内容正文:
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
8.3 环境保护和绿色化学
学习目标
1、能列举常见的大气、水体和土壤的污染物及其危害,说明常见污染的成因和防治措施的化学原理,树立“绿水青山就是金山银山” 的理念。
2、以酸雨防治和污水处理为例,设计简单的防治方案,体会化学原理的应用对环境保护的作用,说明化学科学在生产、生活中的应用价值。
3、通过环氧乙烷两种制备方法的讨论,树立“绿色化学”的观念,并能运用“绿色化学”思想分析和讨论化工生产的相关问题,形成节约和循环利用的可持续发展的意识。
一、化学与环境保护
【练习】工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-会对水体产生很大的危害,因此这种工业废水必须净化处理。一种处理含铬废水的工艺流程如下:
CrO42-
H+
① 酸化
Cr2O72-
Fe2+
② 还原
Cr3+
OH-
③ 沉淀
Cr(OH)3↓
+6
H2O2
⑤
Na2S2O3溶液
④
(1)试写出过程④⑤中发生反应的离子方程式:
;
。
(2)写出反应过程②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ,过程③反应后的沉淀一定还含有 。
(3)含Cr3+废水可以加入熟石灰进一步处理,目的是
。
1 : 6
将Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀除去
Fe(OH)3
3S2O32- + 4Cr2O72- + 26H+ = 6SO42- + 8Cr3+ + 13H2O
3H2O2 + Cr2O72- + 8H+ = 7H2O + 3O2↑ + 2Cr3+
二、绿色化学
期望产物的总质量
生成物的总质量
原子利用率 =
× 100%
环氧乙烷在常温常压下为无色气体,易溶于水,在酸性或碱性条件下易水解得到乙二醇。环氧乙烷是目前最好的消毒剂之一,被广泛用于消毒医疗用品。
原子利用率 ≈ 25.4%
原子利用率 = 100%
【思考2】从原料角度,用绿色化学的思想评价两种生产工艺?
方法①原料中Cl2有毒、有污染
【思考3】从中间产物角度,用绿色化学的思想评价两种生产工艺?
方法①原料中Cl2、中间产物HCl、HClO腐蚀设备
【思考4】从副反应角度,用绿色化学的思想评价两种生产工艺?
方法①副反应多,产率低
【思考5】从废弃物角度,用绿色化学的思想评价两种生产工艺?
方法①会产生废液、废渣
【练习】以下是两种由2 - 丙醇制备丙酮的方法:(1)计算两种制备方法的原子利用率?
(2)原子利用率和产率相同?
CH3CHCH3
OH
+ CrO3 + H2SO4 →
①
+ Cr2(SO4)3 + H2O
CH3CCH3
O
2CH3CHCH3
OH
+ O2 →
②
+ 2H2O
2CH3CCH3
O
催化剂
实际产量
理论产量
产率 =
× 100%
原子利用率 ≈ 12.4%
原子利用率 ≈ 76.3%
环境保护与绿色化学
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