
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
富集法
将金属从其化合物中还原出来的过程，工业上称之为金属的冶炼
定义
冶炼方法
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一、金属矿物的开发和利用
电解法
Na：
Mg:
Al:
2NaCl (熔融) 2Na ＋ Cl2 ↑
电解
MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2 ↑
电解
冰晶石
热还原法
Fe：
Cu:
（高炉炼铁）
（铝热反应）
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
高温
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高温
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
热分解法
Hg：
Ag:
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
加热
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一、金属矿物的开发和利用
2.合理开发和利用金属矿物资源的原因
资源有限且分布不均
金属的冶炼消耗许多能量
金属冶炼造成环境污染
金属腐蚀造成大量损失
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一、金属矿物的开发和利用
3.合理开发和利用金属矿物资源的措施
提高金属矿物的利用率
开发环保高效的金属冶炼方法
防止金属的腐蚀
加强废旧金属的回收和再利用
使用其他材料代替金属材料
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二、海水资源的开发和利用
1.海水水资源的利用
海水淡化
直接利用海水进行冷却循环
蒸馏法
电渗析法
反渗透法
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二、海水资源的开发和利用
2.海水化学资源的利用
海水制氯化钠
海水
引入
盐田
风吹日晒
饱和食盐水
粗盐
提纯
NaCl
可溶性杂质：Ca2+、 Mg2+ 、 SO42-
过滤除去泥沙
BaCl2
除杂试剂：
Na2CO3
NaOH
先加BaCl2，后加Na2CO3
先过滤后再加稀盐酸
蒸发结晶
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二、海水资源的开发和利用
2.海水化学资源的利用
海水制氯化钠
①氯碱工业
通电
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
②制钠和氯气
通电
2NaCl（熔融） 2Na＋Cl2↑
③制盐酸
④制漂白剂(84消毒液)
⑤侯氏制碱
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
点燃
H2＋Cl2 2HCl
NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓
Δ
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O
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二、海水资源的开发和利用
海水
提取
粗盐
苦卤
硫酸酸化
①氯气氧化
含Br2的海水
热空气吹出
含Br2的空气
吸收液
含Br2的水溶液
Cl2
溴蒸气
蒸馏
冷凝分离
液溴
粗溴水
②SO2 吸收
2.海水化学资源的利用
海水提溴
②Br2 ＋ SO2 ＋ 2H2O = 2HBr ＋ H2SO4
①2NaBr ＋ Cl2 = Br2 ＋2NaCl
③2HBr ＋ Cl2 === Br2 ＋ 2HCl
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二、海水资源的开发和利用
贝壳
煅烧
①
CaO
水
②
石灰乳
沉淀池
③
海水
引入
过滤
Mg(OH)2
MgCl2·6H2O
HCl气氛中加热脱水
⑤
MgCl2
Mg+Cl2
电解
⑥
盐酸、浓缩
④
盐酸
Cl2循环利用
2.海水化学资源的利用
海水提镁
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二、海水资源的开发和利用
①
高温
CaCO3 CaO＋CO2↑
CaO＋H2O===Ca(OH)2
②
③ MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋CaCl2
④ Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
⑤
高温
MgCl2·6H2O MgCl2＋6H2O
MgCl2 (熔融) Mg ＋ Cl2 ↑
电解
⑥
2.海水化学资源的利用
海水提镁
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二、海水资源的开发和利用
海带
灼烧
海带
灰
溶解、
过滤
含I-的溶液
残渣
含碘单质的溶液
H2O2/Cl2
含碘单质的有机溶液
萃取分液
单质碘
蒸馏
2H++2I-+H2O2=I2+2H2O
Cl2+2I -=2Cl-+I2
2.海水化学资源的利用
海带提碘
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三、煤、石油和天然气的综合利用
1.煤的综合利用
主要元素 其他元素
C H、O、N、S 等
多种有机物和少量无机物组成的复杂混合物
其氧化物会造成
环境问题
CO2会加剧
温室效应
煤的组成
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三、煤、石油和天然气的综合利用
1.煤的综合利用
煤的干馏
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程
干馏产物 主要成分 主要用途
出炉 煤气 焦炉气 H2、CH4、乙烯、CO 气体燃料、化工原料
粗氨水 NH3、铵盐 氮肥
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、燃料、医药、农药、合成材料
煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料
焦炭 沥青 碳素电极、筑路材料
碳 冶金、燃料、合成氨
煤的焦化
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三、煤、石油和天然气的综合利用
将煤转化为可燃性气体的过程。
工业制水煤气的方法
1.煤的综合利用
煤的气化
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三、煤、石油和天然气的综合利用
1.煤的综合利用
将煤与氢气在一定条件下反应，生成液体燃料。
（1）直接液化
将煤先转化为CO和H2，生成液体燃料，再在催化剂的作用下合成甲醇。
（2）间接液化
煤的液化
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三、煤、石油和天然气的综合利用
2.天然气的综合利用
日常生活中，用作燃料
化工生产中，用于合成氨和生产甲醇
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三、煤、石油和天然气的综合利用
3.石油的综合利用
通过加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。
分馏产物
石油气
汽油、煤油、柴油等
蜡油、润滑油
重油（沥青等）
轻质液体燃料
石油的分馏
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三、煤、石油和天然气的综合利用
为了提高轻质液体燃料的产量和质量，工业上在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。
裂化的主要产物：汽油、煤油、柴油、润滑油等。
石油的裂化
十六烷
辛烷
辛烯
3.石油的综合利用
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三、煤、石油和天然气的综合利用
裂解的主要产物：乙烯、丙烯等。
石油的裂解
3.石油的综合利用
辛烷
丁烷
丁烯
丁烷
乙烷
乙烯
丁烷
甲烷
丙烯
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三、煤、石油和天然气的综合利用
石油的催化重整
在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃
3.石油的综合利用
合成塑料
合成橡胶
合成纤维
以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
人工合成高分子材料
01
二、化学品的合理使用
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一、化肥、农药的合理施用
1.农业生产中常用的化肥
尿素CO(NH2)2 氨水NH3·H2O
氯化铵NH4Cl 碳酸氢铵NH4HCO3
硫酸铵(NH4)2SO4 硝酸铵NH4NO3
氮肥
磷矿粉Ca3(PO4)2
钙镁磷肥Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2的混合物
过磷酸钙Ca(H2PO4)2和CaSO4的混合物
磷肥
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1.农业生产中常用的化肥
钾肥
硫酸钾K2SO4 氯化钾KCl 草木灰K2CO3
硝酸钾KNO3
磷酸二氢铵NH4H2PO4
磷酸氢二铵(NH4)2HPO4
复合肥料
这类肥料含有氮、磷、钾三种元素中两种或全部营养元素。
一、化肥、农药的合理施用
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一、化肥、农药的合理施用
保障农作物增产、减少农作物损失
2.合理施用化肥的重要性
3.不合理施用化肥的危害
过量施用可能导致水体富营养化，产生水华等污染现象
影响土壤酸碱性和土壤结构
4.合理施用化肥考虑因素
土壤酸碱性
作物营养状况
化肥本身性质
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一、化肥、农药的合理施用
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农药
植物
有机合成农药
除虫菊、烟草
波尔多液、石灰硫磺合剂等
有机氯农药
有机磷农药
氨基甲酸酯
拟除虫菊酯类农药
无机物
5.农药的分类
早期使用农药
现阶段使用农药
高
效
、
低
毒
、
低
残
留
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一、化肥、农药的合理施用
6. 不合理施用农药的危害
施用方法不当会造成大气、地表水和地下水的污染
施用方法不当会造成土壤和农作物农药残留超标
一些害虫会产生抗药性
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二、合理用药
药品
天然药物
合成药物
处方药
非处方药
来源
购买使用
凭医生的处方才能从药房或药店获得的药物
不需要凭医生处方，消费者可自行购买和使用的药物，标识为“OTC”
目前大多数药物是合成药物
1. 药品的分类
人参
灵芝
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2. 常见药物
抗酸药
常用药：胃舒平(复方氢氧化铝)、碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等。
治疗胃酸分泌过多
二、合理用药
解热镇痛药
常用药：阿司匹林、阿司匹林肠溶片。
使发热病人的体温降至正常，缓解疼痛。
化学名：乙酰水杨酸
分子式：C9H8O4
结构简式：
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二、合理用药
3. 合理用药应遵循原则及因素
原则
安全、有效、经济、适当等原则
因素
药物方面
剂量、剂型、给药途径及时间等。
机体方面
年龄、性别、症状、心理及遗传等。
4. 滥用药物危害
滥用安眠药或镇静剂、抗生素、兴奋剂对人体产生严重的影响。
吸食毒品对个人和社会带来极大危害
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三、安全使用食品添加剂
提高食品质量
增加食品的品种和方便性，并可开发食品新资源
有利于食品加工，使加工工艺变得容易可行
有利于满足不同人群的特殊需求、并增强食品的个性特征
有利于原材料的综合应用
1.食品添加剂的功能
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三、安全使用食品添加剂
食品添加剂
天然添加剂
化学合成添加剂
来源
按功能
二十多种
酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶姆糖基础剂、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定和凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品工业用加工助剂 。
2.食品添加剂的分类
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三、安全使用食品添加剂
3.着色剂
着色剂
天然色素
合成色素
如苋菜红、柠檬黄、靛蓝等
从植物或微生物中得到
着色力强，稳定性好，成本较低
红曲红、β-胡萝卜素、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色等
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三、安全使用食品添加剂
4.增味剂
味精能增加食品的鲜味，是一种常用的增味剂，味精最早是从海带中发现和提取出来的，现在主要以淀粉为原料通过发酵法生产。
化学名称为谷氨酸钠，一种无色晶体，易溶于水，在人体内参与蛋白质正常代谢，促进氧化过程，对脑神经和肝脏有一定保健作用
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三、安全使用食品添加剂
5.膨松剂
加工馒头、面包和饼干等产品时，加入的一些膨松剂(如碳酸氢铵、碳酸氢钠、酵母粉等)可中和酸并受热分解，产生大量气体，使面团疏松、多孔，生产的食品松软或酥脆，易于消化吸收。实际生产中还会使用由碳酸盐和酸性物质等混合而成的复合膨松剂(泡打粉)。
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三、安全使用食品添加剂
6.凝固剂
为了改善食品的形态，食品加工中还会使用凝固剂等物质。
例如，豆腐是我国具有悠久历史的传统美食，它是利用盐卤(氯化镁、硫酸钙)等物质能使豆浆中的蛋白质聚沉的原理制成的。
葡萄糖酸-δ-内酯是制作豆腐常用的凝固剂。可减少蛋白质流失，并使豆腐的保水率提高
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三、安全使用食品添加剂
7.防腐剂
防止食品腐败变质需要杀灭微生物或者控制其滋生条件
加入食盐、干燥、加热、冷冻、抽真空等方法
有的可能会改变食品原有的味道，有的需要一定的设备才能进行
常见的防腐剂有苯甲酸、苯甲酸钠、亚硝酸钠、山梨酸、山梨酸钾等
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三、安全使用食品添加剂
8.抗氧化剂
有些食品会因在空气中被氧化而变质，需要加入抗氧化剂。
例如，抗坏血酸(即维生素C)能被氧化为脱氢抗坏血酸而发挥抗氧化作用，是水果罐头中常用的抗氧化剂
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三、安全使用食品添加剂
9.营养强化剂
由于人们的年龄阶段(如婴幼儿时期、中老年时期等)、工作环境及地方性营养状况等的特殊要求，需要在食品中加入营养强化剂，以补充必要的营养成分。
例如：碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌
01
三、环境保护与绿色化学
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一、化学与环境保护
主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
1.环境问题
环境监测
对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据
2.环境保护的任务
治理工业三废
(废气、废水、废渣)
寻找源头治理环境污染的生产工艺
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一、化学与环境保护
3.大气污染物来源及次生污染物的形成
工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。
4.固体废弃物的处理
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一、化学与环境保护
(无机物, 重金属盐类,营养物有机物, 洗涤剂, 石油)
5.水污染的处理
水污染：来自工农业废水、生活废水
②化学法：中和法、氧化还原法和沉淀法等。
污水的处理方法：
物理法、化学法和生物法等
①物理法：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
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二、绿色化学
也称环境友好化学，其核心思想就是改变“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。
1.绿色化学
2.原子经济性反应
原子利用率＝ ×100%
期望产物的总质量
生成物的总质量
最理想的“原子经济性反应”要求反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率可达100%
THANKS
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第八章 化学与可持续发展
【知识网络】
第一节 自然资源的利用与开发
【知识清单】
金属矿物的开发利用
1.金属元素在自然界中存在的形态
（1）极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。
（2）绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界。
（3）在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁。
2.金属冶炼原理与实质
（1）原理：金属从化合物中还原出来。
（2）实质：化合物中金属得到电子被还原生成金属单质。
3.冶炼方法
4.合理开发和利用金属矿物资源的原因
（1）资源有限且分布不均
（2）金属的冶炼消耗许多能量
（3）金属冶炼造成环境污染
（4）金属腐蚀造成大量损失
5.合理开发和利用金属矿物资源的措施
（1）提高金属矿物的利用率
（2）开发环保高效的金属冶炼方法
（3）防止金属腐蚀
（4）加强金属资源的回收和再利用
（5）使用其他材料代替金属材料
二、海水资源的开发利用
1.海水水资源的利用
（1）海水淡化
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。
（2）直接利用海水进行循环冷却
2.海水的化学资源利用
（1）海水制盐
（2）海水提溴
①Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；
②Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。
（3）海水提镁
（3）海带提碘
三、煤、石油和天然气的综合利用
1.煤的综合利用
2.天然气的综合利用
3.石油的综合利用
4.以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
（1）三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维，这三大合成材料，是以煤、石油和天然气为原料生产的。
（2）随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物对人类社会造成巨大的环境压力。
第二节 化学品的合理使用
【知识清单】
一、合理使用化肥
1．农业生产中常用的化肥
(1)氮肥
尿素CO(NH2)2 氨水NH3·H2O 氯化铵NH4Cl
碳酸氢铵NH4HCO3 硫酸铵(NH4)2SO4 硝酸铵NH4NO3
(2)磷肥
磷矿粉Ca3(PO4)2 钙镁磷肥Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2的混合物
过磷酸钙Ca(H2PO4)2和CaSO4的混合物
(3)钾肥
硫酸钾K2SO4 氯化钾KCl 草木灰K2CO3
(4)复合肥料
这类肥料含有氮、磷、钾三种元素中两种或全部营养元素。
硝酸钾KNO3 磷酸二氢铵NH4H2PO4 磷酸氢二铵(NH4)2HPO4
2.合理施用化肥的重要性
保障农作物增产、减少农作物损失
3.不合理施用化肥的危害
（1）过量施用可能导致水体富营养化，产生水华等污染现象
（2）影响土壤酸碱性和土壤结构
4.合理施用化肥考虑因素
（1）土壤酸碱性 （2）作物营养状况 （3）化肥本身性质
5.农药的分类
6.不合理施用农药的危害
（1）施用方法不当会造成大气、地表水和地下水的污染
（2）施用方法不当会造成土壤和农作物农药残留超标
（3）一些害虫会产生抗药性
二、合理用药
1.药品的分类
2.药物的作用机理
（1）有的药物是通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效，如抗酸药。
（2）更多药物是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.常见药物
（1）抗酸药
治疗胃酸分泌过多
常用药：胃舒平(复方氢氧化铝)、碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁等。
（2）解热镇痛药
使发热病人的体温降至正常，缓解疼痛。
常用药：阿司匹林、阿司匹林肠溶片。
化学名称：乙酰水杨酸
以水杨酸为原料制取阿司匹林的化学方程式为：
4.合理用药应遵循原则及因素
安全、有效、经济、适当等原则
药物方面：剂量、剂型、给药途径及时间等。
机体方面：年龄、性别、症状、心理及遗传等。
4.滥用药物危害
（1）滥用安眠药或镇静剂、抗生素、兴奋剂对人体产生严重的影响。
（2）吸食毒品对个人和社会带来极大危害
三、安全使用食品添加剂
1.食品添加剂
是指为改善食品品质和色、香、味，以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。
2.食品添加剂的类别
（1）着色剂、增味剂
①着色剂：包括天然色素(如红曲红、β 胡萝卜素、姜黄等)和合成色素(如苋菜红、柠檬黄、靛蓝等)。
②增味剂：增加食品的鲜味，如味精(化学名称为谷氨酸钠)。
（2）膨松剂、凝固剂
①膨松剂：使食品松软或酥脆(如NH4HCO3、NaHCO3)。
②凝固剂：改善食品的形态。如制作豆腐的盐卤。
（3）防腐剂、抗氧化剂
①防腐剂：防止食品腐败变质，杀灭微生物或者控制其滋生条件。如采用加入食盐、干燥、加热、冷冻、抽真空等方法；常见的防腐剂有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等。
②抗氧化剂：防止食品在空气中被氧化而变质，如抗坏血酸 (即维生素C)。
（4）营养强化剂：由于人们的年龄阶段(如婴幼儿时期、中老年时期等)、工作环境及地方性营养状况等的特殊要求，需要在食品中加入营养强化剂，以补充必要的营养成分。如在食盐中添加碘酸钾，在奶粉中添加维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等。
第三节 环境保护与绿色化学
【知识清单】
一、化学与环境保护
1.环境问题
主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
2.环境保护的任务
(1)环境监测
对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据。
(2)治理工业三废(废水、废气、废渣)。
(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺
3.大气污染物来源及次生污染物的形成
4.固体废弃物的处理
工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，
达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的
5.水污染的处理
（1）水污染：来自工农业废水、生活废水
（无机物, 重金属盐类,营养物有机物, 洗涤剂, 石油）
（2）常用的污水处理方法:物理法、化学法和生物法等。
物理法：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
化学法：中和法、氧化还原法和沉淀法等。
（3）污水处理的流程
①一级处理：通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。
②二级处理：采用生物方法(又称微生物法)及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。
③三级处理：主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，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。
二、绿色化学
1.绿色化学
也称环境友好化学，其核心思想就是改变“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。
2原子经济性反应
按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。
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