2.6 材料的利用与发展 课件（共11张PPT）

2.6 材料的利用与发展
材料制造与环境保护
探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜
Cu
CuSO4
设计方案一:铜与浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜、水、二氧化硫
原理：Cu +2 H2SO4（浓）= CuSO4 + SO2 +2 H2O
设计方案二：铜加热生成氧化铜，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水
原理：2Cu+O2=2CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
设计方案三：将铜与硝酸银反应生成硝酸铜，然后将硝酸铜和氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和硝酸钠，最后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜
原理： Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu（NO3）2
Cu（NO3）2＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋2NaNO3
Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
设计方案四：将铜和氯气在加热条件下反应生成氯化铜，然后将氯化铜和氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和氯化钠，最后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜
原理：Cu+Cl2=CuCl2
CuCl2＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋2NaCl
Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
以上方法可从操作、安全、原料的利用率、经济、环保等方面考虑，对每个方案进行评价
方案一：原料浓硫酸有一定的危险性，原料利用率低，生成了SO2污染大气
方案二：原料利用率高，无污染
方案三：操作复杂步骤多，原料成本高不经济
方案四：操作复杂步骤多，原料氯气有毒不环保
上述方案中最优的是方案二
绿色化学
按照绿色化学的原则、理想的状态是：反应物的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为100%
下列过程符合“绿色化学”理念的是
A. 实验室制O2：2KClO3=2KCl+3O2↑
B. 2C2H5OH+O2=2CH3CHO+2H2O
C. 2M+N═2P+2Q，2P+M═Q（M、N为原料，Q为期望产品）
D. 用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuO+H2SO4═CuSO4+H2O????Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
C
化合反应
某小组同学用如图所示装置制取硫酸铜
用B装置来收集SO2，补画导管
SO2会污染大气，如何处理？
此实验装置有什么不足之处？
氢氧化钠溶液会倒吸入B瓶
如何改进装置？
防倒吸
充分反应后，烧瓶中的铜片仍有剩余，那么硫酸是否也有剩余呢？请设计实验方案
1、待烧瓶冷却后，将烧瓶中的混合物稀释、过滤、取滤液
2、取少量滤液于试管中滴入紫色石蕊
3、若石蕊变红，硫酸有剩余
取少量滤液于试管中滴入硝酸钡溶液，产生白色沉淀，硫酸有剩余
×
焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是一种常用的食品抗氧化剂。小金模仿化工生产，用如图装置来制取Na2S2O5。已知：
A中发生的反应为：H2SO4（浓）+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O，
B中发生的反应为：Na2SO3+SO2= Na2S2O5
在实验过程中，滴加浓硫酸不宜过快，为什么？
防止生成SO2气体过快，来不及与B中的亚硫酸钠进一步反应生成Na2S2O5
亚硫酸钠在有H2O存在时容易被空气中的氧气氧化为硫酸钠（Na2SO4），要制取纯净的Na2S2O5，实验前必须进行什么操作？
排尽装置内的空气
某化工厂利用含有1% -2%BaCO3的废料制取BaCl2(废料中其他物质不溶于水和稀盐酸、且不与稀盐酸反应)。其部分流程如下:
滤渣必须经过充分洗涤，确保其中Ba2+含量达到规定标准才能作为固体废弃物处理
写出流程过程中发生的所有反应方程式
洗涤滤渣的主要目的是什么？
防止废弃物中的钡离子对环境造成污染