第八章 化学与可持续发展（知识清单，含图文版）化学人教版必修第二册

该高中化学单元知识清单系统梳理了“化学与可持续发展”章节内容，涵盖自然资源开发利用、化学品合理使用、环境保护与绿色化学三大知识范畴，为学生搭建了从“资源开发原理”到“化学品安全应用”再到“绿色化学实践”的递进式学习支架。 清单通过“知识点分级呈现”和“易错点专项突破”构建知识体系，如将“金属冶炼方法与活动性顺序”制成关联表，标注“铝热反应实验操作要点”等重难点，培养学生科学思维与科学态度。设计“解题通法+典型例题”模块，如海水提溴流程图示与离子方程式解析，助力不同层次学生高效掌握，教师可直接用于教学设计，提升课堂针对性。

金属矿物的开发利用-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 游离态(Free State)) 化合态(Combined State) 少数化学性质不活泼的金属 绝大多数金属（如钠(Na小、铁 (如金(Au以、铂(Pt)等)以单质 (Fe以、铝(Al)等)以化合物形 形式存在。 式存在于矿物中。 2. 金属冶炼原理与实质 实质 e= 金属化合物 还原过程 金属单质 将金属从其化合物中还原出来，用于生产 各种金属材料的过程。 Mn++ne=M(得电子，被还原) 3。金属的冶炼方法 金属活动性顺序 Ca Na Mg Al(活泼)→Zn Fe Sn Pb(H)Cu(中等)→Hg Ag Pt Au(不活泼) 热分解法 热还原法 电解法 适用于不活泼金属 适用于中等活泼金属 适用于活泼金属 (如Hg,Ag) (如Fe,Cu,Zn (如K,Ca,Na,Mg,Al) 常用还原剂：C、C0、H2、Al Na HgO 0 铁硕 融 跄融 三粔 NaC 瑞石光 铁 2NaCl(喀融)电邂2Na+C2↑ 2Hg0△2Hg+O2↑ Fe,0g+3C0高温2Fe+3C02 MgCl2(愘 电邂Mg+Ch2t 2Ag20≌4Ag+02↑ CuO+H2Cu+H2O 2AL203(饹) 电艇4Al+302t Zn0+C高 Zn+C0↑ 【特别提醒】冰晶石作助格剂， 降低馅点。 4. 金属矿物资源的合理开发和利用 龚源有限，分布不均 提高利用率 原因 消耗能量，环境污染 措施 @ 开发环保高效方法，防止腐蚀 加强回收和再利用 金属腐蚀，损失严重 使用代用材料 铝热反应实验-高中化学知识清单 第一节自然资源的开发利用 实验原理 【特别提醒】 Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，在高温下用 2.铝热剂：铝粉和金属氧化物 铝将氧化物中的金属置换出来（属于热还原法） (如Fez03、Fe304、Cr203 oV205、Mn0等)的混合物o 二、实验操作 1.将氧化铁粉未和铝粉按质量比约3：1混合 Mg条 均匀，放入纸漏斗中（纸漏斗底部剪一小 (引燃剂) 孔，下方放置盛有细沙的蒸发皿)。 KClO3 2.在混合物上方加少量氯酸钾固体，中间插 (助燃剂) 铝热剂 一根打磨净氧化膜的镁条。 (Al+FezO3) 3.点燃镁条，观察现象。 【特别提醒】 蒸发皿 1.引燃剂为镁条，助撼剂为氯酸钾（镁条橪烧放热， 氯酸钾分解产生0，助燃，引发铝热反应)。 细沙 3.镂条需打磨净表面氧化膜（否则难以点燃）；氧化 铁与铝粉需干燥，铝粉需未被氧化（否则反应雉以进 【特别提醒】 行) 4.蒸发皿中细沙要适量：防止蒸发 皿作裂，同时避免铭融物澱出伤人。 三、实验现象 1.镁条剧烈燃烧； 2.氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应； 3.反应放出大量热，发出耀眼白光； 4.纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。 四、实验结论 在高温下，铝与Fe203发生置换反应，放出大量热，化学方程式： 2Al Fe203 高温 2Fe Al2O3 海水资源的开发利用-知识清单 1。海水水资源的开发利用 直接利用 海水用于工业冷却（如电厂循环冷却）、 [特别提醒】直接利用 消防、冲厕等。 需考虑海水腐蚀问题。 海水淡化 ·通过去除海水中的盐分获得淡水，主要方法有： 蒸馏法(Distillation) 反渗透法(Reverse Osmosis)) 电渗析法(Electrodialysis) 半透膜 冷凝 加压 →淡水 浓缩 阴极 淡水 @- +⊙ 海水 加热 蒸发 冷凝 加压 浓盐水 多级闪急蒸馏法 淡水浓盐水 阳离子 阴离子 交换膜 交换膜 【原理】利用水的沸点低于 【原理】利用半透膜，加压 【原理】利用离子交换膜在 盐，通过加热素发再冷凝分 使水分子透过而截留盐分。 电场作用下分离离子。 离。 。2.海水化学资源的特点 微量元素 其他 (<1%) ·海水中含H、O及Cl、Na、K、Mg、Ca S、C、F、B、Br、Sr等11种常量元素 Na' (含量>99%)，其余为微量元素，总计80 多样性 多种元秦。 常量元素含量分布 元素总储量大，但多数元素浓度低 當集提取 (如海水中Au浓度约为4×109g/L), 需富集后提取。 分散性 【特别提醒】提取微量元素 需考虑经济效益和环保。 海水化学资源的开发利用-知识清单 1.食盐的开发利用（除食用外，作为工业原料） ①电解熔融NaCl制Na和CL2 ②电解炮和食盐水制烧碱、 ③侯氏制碱法（制Na2C03) Cl2 H2和CL2（氧碱工业) 反酸 电附 Cl2 H2 NaCl C2 Na 食盐入 NaOH NaOH 硍塔 腹服电杼电 化炕璃 2NaCl(馆融)电魅2Na+CLt 2NaCl+2H,O2NaOH+H,1+Clt NaCl+NH2+H2O+CO2=NaHCO34 Na用于冶炼金属（如4Na+ +NH,Cl(NaHCO,溶解度小，析出)； T1CL,(熔鼬)温4NaCl+T) NaSI+C0,0电继2 NaOH+NaOH 2NaHCO3-Na,CO3+HzO+CO21 (C0,可循环利用) 2.海水中镁的提取 加石灰乳 加盐酸 蒸发结晶 脱水 电解 +Cl2t 海水 Mg(OH)2沉淀 MgCl2溶液 MgClz6H2O 无水MgCl2 Mg 批注 【特别提醒】石灰乳来自贝壳：CaC0,温ca0+C0,t,Ca0+H,0=Ca(OH2 主要反应时：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2;MgOH)2+2HCl=MgCl2+2H20; MgCL2(馆融)电脑Mg+C2t (C2可用于海水提溴) 3.海水提溴 (吹出法) Cl氧化 热空气吹出 S02吸收 Cl氧化 蒸馏 浓缩海水 Br2 Br2蒸气 HBr Br2 液溴 主要离子反应： 氧化：Cl2+2Br=2C+Br2; 吸收：Br2+S02+2H20=4H+2Br+S04； 再氧化：CL2+2Br=2Ct+Br2 4.海带中碘的提取 灼烧 水浸、过滤 氧化剂氧化 萃取、分液 萃取、 分液 海带 海带灰 含的溶液 (1z in CCL) 主要离子反应：Cl2+2=2Ct+l2 批注【特别提醒】或H202+2+2Ht=2H20+l2,H202更环保 自然资源的开发利用 煤、石油和天然气的综合利用 1. 煤的综合利用 综合利用途径 煤的组成 ①煤的干馏（化学变化） Γ加热 傔气 复杂的混合量， 加煤在空气无加后分解 焦护气（含有H2CH、CO等） 煤恢 →煤拣油 煤焦油（含有芝、干霓有蒿式） →焦炭 主要C,也有 焦炭（用于金金） H、O、N、S和 ②煤的气化（化学变化） 无机矿物质 转化煤结为咸锈镞性气体 主嬖反应：CS)+H,O(g)蠡翘co(g+H,g)(Water Gas) 清汽饮炭 溘水气 ③煤的液化（化学变化） 直接液化：性有H,和催化剂得出达液体料； +H2 液体城料 间接液化：第一次气化转化至C0和H2,再后合成甲醇等：液接 C0+2H, 雀佬型CH,OH CoH合成甲醇 2.天然气的综合利用 利用 组成 ①直接燃烧 ②化工原料 天然气水合物(“可燃冰”) 主要成分CH4 CH,+202盒燕c0,+2H,0 一合成氨 CH,瘥入水中高高压/低温 (甲轮) (As Fuel) N,+3H,藏化N2NH, 在宝压中的集合 是清净燃料 CHa- 合成甲醇 CHanH2O CHCO+HCH.OH 未来能量源 →裂解制乙烯 清净搬料 2CH,离温C,H,+2H2 可燃冰结构模型 3.石油的综合利用 综合利用途径 组成 ①分馏（物理变化） 2302 ③裂解（化学变化） 分过不同沸点的分离 2505 复杂的混合物， 打破光油成为气气的气体短链水化物 产品：石油气、汽油、 1309 主要C、H, (如乙枪、可崽)为了合成材料 003 各种被水化的 灯法油、柴油、重油等 C,Ho赢温C,H,+C,H6 混合物 ②裂化（化学变化） ④催化重整 破重油成分为光轻油（如汽油），其柚 转化链链水化合物为有性化合物（如 子催化剂/高温 人人义人人 芝革、老辐)，增加汽连八碑数 C16H4催CgHa1g+CgH1G 4.合成材料 对环境影响 三大合成材料 废弃合成材料硬疑解解， 塑料（如聚乙孔、聚化之氧化） 导出“白色污染” 合成橡胶（如芬瑞肝二乙维胶） 【特别提醒】白色污染主要 合成纤维（如果脂、尼龙） 是指废弃塑料制品带来的 环境污染。 白色污染 Gp 化学品的合理使用：化肥与农药-知识清单 一、化学品的分类 1.大宗化学品 2.精细化学品 产量大、应用广，如乙 产量小、纯度高、附 烯、硫酸、 纯碱、化肥 加值高，如医药、农 等。 药、日用化学品、食 品添加剂等。 化肥 化肥 M,S0H,50 二、化肥的施用 施用目的：提供农作物生长所需的N、P、K等 施用目的与常见化肥 N 营养元素，保障增产、减少损失。 施用目的：提供农作物生长 所需的N、P、K等营养元素， 氨肥 肥 钾肥 复合肥 保障增产、减少损失。 氮肥 磷肥 钾肥 复合肥 NHNO2 Ca(H2P04)2 KCI KNO3 合理施用原则 CO(NH2)2 ①考虑因素 土壤酸碱性： 作物营养状况： 化肥性质： 酸性土壤施碱性化肥 CaCO3,碱性土壤施酸性 如叶菜类黑多 如NH HCO,需 深 化肥(NH4)2SO, 施复肥 深施防分解 ②不合理施用危害 N、P过多 (NH)2S04长期 造成水体富营荞化（水华、赤潮） 破坏土壤结构（土壤酸化） 三、农药的施用 农药发展 早期：天然物质（如 现今：有机合成衣药为主（如有 除虫菊、波尔多液) 机氯、有机裤、拟除虫菊酯类) 对环境 ①破坏生态平衡 ②蠢杀传粉是昆虫 ③造成农骏起标 ④污染大气、 的影响 (杀死害虫天敌) (如蜜蜂) (危害人体健康) 水和土蠖 发展方向 高效（低用量高效果） 任毒（对人畜安全） 低我留（易降解） 高中化学知识卡片-必修第二册 第二节化学品的合理使用 一二、合理用药知识清单 1.药物的种类 3.重要合成药 阿司匹林 含® 化学名称 乙酰水杨酸 按来源 技管理 OCOCH3 天然药物 处方药 (如中草药) (需医生处方，如抗生素) COOH 合成药物 非处方药 (思有药物大部分) (OTC标织，如惑冒药) COCH3 (邻乙酰氧基苯甲酸) 2.药物在人体内的作用方式 合成方法 改变物理、化学环境 与生物大分子结合 OH OH 受体者 扶酸药 OH 浓硫酸 (AI(OH),) +(CH,Co)20 CH,COOH 水杨酸 乙酰水杨酸 H 炎症反应 AI(OH)s+3H→AI3+3H,0 如药物分子与德、受体等 8 ☑ 中和胃酸(H),绶解胃痛 结合，调节生理功能 数 解热 镇痛 抗炎 (如阿司匹林抑制炎症反应) (降低体温) (缓解疼痛) (抑制炎症) 4.合理用药原则 不民反应 刺激胃黏膜 [特别提醒] (长糊大量服用可能 需饭后服用或 核心原則 导数胃痛、悉心) 制成肠洛片 @ 5.滥用药物的危害 安全 有效 经济 运当 (无毒性或 (能治疗疾病) (性价比高)（剂量、剂型、 低毒性) 给药迷径合适) 关键要素 无处方长期服安眠药 滥用抗生素 (成瘾) (耐药性) ①药物方面 ②机体方面 目凸⊙ 同四6前 剂量，剂型、 年龄(U儿童、老人需调暨) G6 给药遙径，时间 性别，症状、心理，退传 运动员服兴奋剂 吸食毒品 (如抗生寨需技时服用) (知过敏体质) (危害健康、违背公平) (严重损害身体、违法) OH 知识卡片：化学品的合理使用一安全使用食品添加剂 一、食品添加剂的定义 指为改善食品品质（色、香、味）、延长保质期（防腐、保鲜）及满足 加工工艺需求，加入食品中的人工合成或天然物质。 色香味俱佳 保质期延长 食品添加剂 工艺满足 二、食品添加剂的分类 ·按来源：天然（如红曲红、姜黄） 和人工合成（如柠檬黄、苯甲酸钠） 按功能（主要类别）：着色剂零、增味剂@、膨松剂出、凝固剂①、 防腐剂©、抗氧化剂⊙、营养强化剂 局 三、 重要食品添加剂（功能、常用物质及成分） 名称 主要作用 常用物质 代表物结构或成分 着色剂 改善食品颜色 红曲红、阝-胡萝卜素 姜黄、柠檬黄 增味剂 增加食品鲜味 味精（谷氨酸钠） HOOC(CH2)2C H(NH,)COONa 膨松剂 使面团疏 NaHCO3 NH4HCO3 【特别提醒】 松、多孔 复合膨松剂 合理使用食 食品添加剂 凝固剂 改善食品形态 盐卤(MgCL2)、 CaSO4 是安全的； 过量使用 防腐剂 防止食品 苯甲酸钠、山梨酸钾 CgH5C00Na、 (如亚硝酸 腐败变质 亚硝酸钠 CH-KO2 酸钠)可能 抗氧化剂 防止食品 危害健康。 氧化变质 抗坏血酸(NC) CoHgOg 营养 补充必要 维生素(VB、VD) CacO FeSO4 强化剂 营养成分 Cac03、Fes04 ·7H20、KI03 高中化学知识清单-环境保护与绿色化学 (第一部分：环境保护) 一、 环境保护 1.环境问题的含义 ●指人类不合理开发利用自然资源 生态破坏 导致的生态破坏（如水土流失、 土地荒漠化)，以及工农业生产和 8 生活造成的环境污染（如大气、 人类活动 水、土壤污染)。 环境污染 t(A 【特别提醒】生态破坏与环境污染往往相互影响，共同构成环境问题。 2.环境污染的来源与治理 工业“三废” 废气（含S02、N0x、C0等） 废水（含重金属离子、有机物等） 废渣（含重金属、有毒物质等） 【特别提醒】“三废”治理的关键是源头控制和末端治理相结合，如废气 脱硫、废水处理循环利用。 (1)大气污染 ●主要来源： 化石燃料燃烧（如煤燃烧产生S02、NOx)、 酸雨前体 S02NOx、C0 (s02、N0) C+02 C02 (完全性燃燒) S+02 → S02 (硫染杂度燃烧) 危害：形成酸雨（H<5.6),腐蚀建筑物，危害生物，酸化土壤和水体。 化学反应如：2S02+02+2H20→2H2S04 第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 一、金属矿物的开发利用 1．金属元素在自然界中存在的形态 2．金属冶炼原理与实质 (1)原理：将金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程。 (2)实质：用不同的冶炼方法使化合态的金属得到电子变成金属单质。 3．金属的冶炼方法(用化学方程式表示) 4．金属矿物资源的合理开发和利用 (1)原因。 ①地球上金属矿物资源有限，且分布不均； ②金属冶炼消耗很多能量，也易造成环境污染； ③金属腐蚀造成大量金属损失。 (2)措施。 ①提高金属矿物的________率； ②开发环保高效的金属冶炼方法，防止金属的________； ③加强废旧金属的回收和再利用； ④使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量。 二、铝热反应实验 实验原理 Al作________剂，金属氧化物作________剂，用铝将氧化物中的金属________出来 实验操作 实验现象 (1)镁条剧烈燃烧 (2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应 (3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光 (4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热 反应的化学方程式为2Al + Fe2O3 == _________________________ (1)铝热反应的引燃剂为镁条，助燃剂为氯酸钾。 (2)铝热剂为混合物，是由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的。 (3)镁条要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的；铝粉要用没有被氧化的，否则反应难以进行。 (4)蒸发皿中的细沙要适量，既要_________________________，又要_________________________。 三、海水资源的开发利用 1．海水水资源的开发利用 (1)直接利用：海水进行________________。 (2)海水淡化：主要方法有________法、________法和________法等。 2．海水化学资源的特点 (1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的________和________，按含量计，海水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素的含量超过海水总量的99%，其他为________________，总计有80多种元素。 (2)分散性：虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的浓度(或富集程度)却很低。 四、海水化学资源的开发利用 1．食盐 除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。 主要流程： 有关反应的化学方程式： 电解氯化钠：_________________________；4Na＋TiCl4(熔融)==________________。 电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 侯氏制碱法：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl； NaHCO3分解：_________________________。 2．从海水中制取镁、溴、碘及其化工产品。 (1)海水中镁的提取 有关反应的化学方程式：MgCl2＋Ca(OH)2===________________；Mg(OH)2==________________；Mg(OH)2＋ 2HCl===________________；MgCl2(熔融)________________。 (2)海水提溴的方法(吹出法) 工艺流程 基本操作 浓缩 海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩 氧化 向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化成Br2 吹出 利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴蒸气 吸收 吹出的溴蒸气用SO2吸收 蒸馏 再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离 ②氧化、吸收环节主要离子方程式：Cl2 + 2Br- =________________；Br2 + SO2 + 2H2O =________________；Cl2 + 2Br- =________________。 (3)海带中碘的提取 有关反应的离子方程式：Cl2＋ 2I－=________ 或H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= ________。 五、煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的综合利用 (1)煤的组成。 (2)综合利用。 2．天然气的综合利用 (1)天然气的组成和利用。 (2)天然气水合物。 天然气水合物又称为“可燃冰”，是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是________________，其组成可表示为________。 3．石油的综合利用 4．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料 (1)三大合成材料：________、________________、________________。 (2)对环境影响：废弃的合成材料给人类社会造成了巨大的环境压力。 第二节 化学品的合理使用 一、化肥、农药的合理施用 1．化学品的分类 化学品 大宗化学品 ________、________、________和化肥等 精细化学品 ________、________、日用化学品、食品添加剂等 2．化肥的施用 (1)施用化肥的目的：提供农作物生长所需要的________________，保障农作物增产、减少农作物损失。 (2)常见的化肥：________、________、________、复合肥等。 (3)化肥的合理施用。 合理施用化肥要考虑的因素 土壤酸碱性 作物________状况 化肥本身的________ 不合理施用化肥的危害 造成水体富营养化，产生水华等污染现象 影响土壤的________性和土壤结构 3．农药的施用 (1)农药的发展：早期农药有除虫菊、烟草等植物和波尔多液、石灰硫黄合剂等无机物。现在人们研制出了有机________农药、有机________农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等有机合成农药。 (2)对生态系统和自然环境的影响。 ①破坏害虫与天敌之间的生态平衡；②引起传粉昆虫的大量死亡；③造成土壤和作物的农药残留超标；④造成大气、地表水和地下水的污染。 (3)农药的发展方向：________、________和________。 二、合理用药 1．药物的种类 (1)按来源：天然药物和________药物。现有药物中的大部分属于________药物。 (2)根据药品品种、规格、适应症状、剂量及给药途径不同分为处方药和非处方药(有________标识)。 2．药物在人体内的作用方式 (1)通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效。 (2)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。 3．重要的合成药——阿司匹林 (1)化学名称：________________；结构简式： (2)合成方法。 +(CH3CO)2O+CH3COOH。 (3)功效：________________。 (4)不良反应：刺激胃黏膜，长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。 4．合理用药 (1)合理用药的原则：________、________、经济和适当原则。 (2)合理用药的要素。 ①药物方面：________、剂型、给药途径和时间等因素； ②机体方面：患者年龄、性别、________、心理和遗传等因素。 5．滥用药物的表现 (1)无处方长期服用安眠药、镇静剂。 (2)滥用抗生素。 (3)运动员服用兴奋剂。 (4)吸食毒品。 三、安全使用食品添加剂 1．食品添加剂的定义 食品添加剂是指指为改善_____________和________、________、________，以及________、_________和加工工艺的需要而加入食品中的_____________或____________。 2．食品添加剂的分类 (1)按来源可分为________和________________两大类。 (2)按功能可分为________剂、________剂；________剂、________剂；________剂、________剂；营养强化剂等。 3．重要的食品添加剂 名称 主要作用 常用物质 代表物结构或成分 着色剂 改善食品________ 红曲红、β­胡萝卜素、姜黄、柠檬黄、靛蓝 增味剂 增加食品的________　 味精(谷氨酸钠) 膨松剂 使面团疏松、多孔　　　 单一膨松剂、复合膨松剂 NaHCO3、NH4HCO3 凝固剂 改善食品________ 盐卤、葡萄糖酸­δ­内酯 MgCl2、CaSO4 防腐剂 防止食品________　　 苯甲酸、苯甲酸钠、亚硝酸钠、山梨酸、山梨酸钾 抗氧化剂 防止食品________变质 抗坏血酸(VC) 营养强化剂　 补充必要的________成分 维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌、碘酸钾 VB、VD、CaCO3、FeSO4、ZnSO4、KIO3 第三节 环境保护与绿色化学 一、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________________而造成的________________破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 2．环境污染的来源 主要是工业“三废”：________、________、________，它们会导致大气污染、水体污染、土壤污染等。 (1)大气污染。 ①污染来源：除了自然因素，大气污染物主要来自________________和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。 ②次生污染。 在一定的天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。 (2)水污染。 ①污水处理方法：________法、________法、生物法。 ②污水的“三级”处理。 (3)土壤污染。 ①形成：工业废渣、生活垃圾。 ②处理原则：________化、________化和________化。 3．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”。 (3)寻找源头治理环境污染的生产工艺；杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。 二、绿色化学 1．绿色化学思想：也称环境友好化学，其核心思想就是改变“________________”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_________________，实现从________减少或消除环境污染。 2．原子经济性反应：就是反应物的原子________转变为期望的最终产物，原子利用率达到________，也就是说在化学反应过程中不产生_____________，其中，原子利用率＝×100%。 3．开发和利用自然资源的原则：遵循________、________和________的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。 易错点01：常见几种金属的冶炼误区 (1)用电解法冶炼较活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液中，阴极放电的是H＋，而不是金属阳离子，故得不到金属单质。 (2)工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。但冶炼Al时需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化温度。 (3)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。 (4)Au、Pt一般用物理法提取。 (5)利用铝热反应不能冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等。 ①铝热反应是指金属铝与某些金属氧化物的混合物在高温条件下发生置换反应，生成氧化铝和金属单质的过程。 实质是用较活泼的还原剂铝，把活泼性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来。 ②铝热反应实验中，镁和KClO3的作用是为铝热反应提供引发反应所需的高温，但该反应属放热反应且放出大量的热，能使生成的金属熔化为液态。 铝热反应可应用于冶炼一些高熔点金属，如铁、锰、钒等。 易错点02：化学中的“三馏”“两裂” (1)“三馏”比较 名称 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气加强热使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同 产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点不同的各组分组成的混合物 反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化 (2)化学中“两裂”的比较 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 易错点03：化石燃料的综合利用 (1)煤的干馏、气化和液化都是化学变化。 (2)石油分馏属于物理变化，由于石油中有些物质的沸点很接近，所以分馏产物一般为混合物。常压蒸馏的原料为石油，减压蒸馏的原料为重油。分馏时沸点低(相对分子质量小)的烃类先汽化，沸点高(相对分子质量大)的烃类后汽化。 (3)石油分馏所得汽油为直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不饱和烃，能与卤素单质反应。 (4)裂化是为了提高汽油等的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物作化工原料。 方法01：金属矿物的开发利用 【解题通法】 金属活动性顺序决定了金属的冶炼方法，常见金属的冶炼方法如下： 金属冶炼 方法 电解法 热还 原法 热分 解法 富集法 金属的活动性顺序 K CaNa MgAl Zn FeSn PbCu Hg Ag Pt Au 方法 选择 原因 单质还原性 强弱 阳离子氧化性 弱强 还原剂或 特殊措施 直流电强制提供电子 H2、CO、C、Al等 (加热或高温) 加热 物理富集 (或化学 方法) 【典型例题】合理、高效地开发、利用金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属冶炼的说法不正确的是(　C　) A．电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，钠元素被还原，氯元素被氧化 B．古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中，利用的是置换反应的原理 C．用铝热法原理炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被Al还原成Fe，转移9 mol e- D．对于一些不活泼的金属，可以用直接加热分解其化合物的方法将其还原出来 方法02：铝热反应实验 实验操作 实验现象 (1)镁条剧烈燃烧；(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热 铝热反应：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。 铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 铝热反应主要应用：冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 【典型例题】铝热反应有广泛的用途，实验装置如图1所示。下列说法错误的是( ) A．铝热反应的能量变化可用图2表示 B．和铝粉的混合物被称为铝热剂 C．铝热反应只能用于冶炼铁、锰、铬、镁等熔点较高的金属 D．铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 方法03：海水水资源的利用 三种海水淡化方法的原理 方法 原理 蒸馏法 将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水 电渗析法 在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的 离子交换法 用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴离子、阳离子，得到去离子水 【典型例题】下列关于海水淡化的叙述中不正确的是(　　) A．蒸馏法淡化海水原理简单，但消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水 B．利用太阳能蒸发海水是一种环境友好、节约能源的好方法，也是一种古老的方法 C．利用海水淡化产生的高浓度的卤水来提取有用物质，是海水利用的基本思路 D．研制高性能的渗透膜来提高海水淡化效率，最终实现海水自动转化为淡水 方法04：海水化学资源的开发利用 【解题通法】 项目 操作方法 海水 提溴 ①方法：海水浓缩海水(Br-)吸收塔(SO2)HBr、SBr2、Cl-； ②主要反应：Cl2+2Br-Br2+2Cl-，SO2+2H2O+Br2H2SO4+2HBr 海带 提碘 ①方法：海带灼烧→浸泡→过滤→氧化→萃取→提纯→碘单质； ②主要反应：2I-+Cl2I2+2Cl- 海水 提镁 ①方法：海水(含MgCl2)Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2O无水MgCl2(熔融)Mg； ②主要反应：Mg2++2OH-Mg(OH)2↓，Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O，MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 【典型例题】下图为海水资源综合开发利用的流程图： 下列说法正确的是( ) A．过程a是粗盐的精制，除去租盐中的、、，加入试剂的顺序是NaOH、、，过滤后加盐酸 B．在工业生产中常选用试剂①作的沉淀剂，试剂①为KOH C．过程b可证明还原性： D．过程c常用热还原法冶炼金属镁 方法05：煤、石油和天然气的综合利用 【解题通法】 1．煤的加工方法及产品 2．石油加工 3．天然气的组成和利用 【典型例题】下列说法正确的是(　　) A．液化石油气的主要成分为甲烷 B．石油的分馏和蒸馏的原理是相似的 C．煤的干馏可分离出煤中含有的煤焦油 D．石油经过分馏得到的汽油是纯净物 方法06：化肥、农药的合理施用 【解题通法】 1．农业生产中常见的化肥： 氮肥 铵态氮肥：NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4NO3等，尿素CO(NH2)2 磷肥 过磷酸钙：Ca(H2PO4)2和CaSO4的混合物，重过磷酸钙Ca(H2PO4)2·H2O 钾肥 草木灰：主要成分是K2CO3，硫酸钾(K2SO4)，氯化钾(KCl) 复合肥 KNO3、KH2PO4 2．不合理施用化肥的危害：①水体污染：由于很多化肥易溶于水，过量施用不仅浪费，而且部分化肥会随着雨水流入河流和湖泊，造成水体富营养化、产生水华等污染现象；②危害土壤：影响土壤的酸碱性和土壤结构。 【典型例题】 【对点训练1】下列关于施用化肥、农药的描述正确的是( ) A．应当研制、推广和使用低毒、无公害的化学农药 B．开发新农药时，要全面正确地掌握药物的性质及其对人体、环境的影响 C．含磷化合物都可以作为磷肥直接施用 D．有害农药的滥用会导致粮食、果品、蔬菜等的污染 方法07：合理用药 【解题通法】 类别 解热镇痛药 抗生素 抗酸药 定义 具有解热、镇痛药理作用，同时还有显著抗炎、抗风湿作用的药物 由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类代谢物 能中和胃里过多的盐酸，缓解胃部不适，用于治疗胃痛的药物 典型 实例 阿司匹林 青霉素 氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸氢钠、碳酸镁 结构简 式(化学式) — Al(OH)3、Mg(OH)2、NaHCO3、MgCO3 主要 用途 解热镇痛；防止心脏病、减缓老年人视力衰退和提高免疫能力；促进植物开花 医治因葡萄球菌和链球菌等引起的血毒症，如肺炎、脑膜炎、淋病和外伤感染 治疗胃痛的药物，能中和胃里过多的盐酸，缓解胃部不适 注意 事项 长期服用阿司匹林的不良反应有胃肠道反应、水杨酸反应等 青霉素在使用前一定要进行皮肤敏感试验 胃穿孔病人不能服用产生CO2的抗酸药，以防加重病情 【典型例题】 【对点训练4】下列药物知识中不正确的是( ) A．OTC是非处方药的标志，可以自行购药和按处方使用 B．肠溶片不可嚼碎服用，以防止药物对胃产生刺激以及胃液影响疗效 C．抗生素能抵抗所有细菌感染，可以大量使用 D．凡不以医疗为目的的滥用麻醉药品与精神药品都属于吸毒范围 方法08：常见的食品添加剂 功能 类别 品种 改善食品感官 着色剂 食用天然色素：辣椒红、姜黄、胡萝卜素 食用合成色素：苋菜红、胭脂红、柠檬黄 漂白剂 亚硫酸氢钠、硫黄 甜味剂 天然甜味剂：蔗糖、葡萄糖 合成甜味剂：糖精 酸味剂 醋酸、柠檬酸、乳酸 鲜味剂 谷氨酸钠(味精) 改变食品状态 膨松剂 碳酸氢钠、碳酸氢铵 凝固剂 氯化镁、硫酸钙、葡萄糖酸-δ-内酯等 提高食品营养 营养强化剂 维生素、赖氨酸、食盐加碘、酱油加铁等 防止食物腐败变质 防腐剂 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、硝酸盐 抗氧化剂 抗坏血酸(维生素C)、亚硝酸盐、二氧化硫 【典型例题】在现代食品工业中，食品添加剂的合理使用满足了人们对食品多样化的需求。下列食品添加剂与类别对应错误的是( ) A．糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂 B．加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于增味剂 C．加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂 D．食盐中添加的碘酸钾、奶粉中添加维生素属于营养强化剂 方法09：安全使用食品添加剂 1．食品添加剂使用时应符合以下基本要求 (1)不应对人体产生任何健康危害 (2)不应掩盖食品腐败变质 (3)不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷，或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂 (4)不应降低食品本身的营养价值 (5)在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量 2．在下列情况下可使用食品添加剂 (1)保持或提高食品本身的营养价值 (2)作为某些特殊食用食品的必要配料或成分 (3)提高食品的质量和稳定性，改进其感官特性 (4)便于食品的生产、加工、包装、运输或贮藏 【典型例题】食品加工过程中允许在规定范围内使用食品添加剂。下列行为中，不符合使用食品添加剂有关规定的是( ) A．在奶粉中添加微量碳酸钙 B．在食盐中加适量碘酸钾 C．制面包时添加适量小苏打 D．在奶茶中用超量增塑剂 方法10：化学与环境保护 【解题通法】七大环境问题及其危害 环境问题 主要污染物 主要危害 温室效应 CO2 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 臭氧层破坏 氟氯代烷、NOx 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害 光化学烟雾 碳氢化合物、NOx 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。 ②混入生活垃圾中难处理、难回收。 ③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡 赤潮和水华 废水中含氮、磷元素的营养物质 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化 PM2．5 颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康 【典型例题】 【对点训练2】人类在提高自身生活水平的同时还应关注环境问题，下列叙述不正确的是( ) A．化石燃料的高消耗、森林面积锐减是造成大气中二氧化碳浓度增高的主要原因 B．氮氧化物和硫的氧化物都是形成酸雨的主要物质 C．回收废旧电池的目的是因为废旧电池对空气产生污染以及材料的回收再利用 D．当进入水体的氮的含量增大时，会造成水体的富营养化从而破坏水质 方法11：绿色化学 【解题通法】 (1)绿色化学的含义：绿色化学的目的在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。 ①从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。 ②从环境观点看，它强调从源头上消除污染。 ③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。 (2)绿色化学的核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，即预防污染优于治理污染。 (3)原子经济性反应：按照绿色化学的原则，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%。 【典型例题】绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。下列不符合绿色化学理念的是(　　) A．尽可能使用无毒无害的原材料 B．尽可能减少生产过程中的能量消耗 C．治理产生的污染优于防治污染的产生 D．尽可能采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 一、金属矿物的开发利用 1．金属元素在自然界中存在的形态 2．金属冶炼原理与实质 (1)原理：将金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程。 (2)实质：用不同的冶炼方法使化合态的金属得到电子变成金属单质。 3．金属的冶炼方法(用化学方程式表示) 4．金属矿物资源的合理开发和利用 (1)原因。 ①地球上金属矿物资源有限，且分布不均； ②金属冶炼消耗很多能量，也易造成环境污染； ③金属腐蚀造成大量金属损失。 (2)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，防止金属的腐蚀； ③加强废旧金属的回收和再利用； ④使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量。 二、铝热反应实验 实验原理 Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来 实验操作 实验现象 (1)镁条剧烈燃烧 (2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应 (3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光 (4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热 反应的化学方程式为2Al + Fe2O3 == 2Fe + Al2O3 (1)铝热反应的引燃剂为镁条，助燃剂为氯酸钾。 (2)铝热剂为混合物，是由铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等)粉末组成的。 (3)镁条要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃；氧化铁粉末与铝粉要选择干燥的；铝粉要用没有被氧化的，否则反应难以进行。 (4)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。 三、海水资源的开发利用 1．海水水资源的开发利用 (1)直接利用：海水进行循环冷却。 (2)海水淡化：主要方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法等。 2．海水化学资源的特点 (1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，按含量计，海水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素的含量超过海水总量的99%，其他为微量元素，总计有80多种元素。 (2)分散性：虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的浓度(或富集程度)却很低。 四、海水化学资源的开发利用 1．食盐 除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。 主要流程： 有关反应的化学方程式： 电解氯化钠：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑；4Na＋TiCl4(熔融)== 4NaCl + Ti。 电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 侯氏制碱法：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl； NaHCO3分解：2NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2↑。 2．从海水中制取镁、溴、碘及其化工产品。 (1)海水中镁的提取 有关反应的化学方程式：MgCl2＋Ca(OH)2=== Mg(OH)2 + CaCl2；Mg(OH)2==MgO + H2O；Mg(OH)2＋ 2HCl=== MgCl2 + H2O；MgCl2(熔融)Mg + Cl2 ↑。 (2)海水提溴的方法(吹出法) 工艺流程 基本操作 浓缩 海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩 氧化 向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化成Br2 吹出 利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴蒸气 吸收 吹出的溴蒸气用SO2吸收 蒸馏 再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离 ②氧化、吸收环节主要离子方程式：Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 ；Br2 + SO2 + 2H2O = 4H++2Br -+2SO42-；Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2。 (3)海带中碘的提取 有关反应的离子方程式：Cl2＋ 2I－=2Cl- + I2 或H2O2＋ 2I－＋ 2H＋= 2H2O + I2。 五、煤、石油和天然气的综合利用 1．煤的综合利用 (1)煤的组成。 (2)综合利用。 2．天然气的综合利用 (1)天然气的组成和利用。 (2)天然气水合物。 天然气水合物又称为“可燃冰”，是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示为CH4·nH2O。 3．石油的综合利用 4．以煤、石油和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。 (2)对环境影响：废弃的合成材料给人类社会造成了巨大的环境压力。 第二节 化学品的合理使用 一、化肥、农药的合理施用 1．化学品的分类 化学品 大宗化学品 乙烯、硫酸、纯碱和化肥等 精细化学品 医药、农药、日用化学品、食品添加剂等 2．化肥的施用 (1)施用化肥的目的：提供农作物生长所需要的营养元素，保障农作物增产、减少农作物损失。 (2)常见的化肥：氮肥、磷肥、钾肥、复合肥等。 (3)化肥的合理施用。 合理施用化肥要考虑的因素 土壤酸碱性 作物营养状况 化肥本身的性质 不合理施用化肥的危害 造成水体富营养化，产生水华等污染现象 影响土壤的酸碱性和土壤结构 3．农药的施用 (1)农药的发展：早期农药有除虫菊、烟草等植物和波尔多液、石灰硫黄合剂等无机物。现在人们研制出了有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药等有机合成农药。 (2)对生态系统和自然环境的影响。 ①破坏害虫与天敌之间的生态平衡；②引起传粉昆虫的大量死亡；③造成土壤和作物的农药残留超标；④造成大气、地表水和地下水的污染。 (3)农药的发展方向：高效、低毒和低残留。 二、合理用药 1．药物的种类 (1)按来源：天然药物和合成药物。现有药物中的大部分属于合成药物。 (2)根据药品品种、规格、适应症状、剂量及给药途径不同分为处方药和非处方药(有OTC标识)。 2．药物在人体内的作用方式 (1)通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效。 (2)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。 3．重要的合成药——阿司匹林 (1)化学名称：乙酰水杨酸；结构简式： (2)合成方法。 +(CH3CO)2O+CH3COOH。 (3)功效：解热镇痛。 (4)不良反应：刺激胃黏膜，长期大量服用可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状。 4．合理用药 (1)合理用药的原则：安全、有效、经济和适当原则。 (2)合理用药的要素。 ①药物方面：剂量、剂型、给药途径和时间等因素； ②机体方面：患者年龄、性别、症状、心理和遗传等因素。 5．滥用药物的表现 (1)无处方长期服用安眠药、镇静剂。 (2)滥用抗生素。 (3)运动员服用兴奋剂。 (4)吸食毒品。 三、安全使用食品添加剂 1．食品添加剂的定义 食品添加剂是指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．食品添加剂的分类 (1)按来源可分为天然的和人工合成的两大类。 (2)按功能可分为着色剂、增味剂；膨松剂、凝固剂；防腐剂、抗氧化剂；营养强化剂等。 3．重要的食品添加剂 名称 主要作用 常用物质 代表物结构或成分 着色剂 改善食品颜色 红曲红、β­胡萝卜素、姜黄、柠檬黄、靛蓝 增味剂 增加食品的鲜味　 味精(谷氨酸钠) 膨松剂 使面团疏松、多孔　　　 单一膨松剂、复合膨松剂 NaHCO3、NH4HCO3 凝固剂 改善食品形态 盐卤、葡萄糖酸­δ­内酯 MgCl2、CaSO4 防腐剂 防止食品腐败变质　　 苯甲酸、苯甲酸钠、亚硝酸钠、山梨酸、山梨酸钾 抗氧化剂 防止食品被氧化变质 抗坏血酸(VC) 营养强化剂　 补充必要的营养成分 维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌、碘酸钾 VB、VD、CaCO3、FeSO4、ZnSO4、KIO3 第三节 环境保护与绿色化学 一、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．环境污染的来源 主要是工业“三废”：废气、废水、废渣，它们会导致大气污染、水体污染、土壤污染等。 (1)大气污染。 ①污染来源：除了自然因素，大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。 ②次生污染。 在一定的天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。 (2)水污染。 ①污水处理方法：物理法、化学法、生物法。 ②污水的“三级”处理。 (3)土壤污染。 ①形成：工业废渣、生活垃圾。 ②处理原则：无害化、减量化和资源化。 3．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”。 (3)寻找源头治理环境污染的生产工艺；杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。 二、绿色化学 1．绿色化学思想：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：就是反应物的原子全部转变为期望的最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物，其中，原子利用率＝×100%。 3．开发和利用自然资源的原则：遵循减量化、再利用和再循环的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。 易错点01：常见几种金属的冶炼误区 (1)用电解法冶炼较活泼金属时，电解的是熔融的金属化合物，而不是金属化合物的水溶液。因为在其水溶液中，阴极放电的是H＋，而不是金属阳离子，故得不到金属单质。 (2)工业上冶炼Al时用Al2O3而不用AlCl3，因为AlCl3为共价化合物，熔化后不导电。但冶炼Al时需加入冰晶石(Na3AlF6)，以降低熔化温度。 (3)工业上冶炼Mg时用MgCl2而不用MgO，因为MgO的熔点很高，耗能大。 (4)Au、Pt一般用物理法提取。 (5)利用铝热反应不能冶炼还原性比Al强的金属，如Mg、Na等。 ①铝热反应是指金属铝与某些金属氧化物的混合物在高温条件下发生置换反应，生成氧化铝和金属单质的过程。 实质是用较活泼的还原剂铝，把活泼性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来。 ②铝热反应实验中，镁和KClO3的作用是为铝热反应提供引发反应所需的高温，但该反应属放热反应且放出大量的热，能使生成的金属熔化为液态。 铝热反应可应用于冶炼一些高熔点金属，如铁、锰、钒等。 易错点02：化学中的“三馏”“两裂” (1)“三馏”比较 名称 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气加强热使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同 产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点不同的各组分组成的混合物 反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化 (2)化学中“两裂”的比较 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 易错点03：化石燃料的综合利用 (1)煤的干馏、气化和液化都是化学变化。 (2)石油分馏属于物理变化，由于石油中有些物质的沸点很接近，所以分馏产物一般为混合物。常压蒸馏的原料为石油，减压蒸馏的原料为重油。分馏时沸点低(相对分子质量小)的烃类先汽化，沸点高(相对分子质量大)的烃类后汽化。 (3)石油分馏所得汽油为直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不饱和烃，能与卤素单质反应。 (4)裂化是为了提高汽油等的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物作化工原料。 方法01：金属矿物的开发利用 【解题通法】 金属活动性顺序决定了金属的冶炼方法，常见金属的冶炼方法如下： 金属冶炼 方法 电解法 热还 原法 热分 解法 富集法 金属的活动性顺序 K CaNa MgAl Zn FeSn PbCu Hg Ag Pt Au 方法 选择 原因 单质还原性 强弱 阳离子氧化性 弱强 还原剂或 特殊措施 直流电强制提供电子 H2、CO、C、Al等 (加热或高温) 加热 物理富集 (或化学 方法) 【典型例题】合理、高效地开发、利用金属矿物，将其中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属冶炼的说法不正确的是(　C　) A．电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，钠元素被还原，氯元素被氧化 B．古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中，利用的是置换反应的原理 C．用铝热法原理炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被Al还原成Fe，转移9 mol e- D．对于一些不活泼的金属，可以用直接加热分解其化合物的方法将其还原出来 【答案】C 【解析】电解熔融NaCl制取金属钠的反应中，钠元素的化合价降低，被还原，氯元素的化合价升高，被氧化，故A正确；古法炼铜“曾青得铁则化为铜”，是铁和硫酸铜发生置换反应，故B正确；用铝热法原理炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被Al还原成Fe，转移8 mol e-，故C错误；对于一些不活泼的金属如汞、银，可以用直接加热分解其氧化物的方法将其还原出来，故D正确。 方法02：铝热反应实验 实验操作 实验现象 (1)镁条剧烈燃烧；(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热 铝热反应：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。 铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 铝热反应主要应用：冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等。 【典型例题】铝热反应有广泛的用途，实验装置如图1所示。下列说法错误的是( ) A．铝热反应的能量变化可用图2表示 B．和铝粉的混合物被称为铝热剂 C．铝热反应只能用于冶炼铁、锰、铬、镁等熔点较高的金属 D．铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 【答案】C 【解析】A项，铝热反应是放热反应，能量变化可用图2表示，故A正确；B项，Fe2O3和铝粉的混合物被称为铝热剂，故B正确；C项，镁的活泼性大于Al，不能用铝热反应冶炼金属镁，故C错误；D项，铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，故D正确；故选C。 方法03：海水水资源的利用 三种海水淡化方法的原理 方法 原理 蒸馏法 将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水 电渗析法 在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的 离子交换法 用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴离子、阳离子，得到去离子水 【典型例题】下列关于海水淡化的叙述中不正确的是(　　) A．蒸馏法淡化海水原理简单，但消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水 B．利用太阳能蒸发海水是一种环境友好、节约能源的好方法，也是一种古老的方法 C．利用海水淡化产生的高浓度的卤水来提取有用物质，是海水利用的基本思路 D．研制高性能的渗透膜来提高海水淡化效率，最终实现海水自动转化为淡水 【答案】D 【解析】反渗透法淡化海水必须给海水加压才能实现，不论半透膜效率有多高，都不可能让海水自动转化为淡水，因为这一过程是不能自发进行的。 方法04：海水化学资源的开发利用 【解题通法】 项目 操作方法 海水 提溴 ①方法：海水浓缩海水(Br-)吸收塔(SO2)HBr、SBr2、Cl-； ②主要反应：Cl2+2Br-Br2+2Cl-，SO2+2H2O+Br2H2SO4+2HBr 海带 提碘 ①方法：海带灼烧→浸泡→过滤→氧化→萃取→提纯→碘单质； ②主要反应：2I-+Cl2I2+2Cl- 海水 提镁 ①方法：海水(含MgCl2)Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2O无水MgCl2(熔融)Mg； ②主要反应：Mg2++2OH-Mg(OH)2↓，Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O，MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 【典型例题】下图为海水资源综合开发利用的流程图： 下列说法正确的是( ) A．过程a是粗盐的精制，除去租盐中的、、，加入试剂的顺序是NaOH、、，过滤后加盐酸 B．在工业生产中常选用试剂①作的沉淀剂，试剂①为KOH C．过程b可证明还原性： D．过程c常用热还原法冶炼金属镁 【答案】C 【解析】A项，过程a是粗盐的精制，除去租盐中的 Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的顺序是NaOH、 BaCl2、Na2CO3，只要满足碳酸钠在氯化钡溶液之后添加，目的是除去过量的钡离子，盐酸最后加入是为了可溶于盐酸的沉淀溶解，A错误；B项，KOH价格昂贵，工业上通常用石灰乳作镁离子的沉淀剂，B错误；C项，过程b中氯气将溴离子氧化为溴单质，氧化性氯气大于溴单质，可证明还原性： Br−>Cl− ，C正确；D项，过程c冶炼金属镁常采用电解熔融氯化镁的方法，D错误；故选C。 方法05：煤、石油和天然气的综合利用 【解题通法】 1．煤的加工方法及产品 2．石油加工 3．天然气的组成和利用 【典型例题】下列说法正确的是(　　) A．液化石油气的主要成分为甲烷 B．石油的分馏和蒸馏的原理是相似的 C．煤的干馏可分离出煤中含有的煤焦油 D．石油经过分馏得到的汽油是纯净物 【答案】B 【解析】液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷等，故A错误；石油的分馏和蒸馏的原理是相似的，都是根据物质的沸点不同分离液体混合物，故B正确；煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，属于化学变化，煤焦油是煤干馏的产物，煤中不含煤焦油，故C错误；石油经过分馏得到的汽油仍然是混合物，故D错误。 方法06：化肥、农药的合理施用 【解题通法】 1．农业生产中常见的化肥： 氮肥 铵态氮肥：NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4NO3等，尿素CO(NH2)2 磷肥 过磷酸钙：Ca(H2PO4)2和CaSO4的混合物，重过磷酸钙Ca(H2PO4)2·H2O 钾肥 草木灰：主要成分是K2CO3，硫酸钾(K2SO4)，氯化钾(KCl) 复合肥 KNO3、KH2PO4 2．不合理施用化肥的危害：①水体污染：由于很多化肥易溶于水，过量施用不仅浪费，而且部分化肥会随着雨水流入河流和湖泊，造成水体富营养化、产生水华等污染现象；②危害土壤：影响土壤的酸碱性和土壤结构。 【典型例题】 【对点训练1】下列关于施用化肥、农药的描述正确的是( ) A．应当研制、推广和使用低毒、无公害的化学农药 B．开发新农药时，要全面正确地掌握药物的性质及其对人体、环境的影响 C．含磷化合物都可以作为磷肥直接施用 D．有害农药的滥用会导致粮食、果品、蔬菜等的污染 【答案】C 【解析】农药本身有毒，在杀灭病虫害的同时，也带来了对环境的污染和对人体健康的危害，应当研制、推广和使用低毒、无公害的化学农药，故A正确；物质的性质决定用途，只有全面、正确了解物质的性质，才能合理利用它，故B正确；含磷化合物不一定都可以作为磷肥直接施用，故C错误；农药不合理使用，如大量滥用，会导致粮食、果品、蔬菜等的污染，故D正确。 方法07：合理用药 【解题通法】 类别 解热镇痛药 抗生素 抗酸药 定义 具有解热、镇痛药理作用，同时还有显著抗炎、抗风湿作用的药物 由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类代谢物 能中和胃里过多的盐酸，缓解胃部不适，用于治疗胃痛的药物 典型 实例 阿司匹林 青霉素 氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸氢钠、碳酸镁 结构简 式(化学式) — Al(OH)3、Mg(OH)2、NaHCO3、MgCO3 主要 用途 解热镇痛；防止心脏病、减缓老年人视力衰退和提高免疫能力；促进植物开花 医治因葡萄球菌和链球菌等引起的血毒症，如肺炎、脑膜炎、淋病和外伤感染 治疗胃痛的药物，能中和胃里过多的盐酸，缓解胃部不适 注意 事项 长期服用阿司匹林的不良反应有胃肠道反应、水杨酸反应等 青霉素在使用前一定要进行皮肤敏感试验 胃穿孔病人不能服用产生CO2的抗酸药，以防加重病情 【典型例题】 【对点训练4】下列药物知识中不正确的是( ) A．OTC是非处方药的标志，可以自行购药和按处方使用 B．肠溶片不可嚼碎服用，以防止药物对胃产生刺激以及胃液影响疗效 C．抗生素能抵抗所有细菌感染，可以大量使用 D．凡不以医疗为目的的滥用麻醉药品与精神药品都属于吸毒范围 【答案】C 【解析】A项，OTC是非处方药的标志，可以自行购药和按方法使用，A正确；B项，肠溶片不可嚼碎服用，以防止药物破碎后对胃产生刺激以及胃液影响疗效，B正确；C项，不同的抗生素对不同细菌感染有抵抗能力，而且会产生耐药性，因此不可以胡乱使用，更不能大量使用，C错误；D项，滥用麻醉药品和精神药品，若不是以治疗疾病为目的，都属于吸食毒品范畴，D正确；故选C。 方法08：常见的食品添加剂 功能 类别 品种 改善食品感官 着色剂 食用天然色素：辣椒红、姜黄、胡萝卜素 食用合成色素：苋菜红、胭脂红、柠檬黄 漂白剂 亚硫酸氢钠、硫黄 甜味剂 天然甜味剂：蔗糖、葡萄糖 合成甜味剂：糖精 酸味剂 醋酸、柠檬酸、乳酸 鲜味剂 谷氨酸钠(味精) 改变食品状态 膨松剂 碳酸氢钠、碳酸氢铵 凝固剂 氯化镁、硫酸钙、葡萄糖酸-δ-内酯等 提高食品营养 营养强化剂 维生素、赖氨酸、食盐加碘、酱油加铁等 防止食物腐败变质 防腐剂 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、硝酸盐 抗氧化剂 抗坏血酸(维生素C)、亚硝酸盐、二氧化硫 【典型例题】在现代食品工业中，食品添加剂的合理使用满足了人们对食品多样化的需求。下列食品添加剂与类别对应错误的是( ) A．糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂 B．加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于增味剂 C．加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂 D．食盐中添加的碘酸钾、奶粉中添加维生素属于营养强化剂 【答案】B 【解析】A项，糖果中添加的苋菜红、柠檬黄、靛蓝等属于着色剂，A项正确；B项，加工馒头、面包、饼干时添加的碳酸氢钠属于膨松剂，B项错误；C项，加工腊肉、香肠时添加的亚硝酸钠属于防腐剂，C项正确；D项，食盐中添加的碘酸钾、奶粉中添加维生素属于营养强化剂，D项正确；故选B。 方法09：安全使用食品添加剂 1．食品添加剂使用时应符合以下基本要求 (1)不应对人体产生任何健康危害 (2)不应掩盖食品腐败变质 (3)不应掩盖食品本身或加工过程中的质量缺陷，或以掺杂、掺假、伪造为目的而使用食品添加剂 (4)不应降低食品本身的营养价值 (5)在达到预期效果的前提下尽可能降低在食品中的使用量 2．在下列情况下可使用食品添加剂 (1)保持或提高食品本身的营养价值 (2)作为某些特殊食用食品的必要配料或成分 (3)提高食品的质量和稳定性，改进其感官特性 (4)便于食品的生产、加工、包装、运输或贮藏 【典型例题】食品加工过程中允许在规定范围内使用食品添加剂。下列行为中，不符合使用食品添加剂有关规定的是( ) A．在奶粉中添加微量碳酸钙 B．在食盐中加适量碘酸钾 C．制面包时添加适量小苏打 D．在奶茶中用超量增塑剂 【答案】D 【解析】A项，碳酸钙能够与胃酸(即盐酸)反应产生可溶性钙盐，因此能够被人体吸收，故有利于人体补钙，可以在奶粉中添加微量碳酸钙，A正确；B项，在食盐中加适量碘酸钾，可以适当增加碘元素的含量，防止大脖子病的发生，B正确；C项，小苏打不稳定，受热分解产生CO2气体，可以使面团松软，故在制面包时添加适量小苏打可以作食品的膨松剂，C正确；D项，增塑剂，一般也称塑化剂，增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质，但对人体健康会造成危害，因此不能向食品中添加，D错误；故选D。 方法10：化学与环境保护 【解题通法】七大环境问题及其危害 环境问题 主要污染物 主要危害 温室效应 CO2 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 臭氧层破坏 氟氯代烷、NOx 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害 光化学烟雾 碳氢化合物、NOx 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。 ②混入生活垃圾中难处理、难回收。 ③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡 赤潮和水华 废水中含氮、磷元素的营养物质 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化 PM2．5 颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康 【典型例题】 【对点训练2】人类在提高自身生活水平的同时还应关注环境问题，下列叙述不正确的是( ) A．化石燃料的高消耗、森林面积锐减是造成大气中二氧化碳浓度增高的主要原因 B．氮氧化物和硫的氧化物都是形成酸雨的主要物质 C．回收废旧电池的目的是因为废旧电池对空气产生污染以及材料的回收再利用 D．当进入水体的氮的含量增大时，会造成水体的富营养化从而破坏水质 【答案】C 【解析】A项，化石燃料的使用产生二氧化碳，森林可吸收二氧化碳，所以化石燃料的高消耗、森林面积的锐减是造成大气中二氧化碳浓度增高的主要原因，故A正确；B项，氮氧化物和硫的氧化物使雨水酸性增强，都是形成酸雨的主要物质，故B正确；C项，废旧电池中的重金属离子会污染水源和土壤，需要回收再利用，故C错误；D项，N元素可导致水中藻类植物大量繁殖，造成水体的富营养化从而破坏水质，故D正确；故选C。 方法11：绿色化学 【解题通法】 (1)绿色化学的含义：绿色化学的目的在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。 ①从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。 ②从环境观点看，它强调从源头上消除污染。 ③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。 (2)绿色化学的核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，即预防污染优于治理污染。 (3)原子经济性反应：按照绿色化学的原则，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%。 【典型例题】绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。下列不符合绿色化学理念的是(　　) A．尽可能使用无毒无害的原材料 B．尽可能减少生产过程中的能量消耗 C．治理产生的污染优于防治污染的产生 D．尽可能采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线 【答案】C 【解析】生产中使用无毒无害的原材料，可有效减少生产过程中对环境的污染，故A正确；减少生产过程中能量损耗，可以减少化石燃料的利用，可有效防止环境污染，故B正确；绿色化学理念应是从源头上防止或减少污染而不是先污染后治理，故C项不符合绿色化学理念；制造产品时，采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线，可有效减少生产过程对环境的污染，符合绿色化学理念，故D正确。 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $