人教版高中化学选修6 第一单元 从实验走进化学 1.2化学实验的绿色追求 上课课件（共53张ppt）

(共53张PPT)

导入新课
我们所生活的环境日益遭到破坏
化学三废污染着地球



我们应当如何去保护我们赖以生存的地球呢？
课题二 化学实验的绿色追求
1. 绿色化学
2. 实现绿色化学的途径

教学目标
知识与能力
复习氯气的制取及其主要化学性质
通过亲自动手实验培养学生的实验动手能力、观察、分析问题的能力和自主创新能力
通过微型实验制取氯气并通过实验验证其性质
情感与态度
培养学生进行化学实验创新设计的意识
培养学生的环保意识，倡导对环境危害小，节约实验试剂用量的微型实验
过程与方法
通过实验了解化学实验的危险性
通过实验培养学生积极创新的精神

教学重难点
重点
难点
了解绿色化学的意义
掌握几种绿色实验原理
随着人类工业生产的发展，由于化学反应而产生的工业三废，造成了越来越严重的环境污染，人们又提出了“绿色化学“的口号。绿色化学要求原料和产品无害，在化学过程中不产生”三废“或使得”三废“降低到最低程度！
1. 绿色化学
绿色化学又称环境友好化学或清洁化学，是从源头上防止污染产生或把化学过程对化境的负面影响降低到最低程度的化学。

知识拓展
原子经济性
绿色化学的“原子经济性”是指，在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中。
化学反应的“原子经济性”（Atom economy）概念是绿色化学的核心内容之一，最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost教授提出，他针对传统上一般仅用经济性来衡量化学工艺是否可行的做法，明确指出应该用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性，原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。
原子经济性示意图
1. 反应平衡转化率很低，反应物与产物分离困难，反应物难于循环使用；
2. 生产目标产物的反应是原子经济的，但反应物还能同时发生其他平行反应，生产不需要的副产物。
A + B = C

例如
原子经济反应是最大限度利用资源、最大限度减少污染的必要条件，但不是充分条件。这是因为某些化学反应中：
2. 实现绿色化学的途径
化学实验绿色化的途径有以下几个方面：
（1）开发绿色实验，如实验室以H2O分解值得氧气取代氯酸钾分解法，实现原料和反应过程的绿色化；
（2）防止实验过程中尾气、废物等对环境的污染，实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收，对实验产物尽可能再利用等；
（3）在保护实验效果的前提下，尽可能减少实验试剂的用量（如降低试剂浓度，减少用量等），使实验小型化、微型化；
（4）对于危险或反应条件苛刻，污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验，可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等办法；
（5）妥善处置实验生产的废物，防止污染环境。

知识拓展
使用化学品的5R原则
（1）据用危害品。严禁生产和使用对环境有严重危害或长期危害的产品，如全国查禁毒鼠强，一些省份停止含磷洗涤剂的生产与销售等。
（2）减量使用。在实验、生产与生活中，凡用到化学品时，都应在不影响效果的情况下，尽量减少其用量。这样，既节约资源又避免对环境造成污染。
（3）再生。要求在设计化工产品时，就应考虑到原材料、产品的再生利用，特别是高分子材料。再生是变废为宝，节省资源、能源、减少污染的有效途径。
（4）循环利用。化学反应或化工生产中产生的副产物，排放物甚至是冷却水等，都应该回收循环使用，决不能不经处理就排放到环境中去。
（5）再生利用。对化学家而言，世界上没有废物，只有未被利用的物质。本着这个原则，要尽可能地利用各种化学过程的”废物“。
历史上的八大公害事件
1. 马斯河谷事件 ：1930年12月1～5日 比利时马斯河谷工业区 工业区处于狭窄的盆地中，12月1～5日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。
2. 多诺拉事件 :1948年10月26～31日 美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇 该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上26～30日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43％。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。
3. 洛杉矶光化学烟雾事件 :二十世纪40年代初期 美国洛杉矶市 全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。
4. 伦敦烟雾事件 :1952年12月5～8日 英国伦敦市 5～8日英国几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多40000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的9.3倍。
5. 四日市哮喘事件 :1961年 日本四日市 1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。1972年市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。
6. 米糠油事件:1968年3月 日本北九洲市、爱知县一带 生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过1400人，至七八月份患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。
7. 水俣病事件:1953～1956年 日本熊本县水俣市 含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新 县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。
8. 痛痛病事件:1955～1972年 日本富山县神通川流域 锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3 月共有患者130人，其中死亡81人。
实验1-2
氯气的生成及其性质的微型实验
回忆
实验室制氯气
制取方程式 — MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O
装置 — 分液漏斗,圆底烧瓶,加热
检验 — 能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;
除杂质—先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H2SO4(除
水蒸气)
收集 — 排饱和食盐水法或向上排气法
尾气回收 — Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
实验室制法比较繁琐、携带不方便，衔接处太多，可能对环境造成危害等缺点，我们必须想想还有没有其他的方法可以取代？
实验内容：
氯气的生成与重要性质的微型实验。
实验目的：
复习Cl2的制取原理，并通过微型实验制取微量氯气，试验其性质。
体验实验微型化与规范化的关系。
3. 培养进行化学实验创新设计的意识。
实验原理：
KClO3晶体与浓盐酸反应时，会立即产生氯气。实验利用表面皿与玻璃片之间形成的一个相对密闭的小气室，使生成的少量氯气在密闭空间扩散，与各试剂液滴迅速反应，现象明显，并可防止氯气泄露。
实验用品：
0.1mol·L-1 KBr、KI、NaOH、FeSO4溶液、KClO3晶体、浓盐酸、淀粉液、酚酞溶液、KSCN溶液、pH试纸。
滴管、白纸、表面皿、玻璃片。
表面皿
玻璃片
滴管
pH试纸
KSCN溶液
实验步骤：
1.在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置上分别滴加浓度为0.1mol·L-1的KBr、KI（含淀粉溶液）、NaOH（含酚酞）、FeSO4（含KSCN溶液）溶液各1滴，每种液滴彼此分开（应在下衬得白纸上编号，记清各滴的位置），围成半径小于表面皿的圆形。在圆心处放置2粒芝麻大小的KClO3晶体。盖好表面皿。
2.打开表面皿，向KClO3晶体滴加一滴浓盐酸，立即用表面皿盖好，观察氯气的生成及其与各液滴反应的现象（约2分钟）。记录各液滴的变化，写出相应反应的化学方程式。
思考与讨论
1.氯酸钾与浓盐酸的反应是一个氧化还原反应，请分析反应中的电子得失情况。
2.利用这套简易装置，你设想还能进行哪些实验？请举出一些。它们之间有什么共同特点？
拓展实验
化学实验中要用到多种仪器，当实验条件尚可但又缺少规范的仪器时，也可以利用现有的或易得的仪器或材料来完成实验。下面介绍的利用计算机软盘盒作反应容器来研究气体的生成与性质的做法，就是其中一例。
1.试利用计算机软盘盒进行气体的生成与性质的微型实验。
计算机软盘盒是用透明塑料制成的，它与一般无极试剂没有明显的反应，而且具有一定的封闭性，可用于进行气液反应的微型实验。
（1）在软盘盒盖得适当位置钻孔，以便滴加液体反应试剂。
（2）在软盘盒底的适当位置滴加或放置反应试剂。
（3）盖好盒盖，并通过小孔滴加试剂，反应即可在密闭空间内进行。
方法步骤：
2.请你利用该软盘盒，设计气体生成与性质的小实验
利用喝过珍珠奶茶的透明塑料杯和吸管改进成实验装置：
1. 在吸管上均匀剪开4个倾斜向上的缺口。
2. 将滤纸剪成4个小条备用。
3. 分别将滤纸条浸入品红溶液、溴水、KMnO4溶液、NaOH（含酚酞）溶液，片刻后取出，分别插在吸管的4个缺口上。
4. 在正对吸管的杯底位置放置适量Na2SO3粉末。
5. 将吸管插入塑料杯。
6. 在吸管和杯口塑料膜接触的部位围一圈浸过稀NaOH溶液的棉花条，防止多余的SO2逸出污染环境。
7. 从吸管上口向Na2SO3粉末上滴加一滴浓H2SO4，并迅速用干燥的棉花团堵住吸管上口。
8. 透过透明塑料杯壁观察现象。
9. 反应结束后，打开棉花团，沿吸管滴入适量稀NaOH溶液，堵住管口，振荡摇动塑料杯，使多余的SO2气体吸收完全。
再设计1~2种利用其他日常物品进行实验的方案
实验1-3
污水处理—电浮选凝聚法
试验目的：
1.了解电浮选凝聚法处理污水的原理及装置。
2.培养保护环境的意识。
试验原理：
Fe片、Al片、直流电源、导线、污水形成闭合回路，与直流电源正极相连的阳极铁失去电子生成Fe2+，进一步被氧化，并生成Fe(OH)3沉淀， Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化的作用；与直流电源负极相连的阴极产生H2，气泡把污物中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。
其反应可表示为：
阳极： Fe — 2e- = Fe2+
2H2O — 4e- = 4H+ + O2
4 Fe2+ + 10H2O + O2 = 4Fe(OH)3↓+ 8H+
阴极： 2H+ + 2e- = H2↑
实验用品：
污水、盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液。
烧杯、铝片、铁片、直流电源（含电压、电流表）、pH试纸、导线。
pH试纸
烧杯
直流电源
导线
铝片、铁片
实验步骤：
1.取洗涤液200ml（内含洗涤剂和油污）调节pH值到5~6，加入少许的Na2SO4，溶解后倒入电解槽。
2.从直流电源的两级接出来两根导线，分别在电源的正极连接铁片，负极连接铝片，两极平行置入电解槽，把电压调节到8V，打开开关开始实验。
实验步骤：
3.30min以后关闭电源，并与处理前的污水做对比。
4.污水静置片刻，并测量电解后污水的pH值。
5.过滤处理后的水，测量pH值，并与处理前作对比。
思考与讨论
观察身边生活，查阅相关材料，看看污水处理的方法都有哪些，区别都是什么？
很多城市建立了污水处理厂
石家庄污水处理厂
集美污水处理厂
凌水污水处理厂
拓展实验
1.利用塑料多用滴管或废旧透明小塑料瓶进行电解污水的微型实验。
提示：
用所料多用滴管吸入有色废水（其中加有少量Na2SO4溶液，想想为什么），用钢针（或大头针）作电极，联接9V电池，电解5~10min。
2.自制小电池
（1）在家利用铝易拉罐、废铁罐、铜片、锌片、小塑料瓶、塑料隔膜（带孔）、导线、小铁夹、小灯泡或发光二极管等物品，制作小型环保电池的外壳及电极。制作时尽量使两极的面积大些，互相靠的近些。
（2）用食盐、含氯消毒液，制成电池液。
（3）在实验室向小电池里加入电池液，并试验其是否能使灯泡发光。