《8.3 环境保护与绿色化学》教案、导学案、同步练习

《8.3环境保护与绿色化学》教案【教学目标】知识与能力1.通过废旧电池回收利用的实例，掌握垃圾资源化的方法。2.通过工业合成实例，从定性→定量分析污染物排放问题，实现绿色化学。3.能够通过实际问题的分析和解决，实现学生分析解决问题能力的培养。过程与方法通过以“环境保护问题的解决”为主线，通过从事后处理和源头处理两个方面对问题进行分析和解决，从而实现对环境的保护。课堂中通过问题探究设计实验对废旧电池进行回收再利用，以及对化学反应进行定性→定量的分析，培养学生分析解决问题的能力。情感、态度、价值观1.赋予学生绿色化学的思想，培养学生爱护环境从我做起的意识，树立化学与可持续发展的意识。2.通过问题的分析探究过程，培养学生分析问题解决问题的能力，使学生能够切身感受到化学与人类社会，化学与环境保护，化学与可持续发展的密切关系。【教学重点】垃圾的资源化、绿色化学和环境保护意识的培养【教学难点】培养学生加强环保意识并培养绿色化学的理念，和分析解决问题的能力【可持续发展教育渗透点】本节课从环境保护这一视角，进一步强调人类与可持续发展的关系，人类要实现可持续发展，就必须做到合理利用资源，最大限度地利用好资源，还要保护好环境。【教学过程】（一）课前预习探究指导预习探究预期学习效果指导知识预习指导问题探究科学知识学习能力价值观与生活方式查阅有关环境保护的信息和资料1、小组查找有关环境污染的资料。了解有关环境污染问题的现状调查研究能力感受环境污染现状，了解环境问题对社会和人类的危害已有知识的复习和巩固2、知识回顾：（1）有关原电池的知识回顾例：以为例设计出原电池并写出对应的电极反应方程式。电解质溶液_________正极材料_______，电极反应________________负极材料_________，电极反应________________（2）有关物质分离提纯方法的知识回顾例：如何分离以下混合物：乙醇和水的混合物_________KCl和混合物________NaCl和混合物_________和混合物_________乙酸乙酯和碳酸钠溶液_______（3）常见离子的检验方法：____________________________________________复习原电池、物质的分离提纯方法、物质的检验等知识信息的加工，合作探究，问题的分析解决能力（二）课堂独立—合作—应用探究课堂教学阶段任务教师活动学生活动预期学习效果科学知识学习能力价值观与生活方式课堂引入展示一些环境优美的图片对比展示一些环境受到严重污染的图片观看投影了解环境污染问题观察表达能力感受人类与环境，人类与化学的关系问题提出环境问题是当今社会面临的一个重大问题，如何保护环境爱护环境呢？本班特斯拉科技制作社团废物利用小组的成果视频展示和目前所面临的困惑：1.废旧电池的回收利用问题2.其他更好的保护环境的方法观看视频思考从各种方面实现垃圾资源化观察分析解决问题能力体验利用科学知识解决实际问题的成功提出方案问题一：如何回收利用废旧电池的分析和解决：指导学生分析废旧干电池的组成、检验、回收利用方案的设计讨论交流实验验证成分评价实验方案利用原电池、物质分离提纯、检验，对问题进行分析解决分析解决问题能力感受化学与环境的关系，体验解决实际问题的过程。深入探究问题二的分析和解决：回收处理只是事后的处理方法，对环境问题来讲最好的方法是什么？定性评价和定量（原子利用率）分析工业合成环氧乙烷的流程。讨论交流讨论交流计算提出绿色化学概念提出原子利用率分析解决问题能力对比分析评价能力感受化学与可持续发展的关系培养学生从定性到定量的分析思维知识应用有关化学与实际社会问题的例题。讨论交流巩固绿色化学理念分析问题能力感受化学与社会可持续发展关系总结提升指导学习回顾学习过程世界环境日介绍环境保护，从我做起回顾思考交流化学知识分析解决问题的能力意识到保护环境人人有责，从我做起（三）课后延伸课后延伸作业内容方式与要求预期学习效果完成学案上的作业布置题环境污染、绿色化学、垃圾回收利用实验题独立完成了解常见环境污染问题，能够定性和定量的分析化学过程，能够完成回收利用实验分析【教学评价】本节课的学习效果评价内容主要基于这几个方面：课前预习探究活动中作业的完成情况，课堂自主合作探究中协作学习过程中做出的贡献，是否达到问题的要求。以及课后延伸活动中任务的完成情况评价。《8.3环境保护与绿色化学》导学案【学习目标】1.通过环境保护和绿色化学的有关知识，加强环保意识并培养绿色化学的理念。2.认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。【学习重难点】了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。【学习过程】【知识梳理】环境保护1．在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作者所承担的__________的检测是进行_______________和________________的基础。的生产工艺。2．化学在三废治理过程中的重要作用。3．污水的处理方法常有的有__________、__________和__________等4．工业废渣和生活垃圾等固体废弃物的处理应遵循__________、__________和__________的原则，达到减少环境污染和资源回收这两个重要目的。绿色化学核心：改变“先污染后治理”的观点和做法。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为__________%【知能检测】1．构建和谐社会的总要求之一是人与自然和谐相处，下列做法不符合这一主题的是()A．中科院广州化学所在利用二氧化碳制取可降解塑料的技术方面处于世界领先水平，该技术的成功应用将有效改善以二氧化碳为主的温室气体引发的“厄尔尼诺”“拉尼娜”等全球气候异常现象B．许多国家对聚乙烯等塑料垃圾进行了深埋或者倾倒入海处理，达到消除“白色污染”的目的C．山东单县采用以杂草、秸秆等为原料的生物质发电，有效地减少了二氧化硫的排放D．汽油中掺入酒精使用，可以降低对环境的污染和节约能源2．减少酸雨产生的途径可采取下列中的哪些措施()①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料，如天然气、甲醇等⑤开发新能源A．①②③④ B．②③④⑤C．①②③⑤ D．①③④⑤3．为了提高公众认识地球保障发展的意识，许多省市地区广泛开展了一系列活动。下列活动不符合这一宗旨的是()A．加强海底可燃冰、锰结核的探测与开发研究B．积极推广风能、太阳能光伏发电C．在生产、流通和消费等过程中实行“减量化、再利用、资源化”D．将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区，提高当地居民收入4．提高资源的利用率、保护生态环境是每一个公民的责任和义务，下列做法与之相悖的是()A．自2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用超薄塑料购物袋B．洗涤衣物时尽量使用含磷洗衣粉，以利于水生植物的生长C．对煤进一步气化或液化以获得洁净的燃料D．采用“绿色化学”工艺，建立环境友好型化工体系5．最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中()A．对废水、废气、废渣进行严格处理B．不排放任何有害物质C．在化工厂及周围种草、种树、种花，使工厂成为花园式工厂D．以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产过程的化学6．化学在自然资源的开发和利用中具有重要的意义，下列对其认识中不正确的是()A．利用化学知识和化学规律，人们可以更好地开发和利用资源B．利用化学知识和化学规律，人们可以制取更多物质，丰富物质世界C．人们在开发和利用资源的过程中，对环境造成了污染，化学对此无能为力D．人们对资源的开发和利用过程中，时刻不能忘记资源的可持续发展[答案解析]1．答案：B解析：聚乙烯等塑料垃圾难分解，深埋或倾倒入海并不能根除危害，只是起到转移危害的作用。2．答案：D解析：煤、石油中含硫，在燃烧时会产生SO2污染环境，因此对燃料脱硫，减少煤、石油等燃料的使用，用清洁燃料或开发使用新能源均可减少大气污染物的排放，而把工厂烟囱造高，只能减少近地面污染物的浓度，而向环境中排放总量不变，因此，不会减少SO2的排放，故选D。3．答案：D解析：将高能耗、高污染的企业迁至偏僻的农村地区，虽然能带动当地的经济发展，提高当地居民收入，但会对当地地区造成新的污染，从节约能源和环境保护方面考虑，此类高能耗、高污染的企业都不宜发展。4．答案：B5．答案：B6．答案：C《8.3环境保护与绿色化学》导学案【学习目标】1.了解环境污染问题，并能够用现有知识分析和提出解决方法。2.了解绿色化学概念，能够从原子利用率的角度定量分析。【学习重难点】学习重点：了解绿色化学概念，能够从原子利用率的角度定量分析。学习难点：了解环境污染问题，并能够用现有知识分析和提出解决方法。【学习过程】一、课前预习探究1.查找有关环境污染的资料.2.知识回顾：（1）有关原电池的知识回顾例：以为例设计出原电池并写出对应的电极反应方程式。电解质溶液_________正极材料_______，电极反应________________负极材料_________，电极反应_________________________________（2）有关物质分离提纯方法的知识回顾例：如何分离以下混合物：乙醇和水的混合物_________，和混合物__________，和混合物_________，和混合物_________，乙酸乙酯和碳酸钠溶液_______。（3）常见离子的检验方法知识回顾：______________________________________________________________________________________二、课堂自主-合作探究1.分析普通干电池的电极材料、电解质溶液、以及对应的电极反应方程式。已知：干电池的总反应为：。正极：_________，电极反应_______________________负极：_________，电极反应_______________________电解质溶液：_________________2.根据普通干电池的内部结构和电极反应，设计实验，回收利用其中有用物质：已知：锌的熔点为，干电池为了将电解质溶液的流动性减弱，一般是用淀粉和电解质溶液调和成为流动性差的糊状。（1）碳棒：______________用途：________________（2）锌桶：_________________________（3）的回收流程:____________________________________（4）和的回收流程：__________________________3.工业上以乙烯为原料合成环氧乙烷的途径主要有2种方法，（1）（2）评价这两种方法的优缺点：请计算这两种方法的原子利用率：三、课后延伸作业1.振兴东北老工业基地是国务院做出的重大决策。在发展工业的同时，还必须注意生态环境。请回答下列问题：城市工矿企业等排放的有害物质，除使大气污染加重外，还导致气候的变化。①排入大气的________气体，产生________效应，导致全球气候变暖。②排入大气的________和________的氧化物，会造成酸雨危害（填元素符号）。③大气中的将直接危害陆生高等植物的叶组织，目前有一种比较有效的方法是：用直升飞机喷撒分解成的CaO与空气中等物质反应最后生成降解其污染，请写出的中涉及到得化学方程式：_________________________________。2.“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应尽可能减少对环境的污染，下列化学反应不符合“绿色化学”概念的是（）A.消除硫酸厂尾气排放：B.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染：C.制：D.制、3.某研究性学习活动小组准备从废旧电池中回收碳棒、、、等物质，整个实验过程如下。试回答下列问题：（1）干电池的构造和工作原理：干电池的工作原理是：，则干电池工作时负极上的电极反应式为___________，正极反应前后经历了下列两个反应，即，，由以上两个反应式可知，正极上发生的电极反应式为___________。（2）锌皮和碳棒的回收：用钳子和剪刀剪开干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，并用毛刷洗干净，将电池内的黑色粉末移入烧杯中。（3）、的提取、检验和分离：①如何从黑色粉末中提取、晶体的混合物？写出简要的实验步骤。②用什么方法可将、晶体的混合物分离开？③最后剩余的黑色残渣的主要成分是二氧化锰，还有炭黑和有机物等。可用___________方法除去杂质以得到二氧化锰。《第三节环境保护与绿色化学》同步练习夯实基础·轻松达标1.近年来,环境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层被破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响,造成酸雨的主要有害物质是()A.COB.硫和氮的氧化物C.含氟化合物D.化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放答案B2.环境污染已成为人类社会面临的重大问题,各种污染数不胜数,下列词语与环境污染无关的是()①温室效应②赤潮③酸雨④光化学污染⑤臭氧空洞⑥水俣病⑦潮汐⑧大脖子病⑨水华A.①③④⑨ B.只有⑦⑧C.⑥⑦⑧ D.②⑤⑦答案B解析⑦潮汐是由地球自转引起的自然现象,⑧大脖子病是人体缺碘引起的,二者均与环境污染无关。3.以下反应最符合绿色化学(原料原子全部转化为产品原子)要求的是()A.乙烯与水反应制乙醇B.甲烷与氯气反应制备一氯甲烷C.乙醇与乙酸反应制乙酸乙酯D.皂化反应制肥皂答案A解析乙烯与水反应制乙醇为加成反应,原料利用率为100%,故A项正确;甲烷与氯气反应制备一氯甲烷为取代反应,有副产品HCl等生成,原料利用率不为100%,故B项错误;乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯,有副产品水生成,原料利用率不为100%,故C项错误;油脂在碱性条件下水解称为皂化反应,有副产物甘油生成,原料利用率不为100%,故D项错误。4.化学与材料、生活和环境密切相关。下列有关说法中正确的是()A.煤炭经蒸馏、气化和液化等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料B.医药中常用75%的酒精溶液来消毒,是因为酒精能够使细菌的蛋白质发生变性C.“海水淡化”可以解决淡水供应危机,向海水中加入明矾可以使海水淡化D.新型材料聚酯纤维、光导纤维都属于有机高分子材料答案B解析煤炭是固体物质,无法蒸馏,A项错误;75%的医用酒精可以使蛋白质变性,杀死细菌,B项正确;利用明矾净水可除去水中悬浮杂质,不能使海水淡化,C项错误;光导纤维的主要成分是SiO2,不是有机高分子材料,D项错误。5.对以下问题的认识中,不正确的是()A.矿泉水瓶回收、再利用,是减少“白色污染”的有效措施B.大量使用食品添加剂,可有助于改善食品的色、香、味,并不影响健康C.电子垃圾统一回收、拆解、再利用,能够减少对土壤和水源的污染D.“地沟油”经过加工处理制得肥皂或生物柴油,可以实现厨余废物合理利用答案B解析过量使用食品添加剂会对人体造成伤害。6.下列有关水处理方法不正确的是()A.用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物C.用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子D.用烧碱处理含高浓度NH4答案C解析C项,处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子可用沉淀法,如加入适量硫化钠,但用氯气不能除去,错误。7.(1)人类活动产生的污染物会影响臭氧层,如超音速飞机排放物中的氮的氧化物(NO和NO2),它们与O3和O发生如下反应:O3+NONO2+O2、NO2+ONO+O2,以上反应反复循环,其反应总的化学方程式为,氮的氧化物在破坏臭氧层的过程中起到了的作用。(2)氮的氧化物是大气污染物之一,目前有一种治理方法是在400℃左右,有催化剂存在的情况下,用氨把NOx还原为N2和水,写出反应的化学方程式:。答案(1)O3+O2O2催化剂(2)4xNH3+6NOx(2x+3)N2+6xH2O解析(1)将两个化学方程式相加得:O3+O2O2,可见反应前后氮的氧化物没有变化,为催化剂。提升能力·跨越等级1.“绿色化学”追求减少化工生产对环境造成的污染,下列物质可以称为“绿色氧化剂”的是()A.浓硫酸 B.浓硝酸 C.双氧水 D.漂白粉答案C解析浓硫酸作氧化剂时,其还原产物一般是SO2,会污染环境;浓硝酸作氧化剂时,其还原产物一般为NO或NO2,会污染环境;漂白粉作氧化剂时,其还原产物可能为Cl2,会污染环境;H2O2作氧化剂时,其还原产物是水,对环境无污染。2.化学与生产、生活和科研密切相关,下列说法错误的是()A.用菜籽油浸泡花椒制得花椒油的过程未发生化学变化B.河水中有许多杂质和有害细菌,加入明矾消毒杀菌后可以直接饮用C.把浸泡过KMnO4溶液的硅藻土放在水果箱里可延长水果的保鲜期D.对医疗器械高温消毒时,病毒的蛋白质受热变性答案B解析用菜籽油浸泡花椒制得花椒油的过程为萃取,其为物理变化,A项正确;明矾能净化河水,但不能对河水进行消毒杀菌,B项错误;浸泡过KMnO4溶液的硅藻土可以吸收水果释放出的乙烯,从而延长水果的保鲜期,C项正确;对医疗器械高温消毒时,病毒的蛋白质受热发生变性,D项正确。3.绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下,对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是()A.将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中B.将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中C.将与氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全D.将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离答案D解析一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有未反应的一氧化碳,是有毒气体,对环境有害,A项不符合绿色化学实验操作;将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中,会腐蚀下水道,污染水资源,B项不符合绿色化学实验操作;将与氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全,产生的二氧化硫有毒,污染空气,C项不符合绿色化学实验操作;将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离,防止了残余物对环境的污染,符合绿色化学实验操作,故D项正确。4.化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关。下列叙述错误的是()A.雾霾是一种分散系,分散剂是空气,带活性炭口罩防雾霾的原理是吸附原理B.洁厕灵的主要成分是盐酸,不能与“84”消毒液(主要成分是NaClO)混用C.推广使用煤液化技术,可减少二氧化碳等温室气体的排放D.Cl2、ClO2、O3和Na2O2等都具有强氧化性,但Na2O2不能用于饮用水的消毒答案C解析活性炭具有吸附作用,能吸附空气中的悬浮物,A项不符合题意;洁厕灵与“84”消毒液者混用会产生有毒的Cl2,B项不符合题意;煤的组成元素主要是碳元素,碳完全燃烧生成二氧化碳,因此推广使用煤液化技术,不能减少二氧化碳等温室气体的排放,C项符合题意;Cl2、ClO2、O3和Na2O2等都具有强氧化性,Cl2、ClO2、O3可用于饮用水的消毒,但Na2O2溶于水生成NaOH,NaOH有腐蚀性,因此Na2O2不能用于饮用水消毒,D项不符合题意。5.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是()选项叙述Ⅰ叙述ⅡA纳米铁粉有很好的吸附性纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子B硅胶可以和水发生化学反应硅胶作袋装食品的干燥剂CSO2有毒SO2能作食品防腐剂D肥皂水显碱性肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂答案D解析铁是活泼的金属,具有较强的还原性,可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,A错误;硅胶具有吸水性,可用作干燥剂,其与水不反应,B错误;SO2有毒,不能作食品防腐剂,C错误;肥皂水显碱性,可作蚊虫叮咬处的清洗剂,D正确。6.“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”思想的是()①实验室收集氨气采用图甲所示装置②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应实验A.②③④ B.①②③C.①②④ D.①③④答案C解析甲装置用向下排空气法收集NH3,且多余的NH3可用水吸收,①符合;乙装置中多余的Cl2可用浸有碱液的棉球吸收,防止Cl2污染环境,②符合;丙装置中反应生成的NO贮存在气球中,防止NO污染环境,④符合;实验③中浓盐酸和浓氨水挥发出的HCl和NH3会逸散到大气中,对环境造成污染,③不符合。7.近几年来,冠以“绿色”的新概念不断产生,如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等,这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此,由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中,你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()A.MgMg(NO3)2B.MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2C.MgMgOMg(NO3)2D.MgMgSO4Mg(NO3)2答案C解析据题意,“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。从经济角度考虑,B项最不符合,反应过程中除Mg外还用了其他三种试剂;D项也不符合,反应过程中用了两种较贵的试剂浓硫酸和Ba(NO3)2溶液。从环保角度考虑,A、D两项分别产生了污染环境的氮氧化物、SO2,B项也使用了会对环境造成污染的Cl2。从技术角度看,D项中Ba(NO3)2溶液