化学与环境保护从空间站到地球的环保使命-九年级化学（2024）下册

第十一单元

化学与社会发展第四节

化学与环境保护——星际守护者：从空间站到地球的环保使命

素养目标01化学观念

掌握水体污染（重金属、有机物）和大气污染（酸雨、汽车尾气）的化学治理原理，理解绿色化学“零排放”理念。02科学思维通过对比国际空间站水循环系统与地球污水处理技术，建立“闭环资源利用”模型，分析污染物转化规律。03科学实践与探究设计“模拟航天舱废水处理装置”和“火星基地尾气净化方案”，探究吸附、催化氧化等技术原理。04科学态度与责任通过“地球-太空环保对比实验”，树立可持续发展观，践行低碳生活方式。守护生命之源——水01学习活动一:空间站的红色警报氧气不足！告警！舱内水质超标，急需修复！水循环系统故障！任务卡：你们是星际环保特工’，需完成三项任务：修复太空站水质、净化火星基地空气、制定地球绿色方案。学习活动一:守护生命之源——水水是生命之源，但大自然赐予我们的水资源却十分有限。同时由于人类的生产、生活活动使水质不断恶化，又进一步加剧了水资源危机。空间站中水资源被污染，循环系统故障，应如何解决？分组选择技术处理废水：组1：活性炭吸附色素

→

蒸馏法去盐

→

检测电导率组2：反渗透膜过滤

→

紫外线杀菌

→pH试纸检测提供模拟废水（含色素、泥沙、NaCl），分发材料包（活性炭、反渗透膜、蒸馏装置）学习活动一:守护生命之源——水生活中的污水来源主要污染物：（1）病原体：如病毒、病菌、寄生虫等（2）需氧物质：生活污水中含有较多的糖类、蛋白质、油脂、木质素等有机物，在分解和氧化时大量消耗水中溶解的氧气，是水中生物呼吸困难，大量死亡，造成水质恶化。（3）富营养物质：化肥、饲料、合成洗涤剂的一些添加剂，由于其中的氮、磷而使水体营养过剩一些藻类疯长，从而危害鱼类、恶化水质。（4）有毒物质：工业生产中的，有毒物质如汞、铅、铬、镉、砷、硒的化合物，氰化物，农业生产中的农药等渗入水中，造成有毒物质污染。（5）热污染：工矿企业排出的高温废水和工业冷却水使水体温度变化无常，破坏生态系统。学习活动一:守护生命之源——水水体污染，不仅影响工农业、渔业生产，破坏水生生态系统，还会直接危害人体健康。因此必须采取各种措施，预防和治理水污染，保护和改善水质。小组讨论：制定水污染防护措施①依据不同的水质标准对水资源进行分类管理②加强水质检测③禁止污水的任意排放④加强对新技术、新工艺的研究与应用，力争实现无污染生产净化星球呼吸——空气02学习活动二:净化星球呼吸——空气探究1：酸雨腐蚀模拟实验配制pH=3的硫酸溶液（地球酸雨）、pH=4的盐酸溶液（火星大气含HCl）1、将铁片、大理石分别浸泡10分钟，记录现象：2、地球酸雨：铁片锈蚀速率______（快/慢），反应式：______3、火星酸雾：大理石表面______，反应式：______思考：1、酸雨的成因是什么？2、酸雨具有哪些危害？3、设计火星基地建筑防腐方案（材料选择：钛合金/碳纤维）学习活动二:净化星球呼吸——空气酸雨的危害1.酸化土壤,使土壤养分流失并失去活性。2.污染水体,使鱼类减少甚至灭绝。渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍。3.侵蚀建筑物、桥梁及文物古迹，加速金属制品的锈蚀等。Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑学习活动二:净化星球呼吸——空气

导致空气质量下降的污染物很多。目前空气污染物主要有：二氧化硫（SO2）氮氧化物（NOX）一氧化碳（CO）可吸入颗粒物

空气污染物主要来源SO2CO氮氧化物可吸入颗粒煤，石油等燃料的燃烧，生产硫酸等工厂排放的尾气化石燃料等不完全燃烧机动车辆等排放的废气地面扬尘、燃煤排放的粉尘等空气净化攻坚战：汽车尾气净化处理学习活动二:净化星球呼吸——空气汽车尾气也是导致酸雨的重要原因，为减少汽车尾气的排放,可在汽车排气管上安装“催化转化器”，使尾气中的一氧化碳和一氧化氮（NO）转化为氮气和二氧化碳。2NO+2CO=====N2+2CO2催化剂对产生的有毒气体通过安装除尘净化装置、排烟脱硫或脱氮，使废气中的有毒气体变成无毒物质，如在新汽车中使用催化转化器，能够减少汽车废气中的各种氮氧化合物；工厂中将含有二氧化硫的尾气通入脱硫吸收塔，用含有碳酸钙的洗液洗去二氧化硫等绿色化学革命

——人与自然和谐相处03学习活动三:人与自然和谐相处案例对比：传统燃料vs液氢液氧火箭煤油燃料：产生______吨CO₂/次液氢液氧：产物仅为______污染的防治就应从三方面考虑：一是堵住污染源；二是禁止向环境排放污染物；三是污染物进入环境产生危害后再治理。辩一辩：哪一种方法更好呢？学习活动三:人与自然和谐相处降解塑料制成的塑料袋生活中人们用降解塑料、纸制品或其它易分解的物质取代聚乙烯塑料制品，解决“白色污染”问题。燃料电池为消除电池造成的污染，人们研制出了绿色环保电池，如太阳能电池、燃料电池和海洋电池等。用无铅汽油代替含铅汽油研制的无磷洗衣粉代替含磷洗衣粉学习活动三:人与自然和谐相处城市污水实现集中处理和排放对三废经过处理使之符合排放标准后再排放治理受污染的河流禁止向环境排放污染物治理污染用新研制的R600a代替氟利昂，作冰箱制冷剂镀铬车窗饰边学习活动三:人与自然和谐相处绿色化学

(GreenChemistry)

--环境无害化学

--环境友好化学

--清洁化学绿色化学是新世纪人们追求健康，环保，生态平衡的趋势。是用化学的技术和方法去减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。其核心是要利用化学原理从源头上消除污染。绿色化学的主要内容无毒无害原料可