第8章 第三节 环境保护与绿色化学（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一化学必修第二册（人教版）

该高中化学课件围绕环境保护与绿色化学展开，涵盖环境问题、工业三废治理、绿色化学核心思想及原子经济性反应等知识点，通过工业案例导入，串联污染治理与绿色化学的逻辑脉络，搭建从理论到应用的学习支架。 其亮点在于结合情境探究（如钛渣制备钛工艺流程）和课后辨析题，渗透科学思维（证据推理、模型认知）与科学态度与责任（可持续发展），例如利用物质沸点差异分析分离方法，助力学生提升解决实际问题能力，也为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

第三节　环境保护与绿色化学 知识 清单破 知识点1　化学与环境保护 1.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 a.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。 b.治理工业三废(废水、废气、废渣)。 c.减少污染物的排放,能从根本上解决环境问题。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 2.工业“三废”的治理 (1)大气污染的危害与治理 ①污染物主要来源:除了自然因素外,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次生污染物的形成:在太阳辐射等因素作用下,一次污染物经过复杂变化形成次生污染物,即 高中同步 第八章　化学与可持续发展 ③大气污染与治理:在一定条件下,大气污染物可造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现 象。可通过吸附、燃烧等方法治理工业废气。 (2)污水的处理方法 ①常用的污水处理方法:物理法、化学法和生物法等。 ②污水处理的常用化学方法:中和法、氧化还原法和沉淀法等。 (3)固体废物的处理 　　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。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 知识点2　绿色化学 1.绿色化学 绿色化学也称环境友好化学,其核心思想就是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 (1)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%,即在化学反应过程中不产生任何废弃物。 (2)原子利用率为100%的化学反应类型:化合反应、加成反应和加聚反应。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 3.绿色化学对化学反应的要求   高中同步 第八章　化学与可持续发展 链接拓展　绿色化学与污染控制化学 绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等,内容广泛。绿色化学倡导减少或停 止使用那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂等。 绿色化学与污染控制化学不同。污染控制化学涉及对已被污染的环境进行治理和控制。绿 色化学的理念是使污染消除在产生的源头,使整个合成过程和生产过程对环境友好,不使用 有毒、有害的物质,不产生废物,这是从根本上消除污染的对策。由于在开始就采用预防污 染的科学手段,故过程和最终均为零排放或零污染。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 知识辨析 1.化学工作者进行的环境质量监测工作可有可无,有污染治理就行。这种说法正确吗? 2.“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”等措施都能提高空气质量。这种说法正确吗? 3.化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2均为次生污染物。这种说法正确吗? 4.污水的一级处理通常采用化学法和生物法将难溶解的污染物除去。这种说法正确吗? 5.在汽车排气管上安装“催化转化器”把CO、NO催化生成N2和CO2,符合绿色化学的理 念。这种说法正确吗? 6.植物秸秆中含大量钾元素,焚烧后作钾肥符合“绿色化学”的思想。这种说法正确吗? 高中同步 第八章　化学与可持续发展 一语破的 1.不正确。环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础,非常必要。 2.正确。“燃煤固硫”可以减少SO2的污染,“汽车尾气催化净化”可以减少CO、NOx等的 排放,减少环境污染。 3.不正确。CO、NOx、SO2均为一次污染物,其形成的酸雨、光化学烟雾等为次生污染物。 4.不正确。污水的一级处理通常采用物理方法,用格栅间、沉淀池等除去不溶性污染物。 5.不正确。安装“催化转化器”不能从源头上减少或消除污染,即该做法不符合绿色化学理 念。 6.不正确。植物秸秆燃烧会产生大量的污染物,不符合“绿色化学”的思想。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 素养　证据推理与模型认知——突破无机工艺流程题 情境探究 　　钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2,含少 量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料,制备金属钛的工艺流程如下:   学科素养 情境破 高中同步 第八章　化学与可持续发展 已知“降温收尘”后,粗TiCl4中含有的几种物质的沸点: 物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4 AlCl3 沸点/℃ 136 127 57 180 (情境选自2022年湖南卷17题) 高中同步 第八章　化学与可持续发展 问题1　根据制备金属钛的工艺流程,分析每步操作的目的和作用是什么? 提示　钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化,转化为相应的氯化物,降温收尘后得到粗TiCl4,加入 单质Al除钒,再除硅、铝得到纯TiCl4,加入Mg还原得到Ti。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 问题2　“降温收尘”后,粗TiCl4中含有VOCl3、SiCl4、AlCl3,“除钒”过程中加入Al,则“除 矾”过程中发生的主要反应的化学方程式是什么? 提示　“降温收尘”后钒元素主要以VOCl3形式存在,“除钒”过程中加入Al得到VOCl2渣, 钒元素化合价降低,则铝元素化合价升高,根据得失电子守恒和原子守恒得化学方程式为3 VOCl3+Al 3VOCl2+AlCl3。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 问题3　TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后,混合气体中各组分的分压如下表: 物质 TiCl4 CO CO2 Cl2 分压/MPa 4.59×10-2 1.84×10-2 3.70×10-2 5.98×10-9 该温度下,TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式怎样书写? 提示    TiO2、C、Cl2为反应物,TiCl4、CO、CO2为生成物,根据相同条件下气体的压强之比 等于物质的量之比可知,TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5∶2∶4,在反应过程中,Cl元 素的化合价降低、C元素的化合价升高,根据得失电子守恒、原子守恒得化学方程式为5TiO2 +6C+10Cl2 5TiCl4+2CO+4CO2。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 问题4　“除硅、铝”过程中,分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是什么?“除钒”和“除硅、 铝”的顺序能否交换?理由是什么? 提示　AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大,“除硅、铝”过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、 SiCl4。若先“除硅、铝”再“除钒”,又会生成AlCl3杂质,因此“除钒”和“除硅、铝” 的顺序不能交换。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 讲解分析 1.无机工艺流程试题结构模型   规律:主线主产品,分支副产品,回头为循环。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 2.对原料预处理的常用方法 (1)研磨——减小固体颗粒物的体积,增大反应物的接触面积,加快反应速率。 (2)水浸——与水接触反应或溶解。 (3)酸浸——与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。 (4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可 燃性杂质。 (5)煅烧——改变结构,使一些不溶性物质转化为能溶解的物质或使一些物质在高温下氧 化、分解。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 3.解题思路   (1)首尾对比:对比分析原料与目标产物之间的关系,确定原料中需保留的元素(主元素)和需 去除的元素(杂质),同时比较物质变化和主要元素化合价的变化。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 (2)主元素跟踪:跟踪主要物质(元素)的转化形式和转化方法,即原料→中间物质→目标产 物。 (3)除杂分析:分析原料中的“杂质”转化除去过程,分析每一步骤的目的以及反应产物、反 应过程。 (4)综合判断:根据题干信息、流程信息、题中设问信息审题、解题(读完全题再做题)。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 典例呈现 例题 铝土矿(主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2)提取铝的流程如下,下列说法正确的是(　    ) A.残渣A主要是H2SiO3 B.滤液A中阳离子只有Fe3+和Al3+ C.过程Ⅲ可以用盐酸替代二氧化碳 D.滤液C中溶质主要是碳酸氢钠和硫酸钠 D 高中同步 第八章　化学与可持续发展 素养解读　本题以铝土矿制备金属铝为载体,综合考查化工流程题,该类试题体现了理论联 系实际的思维能力,同时渗透了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 信息提取　根据流程图,分析主元素的转化:   高中同步 第八章　化学与可持续发展 解题思路　铝土矿主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2,加入过量的稀硫酸溶解、过滤得到的残渣A为 二氧化硅,滤液A中含有硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁和过量的硫酸,向滤液A中加入过量氢氧 化钠和过量硫酸反应,沉淀亚铁离子、铁离子,残渣B主要是氢氧化铁和氢氧化亚铁,滤液B中 含有Na[Al(OH)4],通入过量的二氧化碳气体过滤得到的滤液C中含有碳酸氢钠和硫酸钠,固 体C为氢氧化铝,灼烧后得到的D为氧化铝,电解熔融氧化铝生成铝。由分析可知残渣A主要 是SiO2,A错误;滤液A中阳离子有Fe3+、Al3+、F 、H+,B错误;盐酸为强酸,能与氢氧化铝反 应,所以过程Ⅲ不可以用盐酸替代二氧化碳,C错误;由分析可知滤液C中溶质主要是碳酸氢钠 和硫酸钠,D正确。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 思维升华 　　工艺流程题是高考的热点题型,综合性强,难度较大,是高考试卷中的拉分题目之一。该 题型以工艺流程图的形式再现实际生产的关键环节,情境真实而富有意义,旨在引导学生学 以致用,解决生产、生活中的实际问题,有利于培养学生的科学态度和社会责任。考查的知 识多为产物的判断,陌生化学方程式、离子方程式或电极反应式的书写,温度控制在一定范 围的原因分析等。解题时,还要注意以下几个问题: (1)准确识图析图  　     　      高中同步 第八章　化学与可持续发展 图1彩色箭头表示反应物加入; 图2彩色箭头表示反应物分步加入; 图3彩色箭头表示物质循环利用。 (2)规范答题 　　要看清题目要求,按要求答题,不要答非所问。同时,回答问题要准确全面,注意语言表达 的规范性,特别是化学用语的书写与表示要准确、规范。 高中同步 第八章　化学与可持续发展 $