淮安中学08届高一化学(2)第四章《化学与可持续发展》教学案
【课 题】 第四章 化学与可持续发展
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第1课时
【课标要求】
1.以金属矿物的开发和利用为例,认识化学方法在实现物质间转化中的作用,体会保护金属资源的重要性。
2.掌握金属冶炼的原理和方法
3.了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。
通过学习自然资源的合理开发与利用,培养环保意识和节约意识。
【教学重点、难点】
了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用.
在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法.
【教学过程设计】
[新课导入]
[提出问题]
(1)金属在自然界中存在的形态?
(2) 金属的冶炼有哪些方法?
[知识点讲解]
一、金属的冶炼
(1)热分解法
对于不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,
2HgO=2Hg+O2↑
Ag2O=
(2)热还原法
在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,例如:
Fe2O3+CO WO3+H2
(湿法炼铜)Fe+CuSO4= Fe2O3+Al
【演示实验】课本P81实验4-1
注意事项:实验时要注意安全,反应装置应远离易燃物;铝粉要细,最好用铝银粉(商业名称);预先擦去镁带的氧化膜,长度约需10 cm(过短热量不够,影响实验效果。
现象:
结论:
铝热反应的特点:
应用:①焊接钢轨②冶炼高熔点金属
(3)电解法
活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属,例如:
NaCl(熔融) 4NaOH(熔融) 4Na+O2+2H2O
MgCl2(熔融) Al2O3
[思考] 工业上制备金属铝,采用电解熔融的Al2O3(加冰晶石时)而不电解熔融的AlCl3;工业上制备金属镁,则采用电解熔融的MgCl2,而不电解MgO的原因?
一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼,例如:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
(4)有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来,例如: 火法炼铜
[归纳小结]
结论:金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag
例题:冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法,②水煤气(或H2或CO)法,③活泼金属置换法,④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石法炼铜,(Ⅱ)湿法炼铜,现代有(Ⅲ)铝热法炼铬,(Ⅳ)从光卤石(KCl MgCl2 6H2O)中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是( )
A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用②
C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④
【思考】
(1)为什么人类使用铁器比使用铜器晚?
(2)金属冶炼有哪些步骤?
(3)地球上的金属矿物资源是有限的,如何合理开发和有效使用金属资源?
[思考与交流]
在海底发现的大量多金属结核矿是人类重要的金属资源,思考目前开发这些海底金属资源可能遇到的主要问题是什么?
回收旧钢铁、铝制品等在节约能源、保护环境、降低成本等方面的意义。
【课时作业】 班级 姓名 学号
1.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是( )
A、Fe B、Cu C、Ag D、Hg
2.在冶金工业上,均不能用化学还原剂制得的一组金属是( )
A、Na Mg Al B、Na K Zn Fe
C、Zn Fe Cu Ag D、Mg Al Zn Fe
3.下列冶炼方法中,可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是( )
A、加热Al2O3 B、加热CaCO3
C、电解熔融NaCl D、氯化钠与铝粉高温共热
4.铝能用于冶炼难熔的金属(如:钒、铬、锰等),这是因为铝具有什么性质 ( )
A、金属性和非金属性 B、导电性
C、熔点低 D、还原性,在冶炼反应中放出大量热
5.下列金属冶炼的反应原理,错误的是 ( )
A、2NaCl(熔融) 2 Na+Cl2↑ B、MgO+H2 Mg+H2O
C、Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 D、2HgO2Hg+O2↑
6..石灰在工农业生产和建筑业上有着重要用途。用于生产石灰的主要原料是石灰石(用①表示),在石灰窑中加热焙烧石灰石得到生石灰(用②表示),并放出气体(用③表示)。生石灰在建筑业上主要用黏合剂,一般先使它“熟化”变成熟石灰(用④表示,熟石灰与砂子混合成灰泥用于砌筑砖墙。经过一段时间后,灰泥中的熟石灰变成另一固体物质(用⑤表示)。用下列化学式表示的五种物质都正确的是( )。
A、①Ca(OH)2,②CaO,③SO3,④CaSO4,⑤CaSO4
B、①CaO,②Ca(OH)2,③CO,④CaCO3⑤CaSiO3
C、①CaCO3,②CaO,③CO2,④Ca(OH)2,⑤CaCO3
D、①CaCO3,②CaO,③SO2,④CaSiO3,⑤Ca(OH)2
*7.要检验市售的金制首饰是否用纯金制成,方法之一是将饰品浸入某溶液中,过一段时间取出后称量,质量是否变化即作出判断,该溶液是( )。
A、盐酸 B、硫酸 C、硝酸 D、王水
*8. 粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验:
①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;
②另取20g A全部溶于0.15L 6.0mol/L盐酸中,得溶液C;
③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12L(标准状况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;
④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。
请填空:(1)①引发铝热反应的实验操作是_______________,产物中单质B是 _______________
(2)②中所发生的各反应的化学方程式________________________、
_____________________________________________
(3)③中所发生的各反应的离子方程式___________________________、
____________________________________
(4)若溶液D的体积仍视为0.15L,则该溶液中c(Mg2+)为____________, c(Fe2+)为____________,
9. 工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3)生产铝的过程,可用简单示意图表示如下(图中字母代表有关物质的分子式)
写出①~④反应的方程式。
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第2课时
海洋约占地球表面积的71%,具有十分巨大的开发潜力。仅以海水为例,海水水资源的利用和海水化学资源的利用是非常广阔的前景。
海洋水资源:海水中水的储量约为1.3×109亿吨,约占全球总水量的97%。海水中水资源的利用主要包括___________和_______________。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去,都可以达到淡化海水的目的。
海水淡化的方法主要有__________________________________等。
[例题]镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。主要步骤如下:
(1)为了使MgCl2转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用 _________,要使MgCl2完全转化为沉淀,加入试剂①的量应 ________________,验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2的方法是__________________________________ 。
(2)加入试剂①,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 ________ 。
(3)试剂②可以选用______________________________________ 。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,写出该反应的化学方程式 __________
【科学探究】
将Br - 转变为Br2是海水提溴中关键的化学反应(资料卡片),设计一个实验方案模拟这一生产过程,写出相关反应的化学方程式。
【演示实验】课本P83实验4-2
①反应原理:海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。
用H2O2做氧化剂,反应的离子方程式是:_____________________
【问题讨论】海水提溴只要原理符合即可;I-检验,很多氧化剂都可以氧化I-,用H2O2有什么好处?
②提取流程
③实验注意事项
海带不要用水洗,以免洗去海带中的碘;用干海带从而易于燃烧;灼烧海带的地方要注意通风。
[归纳小结]
二、海水资源的开发利用
(1)从海水中提取淡水——海水淡化
海水淡化的方法主要有蒸馏法,电渗析法,离子交换法等.
(2)海水制盐
(3)从海水中提取镁,钾,溴,碘等化工产品
(4)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料
(5)从海水中获取其他物质和能量
【课时作业】 班级 姓名 学号
1、水是非常重要的资源,下列关于水的说法错误的是( )
A、蒸馏法是海水淡化的方法之一
B、淡水的密度小于海水的密度
C、融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少
D、0℃以上,温度越高,水的密度越小
★2、为了证明氯酸钾晶体中含氯元素,选用给出的试剂和操作,其操作顺序正确的是 ( )
①滴加AgNO3溶液②加水溶解③过滤、取滤液④与二氧化锰混合加热⑤加稀HNO3 ⑥与浓盐酸反应 ⑦加NaOH溶液加热 ⑧用淀粉碘化钾
A、⑥⑦①⑤ B、⑥⑧ C、④②③①⑤ D、②①⑤
3、由于“智力工程”的推进,“碘盐”已经开始进入千家万户。下列关于“碘盐”的叙述中正确的是( )
A、“碘盐”宜密封保存 B、“碘盐”就是“I2+NaCl”
C、“碘盐”就是NaI D、使用“碘盐”时以高温煎炒
4、医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食海带,这是由于海带含有较丰富的( )
A、碘元素 B、铁元素 C、钾元素 D、锌元素
★5、从海藻灰中提取碘的方法是:往海藻灰浸取液中通入氯气后用升华方法将置换出来的碘提纯。但向浸取液中通入氯气时会生成少量性质类似于Cl2的I Cl和I Br。为了消除这两种杂质,使其中的碘完全游离出来,需要加入适量的( )
A、CaO B、KI C、H2O D、酒精
6、从海水中提取下列物质,可以不涉及化学变化的是 ( )
A、Mg B、NaCl C、Br2 D、K
7、马利亚纳海沟是世界上最深的海沟,深11km,科学家进行考察时发现海沟深处有鱼虾,却没有绿色植物其原因是( )
A、没有阳光 B、温度太低
C、压强太大 D、缺少CO2和O2
8、检验溶液中是否含I-,可以加入试剂 ( )
A、只有AgNO3溶液 B、用AgNO3溶液和稀硝酸
C、用溴水和CCl4 D、用溴水和酒精
9、下列哪种试剂加入到含有Br-的溶液中,可以将Br-氧化为Br2( )
A、I2 B、I- C、Cl2 D、 Cl-
10、按下述实验过程填空:
写出上述反应的化学方程式:
① ;
② ;
③ 。
11、海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用试剂为:A、 盐酸;B 、BaCl2溶液;C、 NaOH溶液;D、 Na2CO3溶液。加入试剂的顺序是___________________________
(2)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;
溶解时:______________________________________ 。
过滤时:________________________________________________。
蒸发时:_______________________________________________。
(3)以上提取镁的全过程中,没有涉及的化学反应类型是 ( )
A、分解反应 B、化合反应 C、置换反应 D、复分解反应
(4)由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时,MgCl2·6H2O晶体在 ___________气氛中加热脱水,该气体的作用是 __________________
第二节 化学与资源综合利用、环境保护
【课标要求】
1.了解煤、石油、天然气作为能源及化工原料的综合利用。
2.掌握煤的干馏、液化、气化的原理及利用。
3.掌握石油的裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用。
4.了解环境污染及其治理、绿色化学的含义。
5.认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。
【教学重难点】
本节教学重点:煤的干馏、液化、气化的原理及利用,石油的裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用,环境污染及其治理、绿色化学的含义。
本节教学难点:石油裂化的原理
【教学过程】
第一课时 煤、石油和天然气的综合利用
迄今为止,煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用,提高利用率,减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,是人类面临的重大挑战。
[提出问题]
1、煤的组成元素及如何综合利用?
[归纳小结]
一、煤的组成及其综合利用
煤的组成
_____________________________________
2.煤的综合利用
(1)煤的干馏
煤的干馏实验装置如图:
煤干馏的主要产品和用途:
[课堂练习]
1、煤在干馏时得到气态产物是( )
A.天然气 B.水煤气 C.焦炉气 D.高炉煤气
2、 下列变化属于物理变化的是( )
A. 煤的干馏 B. 裂解
C.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等
D.古代植物变质成煤
(2)煤的气化
将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程,主要反应为:
这是一个吸热反应,所需热量一般都由同时进行的碳的燃烧反应来提供。
利用焦炉煤气还是目前最便宜的生产煤气的方法。
(3)煤的液化
煤的直接液化:
煤的间接液化:
2、天然气的组成及如何综合利用?
3、石油的组成及如何综合利用?
[归纳小结]
三、石油的组成及其综合利用
1、石油性质和成分:
组成元素:___元素为主,占97~98%,还含少量S、N、O等元素。
组成物质:主要是由各种烃组成的混和物,大多数是液态烃,同时溶有气态烃和固态烃(故___固定的熔沸点)。
[练习] 确定汽油为混合物的一种方法是( )
A、闻其气味 B、将它燃烧 C、测量密度 D、测量沸点
2、炼制:
蒸馏:通过加热、冷凝,把液态混和物中____的成分先分离出来的操作。
⑴分馏:根据液态混和物中各成分___的不同,通过多次加热、冷凝,把它们分成____不同的蒸馏产物。故分馏又叫多次蒸馏。分馏产物叫馏分。 (它属__________物)。
实验室分馏装置:
温度计水银球放在_____________ 处;加几粒_____________,以防_____________。冷凝水流向是__________由_____________。
[思考]:1、实验室中制取乙烯、硝基苯的温度计水银球在什么位置?
2、石油的减压分馏的目的是什么?
3、干馏、分馏和蒸馏的区别:
⑵裂化:在一定条件下,把_____的烃断裂为 ____________的烃的过程。
反应式:____________________ ___________________________
____________________ ___________________________
[例题]: C8 H18 在一定条件下受热裂化可生成CH4 、C2 H6 、C2 H4 、C3 H6 、 C4 H8 五者的混和气体,此混合气体的平均分子量为( )
A. 14 B. 57 C. 38 D. 无定值
⑶裂解:采用比裂化更高的温度,把石油产品中具有____的烃断裂成____和少量____。
3.其它的石油加工
石油经过催化重整,可以使链状烃转化为环状烃,获得苯、甲苯等重要化工基本原料。
4.聚合反应和高分子化合物
【课时作业】 班级________姓名 ________学号 ___________
1、 地球大气中因二氧化碳含量增加而引起“温室效应”,下面关于大气中二氧化碳增加的主要来源的说法中,最不合理的一种是( )
A.人和动物呼出的二氧化碳 B.石油产品大量燃烧
C.森林大面积缩小,吸收二氧化碳的能力减少 D.煤的燃烧
2、下列物质属于纯净物的是( )
①酒精②天然气③煤焦油④甲醇⑤煤⑥石油⑦冰醋酸⑧工业酒精⑨焦炉气⑩汽车废气
A.①③④⑨ B.②⑤⑦⑧ C.①②④⑦⑨ D.①④⑦
3、丁烷裂解时可有两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%,又知裂解生成的两种烯烃的质量相等,那么裂解后所得到的混合气体中,分子量最小的气体占有的体积为分数为( )
A.19% B.25% C.36% D.40%
**4、中学化学实验中常见的温度计使用有如下三种情形:①温度计的液泡浸没在液体反应物液面以下并接近容器的底部;②温度计的液泡置于水浴中;③温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管处。下列实验使用温度计正确的是( )。
(A)苯的硝化反应① (B)酒精和浓硫酸混合加热制乙烯①
(C)测定硝酸钾在水中的溶解度③ (D)分离苯和硝基苯的混合物②
5、关于石油的组成的叙述中,正确的是( )
A、石油一些不饱和烃的混合物 B、石油是各种烷烃和烯烃的混合物
C、石油是各种饱和烃的混合物 D、石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物
6、可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是( )
A、乙醇 B、溴的四氯化碳溶液 C、NaOH溶液 D、盐酸
7、在人们的印象中,塑料是常见的绝缘材料,但2000年3名诺贝尔化学奖得主的研究成果表明,塑料经改造后能像金属一样具有导电性。要使塑料聚合物导电,其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合(再经掺杂处理)。目前导电聚合物已成为物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析,下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是 ( )
8、汽油燃烧产生的汽车尾气中,所含的大气污染物主要是
A、碳的氧化物 B、硫的氧化物 C、氮的氧化物 D、磷的氧化物
9、聚四氟乙烯塑料在耐热性和化学稳定性上都超过了其他塑料,号称“塑料王”。聚四氟乙烯塑料在工业上有广泛的用途,其合成路线如下图所示:
氯仿 二氟一氯甲烷 四氟乙烯 聚四氟乙烯
A B C D
(1)在上图方框中填入合适的有机物的结构简式。
(2)写出下列反应的化学方程式:
BC:
CD:
10、由于我国煤的储藏比石油和天然气相对较为丰富,所以迄今能源消费仍
以煤为主。将原煤作为燃料燃烧,既严重污染环境,又效率不高,国家大力提倡煤
的综合利用。例如在内蒙鄂尔多斯等地建设煤液化项目便是实施“煤变油”战略的
重要内容,其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气(CO和H2),再催化合成甲醇
或烃类等液态能源。
(1)用CO和H2合成甲醇的化学方程式是: 。
(2)用CO和H2合成烃(CnHm)的化学方程式是: 。
(3)气化和液化的优点是 。
第二课时 环境保护与绿色化学
前言:通常所说的环境问题,主要是指由于人类不合理的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。
一、环境污染的分类
1.按环境要素分:______、______、______;
2.按人类活动分:_______、______、______;
3.按造成污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声、放射性、热、电磁波等)、固体废物污染、能源污染
二、介绍几类环境污染及其防治
三、化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面:
1.对环境情况进行监测:对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。
2.治理三废:对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理,减少环境污染,实现资源的回收利用。
3.寻找源头治理环境污染的生产工艺,实施清洁生产——绿色化学
[例题1]绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中,原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行):( )
A +C2H 5Cl→+HCl
B +C2H 5OH→+H2O
C +CH2=CH2→
D →+HBr; +H2→
[思考与交流]
1、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法?哪种最好?
2、回收利用废旧合成材料主要有哪些途径?
3、合成材料的生产和使用与环境保护、协调发展是一个社会问题,很多具体问题就现实地摆在我们面前,例如,是限制使用聚苯乙烯快餐盒,还是回收利用?
[例题2]为了降低硫氧化物造成的污染,一种方法是在含硫燃料(如煤)中加入生石灰,这种方法称作“钙基固硫”.采用这种方法“固硫”的反应为( )
A.2CaO+2S==2CaS+O2
B.S+O2===SO2
C.CaO+SO2===CaSO3
D.2CaSO3+O2===2CaSO4
【课时作业】 班级________姓名 ________学号 ___________
1、工、农业及城市生活污水中含磷,家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠),对于处理污水时要不要除去磷,下列说法中正确的是( )
A.磷是生物的营养元素,不必除去
B.含磷的污水是很好的肥料,不必除去
C.含磷污水引起藻类增殖,使水变质,必须除去
D.磷对人无毒,除去与否都无关紧要
2、“绿色商品”是对环境无污染的商品,下列商品不能称为“绿色商品”的是:( )
A.无铅汽油 B.无磷洗涤剂
C.无氟冰箱 D.无碘食盐
3、发展绿色食品,提高人类生存质量,绿色食品是指: ( )
A.绿颜色的营养食品 B.有叶绿素的营养食品
C.经济附加值高的营养食品 D.安全、无公害的营养食品
4、“绿色化学”是人们最近提出的一个新概念,主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的负作用,下列化学反应符合绿色化学概念的是:( )
A.制CuSO4: Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O
B.制CuSO4: 2Cu+O2=====2CuO CuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2O
C.制Cu(NO3)2: 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
D.制Cu(NO3)2: Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
5、大气或饮用水被污染时,可能引起人的牙齿骨骼变酥,引起这一污染的元素是( )。
A.碘 B.氟 C.氯 D.硫
6、导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是( )。
A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧空洞 D.温室效应
7、近年来,建筑装潢装饰材料进入家庭,调进发现,经过装修的居室以中由装潢装饰材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高,影响健康。这些污染物中最常见的是( )。
A.CO B.SO2 C.甲醛、甲苯等有机物 D.臭氧
8、人们把仪器分为绿色食品、蓝色食品、白色食品等。绿色植物通过光合作用转化的食品叫绿色食品,海洋提供的食品叫蓝色食品,通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下面属于白色食品的是( )。
A.食醋 B.面粉 C.海带 D.菜油
9、特大洪水过后,受灾地区的水源常被严重污染。下列物质中,能对被污染的饮用水起消毒消菌作用的是( )。
A.生石灰 B.漂白粉 C.明矾 D.绿矾
10、由于人类向大气中排放有毒气体,形成南极臭氧层空洞,下列气体中,形成南极臭氧层空洞的罪魁是( )。
A.Cl2 B.HCl C.NO2 D.CCl2F2
11、我国城市环境中的大气污染物主要是( )。
A.CO2、Cl2、N2、酸雨 B.SO2、NO2、CO、可吸入颗粒物
C.NH3、CO2、NO2、雾 D.HCl、SO2、N2、可吸入颗粒物
12、甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万的高分子单体,旧法合成的反应是:( )
(CH3)2CO+HCN→(CH3)2C(OH)CN
(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4
20世纪90年代新法的反应是:
CH3C≡CH+CO+CH3OH→CH2=C(CH3)COOCH3与旧法比较,新法的优点是
A.原料无爆炸危险 B.原料都是无毒物质
C.没有副产物,原料利用率高 D.对设备腐蚀性较小
13、根据以下叙述,回答下列问题:
某化工厂按如下步骤进行生产:①以煤为燃料煅烧石灰石;②用饱和碳酸钠溶液充分吸收步骤①中产生的二氧化碳;③使步骤①中产生的氧化钙跟水反应;④消石灰跟碳酸钠反应。
(1)该厂生产过程中涉及的物质有:①石灰石;②纯碱;③小苏打;④烧碱;⑤二氧化碳; ⑥消石灰。下列叙述正确的是: ( )
A.起始原料是①② B.起始原料是②⑤
C.最终产品是④⑤ D.最终产品是③④
(2)该厂生产过程的优点可能有:①排放的气体对大气无污染;②生产过程中的部分产品可作为起始原料使用;③无高温作业。其中正确的是: ( )
A.只有① B.只有② C.①和③ D.②和③
(3)生产过程中没有涉及的化学反应类型是: ( )
A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.复分解反应
7、某河道两旁有甲、乙两家工厂,它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、 NO3-六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含有的三种离子是_________________。
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量___________(选填:活性炭、硫酸亚铁、铁粉)可以回收其中的金属______________(填写元素符号)。
(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的________(填写离子符号)转化为沉淀,经过滤后的废水主要含有________,可用来浇灌农田。
8、 20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列各项属于“绿色化学”的是( )A.处理废弃物 B.治理污染点 C.减少有毒物 D.杜绝污染源
9、绿色化学的最大特点在于从开始生产时就采取了污染防治的科学手段,实现生产过程的零污染和生产终端的零污染排放,要实现这种生产方式,就必须充分利用资源中的每一个原子,这种理想的生产方式又被称为“原子经济性”。
现有甲、乙、丙3个化肥厂生产尿素,所用的原料不同,但生产的流程相同:
甲厂:以焦炭、空气和水为原料
乙厂:以天然气、空气和水为原料
丙厂:以石脑油(主要成分C5H12)、空气和水为原料,试回答下列问题:
(1)用化学方程式表示乙厂合成尿素的生产过程。
(2)3个化肥厂的原料利用率各不相同,试判断化肥厂对原料的利用率最高的是________,简述原因_______________________________________________________
课外阅读:
1.大气污染
对大气造成污染的污染物有:SO2、NO、NO2、H2S、CxHy、粒子状污染物、氟化物(F)、铅及其化合物(Pb)、挥发性有机物和放射性元素等。SO2、NO、NO2等物质主要来源于用煤、硝酸工业、硫酸工业、汽车尾气等。它们可以形成酸雨(酸雨是指pH≤5.6的酸性降水,其主要成分是硫酸和硝酸,属于严重的大气污染现象),使湖泊水质酸化,毒害水生物、植物,以及使土壤酸化,破坏农作物、森林等;氟化物(F)、氮氧化物可以破坏臭氧层。CO、NO能与人体血红蛋白结合,使动物因缺氧而死亡。NO、NO2、CO、CxHy等还参与光化学烟雾的形成。
大气污染物主要通过呼吸道进入人体,也有少量通过接触和刺激体表进入人体。人体吸入的空气经过鼻腔、咽部、喉头、气管、支气管后进入肺泡,并在肺泡上进行气体交换。当血液通过肺泡毛细管时,放出二氧化碳,吸收氧气。含氧的血液被输送到人体各部分,供人体组织和细胞新陈代谢用。如果生活在烟雾迷漫的环境中,空气中的有毒、有害污染物就会溶于体液或沉积在肺泡上,轻者会使上呼吸道受到刺激而有不适感,重者会引起疾病,使呼吸道和肺功能损害,引起病变。
大气污染对人体健康的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒和致畸致癌作用等三种。震惊世界的伦敦烟雾事件就是典型的急性中毒事件。
1952年12月5日至8日,英国首都伦敦市上空烟雾弥漫,煤烟粉尘积蓄不散,造成了震惊一时的烟雾事件。这起事件使4000名健康市民因此死亡。在毒雾事件之后的两个月内,8000名患肺部疾病的人也因吸入过多的有毒物质而停止呼吸。据调查.英国伦敦从1873年一1962年共发生过6次重大的烟雾公害事件,每次都造成成千上万的人发病,甚至死亡。直至1965年以后,伦敦由于采取了排烟脱硫等治理措施,才没再出现烟雾杀人的事件。
治理:调整资源结构,开发新能源(太阳能、氢能、风能、地热等),减少使用煤、石油、天然气等化石燃料(或对燃料进行脱硫使用),减少工业废气排放,对废气进行回收净化再利用等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制定标准、加强监测。
2.水体污染
水污染的来源:
水体污染主要来自工业废水、农业用水、生活污水。
水污染的危害:
水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量,甚至使生产不能进行下去。水的污染,又影响人民生活,破坏生态,直接危害人的健康,损害很大。水体被污染必将影响整个地球的环境,对人类产生严重的危害。
(1)危害人的健康:水污染后,通过饮水或食物链,污染物进入人体,使人急性或慢性中毒。
砷、铬、铵类、苯并芘等,可诱发癌症。
(2)对工农业生产的危害
水质污染后,工业用水必须投入更多的处理费用,造成资源、能源的浪费,食品工业用水要求更为严格,水质不合格,会使生产停顿。农业使用污水,使作物减产,品质降低,甚至使人畜受害,大片农田遭受污染,降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重,如石油污染,造成海鸟和海洋生物死亡。
(3)水的富营养化的危害
在正常情况下,氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件,而且氧参加水中的各种氧化还原反应,促进污染物转化降解,是天然水体具有自净能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放,大量有机物在水中降解放出营养元素,促进水中藻类丛生,植物疯长,使水体通气不良,溶解氧下降,甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡,水面发黑,水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”,进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多,这种水的水质差,不能直接利用,水中断鱼大量死亡。
水华是淡水中的一种自然生态现象,是由于水的富营养化引起藻类 (如蓝藻 、绿藻、硅藻等)的迅猛生长,水一般呈蓝色或绿色。
淡水中“水华”造成的最大危害是:饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存。
赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上,赤潮并不一定都是红色的,它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。赤潮发生必须具备以下条件:
①海域水体高营养化;
②某些特殊物质参与作为诱发因素,如:维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核酸;
③环境条件,如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。
赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。主要包括两个方面:
①引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;
②有些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。
3.固体废弃物污染及其治理
(1)固体废弃物污染
固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体和泥状物,如采矿业的废石、尾矿、煤矸石;工业生产中的高炉渣、钢渣;农业生产中的秸秆、人畜粪便;核工业及某些医疗单位的放射性废料;城市垃圾等等。若不及时清除,必然会对大气、土壤、水体造成严重污染,导致蚊蝇孳生、细菌繁殖,使疾病迅速传播, 危害人体健康。
(2)处理固体废弃物的方法:
目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和回收利用三种方式。
回收利用废旧合成材料主要有三种途径,一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料;二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备多种化工原料;三是将废旧合成材料作为燃料使用。
绿色化学与清洁生产
绿色化学的核心是要利用化学原理从源头消除污染。绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,实现“零排放”。不仅充分利用资源,而且不产生污染;并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂,生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学化工的目标是寻找充分利用原材料和能源,且在各个环节都洁净和元污染的反应途径和工艺。对生产过程来说,绿色化学包括:节约原材料和能源,淘汰有毒原材料,在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性;对产品来说,绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。
残渣
试剂
含碘单质的溶液
含碘单质的有机溶液
溶解,过滤
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海带灰
海带
灼烧
含碘元素的溶液
CO2
CO
原料
CO(NH2)2
NH3
H2
坚强的信心,能使平凡的人做出惊人的事业。──马尔顿
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