《化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色追求》時(shí)

新課標(biāo)人教版課件系列《高中化學(xué)》選修6第一頁，共三十七頁。第一單元從實(shí)驗(yàn)走進(jìn)化學(xué)課題二

《化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色追求》

第二頁，共三十七頁。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力復(fù)習(xí)氯氣的制取及其主要化學(xué)性質(zhì)通過親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、觀察、分析問題的能力和自主創(chuàng)新能力通過微型實(shí)驗(yàn)制取氯氣并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其性質(zhì)第三頁，共三十七頁。情感與態(tài)度培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，倡導(dǎo)對(duì)環(huán)境危害小，節(jié)約實(shí)驗(yàn)試劑用量的微型實(shí)驗(yàn)第四頁，共三十七頁。過程與方法通過實(shí)驗(yàn)了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生積極創(chuàng)新的精神第五頁，共三十七頁。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)了解綠色化學(xué)的意義掌握幾種綠色實(shí)驗(yàn)原理第六頁，共三十七頁。我們所生活的環(huán)境日益遭到破壞第七頁，共三十七頁。化學(xué)三廢污染著地球第八頁，共三十七頁。思考與交流面對(duì)日趨嚴(yán)重的化學(xué)環(huán)境污染，我們應(yīng)當(dāng)如何去保護(hù)我們賴以生存的地球呢？使用清潔原料和生產(chǎn)無害產(chǎn)品；生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生“三廢”；循環(huán)利用；可再生利用第九頁，共三十七頁。一、綠色化學(xué)——一種新的化學(xué)理念1.綠色化學(xué)的誕生從1960起，化學(xué)農(nóng)藥的污染問題被提出來，人們開始注意到人口的急劇增加，工業(yè)的高度發(fā)達(dá)，資源的極度消耗，污染的日益嚴(yán)重，使人類不得不面對(duì)嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)。當(dāng)今世界各國(guó)生產(chǎn)使用著約十萬種化學(xué)品。僅美國(guó)化學(xué)工業(yè)每年就要排放約三十億噸化學(xué)廢棄物，其中進(jìn)入大氣的約60%，土壤10%，表面水系10%和地下20%.第十頁，共三十七頁。這些問題不但影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且對(duì)環(huán)境造成的危害將對(duì)全人類自身的健康甚至是生存都造成了嚴(yán)重的威脅。解決問題的辦法初期主要以治理為主，但這些辦法效果有限，費(fèi)用昂貴。在積累了30年治理污染的經(jīng)驗(yàn)后，人們提出了污染預(yù)防這一新的概念，最后美國(guó)環(huán)保局提出了“綠色化學(xué)”這一“新化學(xué)嬰兒”。第十一頁，共三十七頁。第二節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色追求一綠色化學(xué)

綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)，是從源頭上防止污染產(chǎn)生或把化學(xué)過程對(duì)化境的負(fù)面影響降低到最低程度的化學(xué)。第十二頁，共三十七頁。3.綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)

綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)在于它是在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。顯然，綠色化學(xué)技術(shù)不是去對(duì)終端或生產(chǎn)過程的污染進(jìn)行控制或處理。所以綠色化學(xué)技術(shù)根本區(qū)別于"三廢處理"，后者是終端污染控制而不是始端污染的預(yù)防。

綠色化學(xué)是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大程度地節(jié)約能源，在各環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。它的主要特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：第十三頁，共三十七頁。(1)原料綠色化。以無毒、無害，可再生資源為原料。(2)化學(xué)反應(yīng)綠色化。選擇“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”。(3)催化劑綠色化。使用無毒、無害，可回收的催化劑。(4)溶劑綠色化。使用無毒、無害，可回收的溶劑。(5)產(chǎn)品綠色化。產(chǎn)品可再生、可回收。

第十四頁，共三十七頁。二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化1、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)是以綠色意識(shí)為指導(dǎo)思想，力圖把傳統(tǒng)的“粗放型”實(shí)驗(yàn)，改革成為“集約型”的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。我們可以從以下幾個(gè)方面探索中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)：

第一，選擇對(duì)環(huán)境影響盡可能小的反應(yīng)物，尋找實(shí)驗(yàn)中有毒藥品的替代品。

第二，研究最佳實(shí)驗(yàn)條件，控制試劑用量，努力實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的微型化，并注意節(jié)約能源，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。

第三，改進(jìn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)符合綠色化要求的尾氣吸收裝置，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物進(jìn)行無害化處理，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行綠色化實(shí)驗(yàn)探索，增強(qiáng)學(xué)生的綠色意識(shí)。第十五頁，共三十七頁。2實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的途徑（1）開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)原料和反應(yīng)過程的綠色化。（2）防止實(shí)驗(yàn)過程中尾氣、廢物等對(duì)環(huán)境的污染，加強(qiáng)尾氣的吸收，對(duì)產(chǎn)物盡可能再利用。（3）盡量減少實(shí)驗(yàn)試劑的用量，使實(shí)驗(yàn)小型化、微型化。（4）危險(xiǎn)或條件苛刻，污染嚴(yán)重或價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)，可采用模擬實(shí)驗(yàn)或看錄象等方法。（5）妥善處置產(chǎn)生的廢物，防止污染環(huán)境。第十六頁，共三十七頁。思考與交流氯氣是一種十分重要的物質(zhì)，回顧一下，氯氣有哪些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？它能與那些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？實(shí)驗(yàn)室中怎樣制備氯氣？第十七頁，共三十七頁。物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)、氣味溶解性化學(xué)性質(zhì)現(xiàn)象方程式與金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)通入含KSCN的FeSO4溶液通入KI溶液遇濕潤(rùn)的淀粉KI試紙遇濕潤(rùn)的有色布條與水反應(yīng)與堿反應(yīng)黃綠色、有刺激性氣味氣體水中可溶，有機(jī)溶劑中易溶金屬劇烈燃燒H2、P等燃燒溶液變紅溶液變黃色試紙變藍(lán)布條褪色氯水呈淺黃綠色第十八頁，共三十七頁。左圖實(shí)驗(yàn)裝置比較復(fù)雜，如何將其微型化？表面皿玻璃片滴管第十九頁，共三十七頁。小結(jié)

氯氣的重要化學(xué)性質(zhì)：（1）與金屬反應(yīng)（2）與非金屬反應(yīng)（3）與水反應(yīng)（4）與堿反應(yīng)（5）與還原性物質(zhì)反應(yīng)（6)

與有機(jī)物反應(yīng)第二十頁，共三十七頁。1、Cl2的以上各化學(xué)性質(zhì)哪些不可用微型實(shí)驗(yàn)裝置來完成？Cl2與金屬、非金屬的反應(yīng)需加熱或點(diǎn)燃，無法利用該微型實(shí)驗(yàn)裝置來完成。2、Cl2與NaOH溶液反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，可利用什么試劑證明兩者發(fā)生了反應(yīng)？NaOH溶液顯堿性，生成的NaCl顯中性，NaClO顯弱堿性，可利用酚酞試液證明兩者發(fā)生了反應(yīng)。向NaOH溶液中加一滴酚酞，接觸Cl2后，溶液的紅色逐漸褪去?？茖W(xué)探究

第二十一頁，共三十七頁。實(shí)驗(yàn)1-2探究步驟觀察現(xiàn)象探究結(jié)論探究1：在一塊下襯白紙的玻璃片的不同位置上分別滴加濃度為0.1mol·L-1的KBr、KI（含淀粉溶液）、NaOH（含酚酞）、FeSO4（含KSCN溶液）溶液各1滴，每種液滴彼此分開（應(yīng)在下襯得白紙上編號(hào)，記清各滴的位置），圍成半徑小于表面皿的圓形。在圓心處放置2粒芝麻大小的KClO3晶體。蓋好表面皿。打開表面皿，向KClO3晶體滴加一滴濃鹽酸，立即用表面皿蓋好，觀察氯氣的生成及其與各液滴反應(yīng)的現(xiàn)象（約2分鐘）。記錄各液滴的變化，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式。表面皿內(nèi)有黃綠色氣體生成

1、KBr溶液變?yōu)辄S色2、KI（含淀粉）溶液變?yōu)樗{(lán)色3、NaOH（含酚酞）變?yōu)闇\紅色4、FeSO4（含KSCN）變?yōu)檠t色氯氣具有強(qiáng)氧化性，并且能與堿發(fā)生反應(yīng)。第二十二頁，共三十七頁。表面皿玻璃片滴管pH試紙KSCN溶液反應(yīng)原理KClO3+6HCl(濃）=3Cl2↑+KCl+3H2O第二十三頁，共三十七頁。思考與交流利用這套簡(jiǎn)易裝置，可能進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)？它們之間有什么相同特點(diǎn)？可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有：CaCO3與鹽酸反應(yīng)并檢驗(yàn)CO2的性質(zhì)；Na2SO3與硫酸反應(yīng)并檢驗(yàn)SO2的性質(zhì)?？捎脕碇苽錃怏w并試驗(yàn)氣體的性質(zhì)，有關(guān)反應(yīng)不需加熱。第二十四頁，共三十七頁。小結(jié)

通過以上實(shí)驗(yàn)分析微型實(shí)驗(yàn)有哪些特點(diǎn)?結(jié)論：微型實(shí)驗(yàn)具有藥品用量少、儀器容量小、對(duì)環(huán)境的污染少、操作方便、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、實(shí)驗(yàn)過程快速安全。

第二十五頁，共三十七頁。本節(jié)課化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的總結(jié)：(1)綠色:開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)(2)回收:妥善處理尾氣、廢物(3)簡(jiǎn)約:使實(shí)驗(yàn)小型化、微型化

演示面粉爆炸試驗(yàn)(4)模擬:計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)或視頻(5)創(chuàng)新：創(chuàng)造或改進(jìn)一些實(shí)驗(yàn)

演示焰色反應(yīng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)第二十六頁，共三十七頁。1、保護(hù)環(huán)境已成為人類的共識(shí)，人類應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展的方式使用資源，以合理的方式發(fā)現(xiàn)進(jìn)行處理并循環(huán)使用。下列做法不利于環(huán)境保護(hù)的是A．發(fā)電廠的煤經(jīng)脫硫處理B．將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作燃料C．回收并合理處理聚乙烯塑料廢物D．電鍍廢液經(jīng)中和后直接排放思考與練習(xí)第二十七頁，共三十七頁。2、下列符合化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化”的有（）①在萃取操作的演示實(shí)驗(yàn)中，將CCl4萃取溴水改為CCl4萃取碘水②在銅和濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲③將實(shí)驗(yàn)室的廢酸液和廢堿液中和后再排放A、①②B、①③C、②③D、①②③D第二十八頁，共三十七頁。知識(shí)拓展原子經(jīng)濟(jì)性

綠色化學(xué)的“原子經(jīng)濟(jì)性”是指，在化學(xué)品合成過程中，合成方法和工藝應(yīng)被設(shè)計(jì)成能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中。第二十九頁，共三十七頁。

化學(xué)反應(yīng)的“原子經(jīng)濟(jì)性”（Atomeconomy）概念是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一，最早由美國(guó)斯坦福大學(xué)的B.M.Trost教授提出，他針對(duì)傳統(tǒng)上一般僅用經(jīng)濟(jì)性來衡量化學(xué)工藝是否可行的做法，明確指出應(yīng)該用一種新的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估化學(xué)工藝過程，即選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性，原子經(jīng)濟(jì)性考慮的是在化學(xué)反應(yīng)中究竟有多少原料的原子進(jìn)入到了產(chǎn)品之中，這一標(biāo)準(zhǔn)既要求盡可能地節(jié)約不可再生資源，又要求最大限度地減少?gòu)U棄物排放。第三十頁，共三十七頁。原子經(jīng)濟(jì)性示意圖第三十一頁，共三十七頁。課后作業(yè)1，結(jié)合本節(jié)課內(nèi)容，請(qǐng)自己運(yùn)用綠色化學(xué)思想，設(shè)計(jì)或改進(jìn)一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。2，完成課后試題試卷測(cè)驗(yàn)。第三十二頁，共三十七頁。歷史上的八大公害事件1.馬斯河谷事件：1930年12月1～5日比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)處于狹窄的盆地中，12月1～5日發(fā)生氣溫逆轉(zhuǎn)，工廠排出的有害氣體在近地層積累，三天后有人發(fā)病，癥狀表現(xiàn)為胸痛、咳嗽、呼吸困難等。一周內(nèi)有60多人死亡。心臟病、肺病患者死亡率最高。2.多諾拉事件:1948年10月26～31日美國(guó)賓夕法尼亞洲多諾拉鎮(zhèn)該鎮(zhèn)處于河谷，10月最后一個(gè)星期大部分地區(qū)受反報(bào)旋和逆溫控制，加上26～30日持續(xù)有霧，使大氣污染物在近地層積累。二氧化硫及其氧化作用的產(chǎn)物與大氣中塵粒結(jié)合是致害因素，發(fā)病者5911人，占全鎮(zhèn)人口43％。癥狀是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、頭痛、肢體酸乏、嘔吐、腹瀉，死亡17人。資料卡片第三十三頁，共三十七頁。3.洛杉磯光化學(xué)煙霧事件:二十世紀(jì)40年代初期美國(guó)洛杉磯市全市250多萬輛汽車每天消耗汽油約1600萬升，向大氣排放大量碳?xì)浠衔?、氮氧化物、一氧化碳。該市臨海依山，處于50公里長(zhǎng)的盆地中，汽車排出的廢氣在日光作用下，形成以臭氧為主的光化學(xué)煙霧。4.倫敦?zé)熿F事件:1952年12月5～8日英國(guó)倫敦市5～8日英國(guó)幾乎全境為濃霧覆蓋，四天中死亡人數(shù)較常年同期約多40000人，45歲以上的死亡最多，約為平時(shí)3倍；1歲以下死亡的，約為平時(shí)2倍。事件發(fā)生的一周中因支氣管炎死亡是事件前一周同類人數(shù)的9.3倍。第三十四頁，共三十七頁。5.四日市哮喘事件:1961年日本四日市1955年以來，該市石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，嚴(yán)重污染城市空氣。重金屬微粒與二氧化硫形成硫酸煙霧。1961年哮喘病發(fā)作，1967年一些患者不堪忍受而自殺。1972年市共確認(rèn)哮喘病患者達(dá)817人，死亡10多人。6.米糠油事件:1968年3月日本北九洲市、愛知縣一帶生產(chǎn)米糠油用多氯聯(lián)苯作脫臭工藝中的熱載體，由于生產(chǎn)管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超過1400人，至七八月份患病者超過5000人，其中16人死亡，實(shí)際受害者約13000人。第三十五頁，共三十七頁。7.水