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1、2020年中考化學總復習教學案
知識·巧學·升華
一、燃料燃燒對空氣的影響
燃料的使用給人們的生活帶來很多方便,但是,有些燃料的燃燒提供能量的同時,對環(huán)境也造成了不良影響。
1.煤的燃燒
因煤中含有少量的硫、氮等元素,在燃燒時會排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物,它們?nèi)苡谒畷纬伤嵊?。酸雨不僅影響人的健康和植物生長,還會造成對自然資源以及建筑物等的破壞。煤若不充分燃燒還會產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳(CO)污染空氣。因此,應盡量減少使用原煤作燃料。
2.酸雨及其危害
目前,一般把pH小于5.6的雨水稱為酸雨,它包括雨、雪、霧、雹等降水過程。
一般地說,天然降
2、水都偏酸性,pH約在6左右。這是由于大氣中的CO2溶解在潔凈的雨水里形成碳酸的緣故,降水的微弱酸性可以促進土壤里養(yǎng)分的溶解,便于植物吸收,因此是有益的。但是,當降水的酸度增大,pH小于5.6時,對生態(tài)就會產(chǎn)生不良影響。
酸雨的危害大致有以下幾個方面:
(1)對人體健康的直接危害,硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部組織,引起肺水腫等疾病而使人致死。
(2)引起河流、湖泊的水體酸化,嚴重影響水生動植物的生長。
(3)破壞土壤、植被、森林。
(4)腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料等。
(5)滲入地下,可能引起地下水酸化,酸化的水中鋁、銅、鋅、鎘的含
3、量比中性地下水中高很多倍。
3.酸雨的形成
分析表明,酸雨中的酸度主要是由硫酸和硝酸造成的,它們占總酸度的90%以上,其余為一些弱酸。從我國的情況來看,酸雨中含硫酸一般比硝酸多,主要是硫酸型酸雨。酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和物理過程,目前世界各國對酸雨的形成機理還不很清楚。一般認為,酸雨是由于人為排放的二氧化硫等酸性氣體進入大氣后,造成局部地區(qū)大氣中的二氧化硫富集,在水凝結(jié)過程中溶解于水形成亞硫酸,然后經(jīng)某些污染物的催化作用及氧化劑的氧化作用生成硫酸,隨雨水降下形成酸雨。形成酸雨還要有一定的環(huán)境氣候條件,如濕度高、雨量大、無風,以及一定的地理因素等。
煤和石油中往往含有硫,在燃燒
4、時,絕大部分硫轉(zhuǎn)變成二氧化硫隨煙氣排到空氣中,在一定條件下形成酸雨。
我國的酸雨有以下特點:
(1)酸雨分布面廣,據(jù)23個省、市、自治區(qū)調(diào)查情況表明,有20個出現(xiàn)酸雨。
(2)酸雨分布存在著明顯的區(qū)域性,主要集中在西南、中南和華東地區(qū),并且有從北到南逐漸加重的趨勢。
(3)不少地區(qū)的酸雨已相當嚴重,而且逐年加重。
(4)酸雨的發(fā)展速度很快。
(5)酸雨主要是由硫酸及硫酸鹽引起的。
4.酸雨的防治
要防治酸雨的污染,最根本的途徑是減少人為排放的污染物。人為排放的二氧化硫主要是由于燃燒高硫煤(煤中一般含硫的質(zhì)量分數(shù)為0.3%~5%)造成的,因此,研究煤炭中硫資源的綜
5、合開發(fā)與利用,是防治酸雨的有效途徑。具體做法是大力進行煤炭洗選加工,綜合開發(fā)煤、硫資源;對于高硫煤和低硫煤實行分產(chǎn)分運,合理使用;在煤炭燃燒過程中,采取排煙脫硫技術(shù),回收二氧化硫,生產(chǎn)硫酸,發(fā)展脫硫煤、成型煤供民用,有計劃地進行城市煤氣化等。
5.汽車用燃料的燃燒
汽車用燃料是汽油或柴油。它們?nèi)紵龝a(chǎn)生一氧化碳、氮的氧化物和未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物、煙塵等,合稱尾氣。排到空氣中,會對空氣造成污染,損害人體健康。
6.化石燃料燃燒,造成對空氣的污染
(1)燃料中的雜質(zhì)如硫等燃燒時,產(chǎn)生空氣污染物,如SO2等。
(2)燃料燃燒不充分,產(chǎn)生一氧化碳。
(3)未燃燒的碳氫化
6、合物及碳粒、塵粒等排放到空氣中。
二、使用和開發(fā)新的燃料及能源
1.乙醇
學名乙醇,分子式C2H5OH,乙醇屬于可再生的清潔能源。
(1)酒精的制取:
①原料:高粱、玉米、薯類等。
②生產(chǎn)方式:發(fā)酵、蒸餾。
(2)性質(zhì):
乙醇是無色透明、有特殊香味的液體,能與水以任意比互溶,在空氣中燃燒,放出大量的熱,化學方程式:C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
(3)用途:
乙醇可用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機等的燃料。它屬于可再生資源。在汽油中加入適量酒精作為汽車燃料,可節(jié)省石油資源,減少汽車尾氣的污染。
2.氫氣
(1)性質(zhì):無毒,極易燃燒,燃燒時放出大
7、量的熱,化學方程式:2H2+O22H2O
(2)實驗室制法:
①原理:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
②裝置:
③收集:排水集氣法或向下排空氣法
3.能源展望
現(xiàn)代社會對能源的需求越來越大,化學反應提供的能量已不能滿足人類的需求。目前,人們正在利用和開發(fā)其他新能源,如太陽能、核能、風能、地熱能和潮汐能等。這些能源的利用既可部分解決化石能源面臨耗盡之危,又可減少對環(huán)境的污染。
問題·思路·探究
問題:氫氣是一種高效而無污染的理想能源。如果將來人類廣泛使用氫氣作為能源,你認為可行的,且很有發(fā)展前途的制氫氣的方法是哪幾種?請說明理由。
思路:要想大量制取氫氣,首
8、先原料來源要豐富,其次在制取過程中,消耗的能源應盡量少。
探究:設(shè)法將太陽光聚集產(chǎn)生高溫使水分解法:
2H2O2H2↑+O2↑,因為太陽能是取之不盡的能源。尋找高效催化劑使水分解產(chǎn)生氫氣:2H2O2H2↑+O2↑,因為催化劑能大大加快水的分解速率,且可以循環(huán)使用。
例1:我國三峽工程所提供的水電,相當于每年燃燒3 000萬噸原煤的火力發(fā)電站產(chǎn)生的電能,因此三峽工程有助于控制( )
A.溫室效應 B.白色污染
C.酸雨產(chǎn)生 D.農(nóng)藥、化肥污染
思路解析:煤的主要成分是碳,還有少量硫、氮等,燃燒時產(chǎn)生的CO2氣體是溫室氣體,產(chǎn)生的SO2和氮的氧化
9、物易形成酸雨。所以水電代替煤燃燒有利于控制溫室效應和酸雨的形成。
答案:AC
深化升華
通過一些題目來認識燃燒煤有害物質(zhì)對環(huán)境的危害,從而提高同學們的環(huán)境保護意識。
例2:“綠色化學”是21世紀化學發(fā)展的主導方向,其核心就是利用化學原理從源頭消除污染。據(jù)此,你認為最理想的燃料是( )
A.煤 B.石油 C.天然氣 D.氫氣
思路解析:煤燃燒時會排放出二氧化硫、二氧化氮等氣體污染物,這些氣體溶于雨水會形成酸雨。另外煤燃燒還會產(chǎn)生大量的煙塵污染空氣。石油不宜直接利用,而是將石油加熱分餾出汽油、柴油等產(chǎn)品之后再利用。經(jīng)常使用石油產(chǎn)品、天然氣作燃
10、料,會產(chǎn)生大量的二氧化碳,造成溫室效應。使用氫氣作燃料,燃燒時不但放出大量的熱,而且燃燒產(chǎn)物只有水,不會對環(huán)境造成污染。
答案:D
深化升華
本題屬于信息題,首先要理解題干中所給信息。從源頭消除污染,即只生成想要的目標產(chǎn)物,不再生成其他物質(zhì)。
例3:清潔工藝和綠色化學是上世紀90年代以來化工技術(shù)和化學研究的熱點和前沿。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署界定“清潔工藝”的含義是:在科學實驗研究、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品和服務中都要實施可持續(xù)性發(fā)展,以增加生產(chǎn)效益,防止對環(huán)境的破壞和污染。
(1)下列實驗不符合清潔工藝要求的是 (填序號)。
(2)請寫出實驗②的化學方程式 。
(3)我國西
11、部盛產(chǎn)天然氣,“西氣東輸”是國家在西部大開發(fā)中的一項重要工程。試比較用天然氣作燃料和用煤作燃料,哪一種更符合清潔工藝的要求?簡述理由。
思路解析:(1)SO2、CO都是污染空氣的有害氣體。①②實驗中都會向空中排放有害氣體,但題中所用的裝置及操作都沒有對它們處理。(2)天然氣是氣體,燃燒比固態(tài)煤燃燒IU全,煤中又含有硫等多種雜質(zhì),燃燒后會產(chǎn)生有害氣體(如SO2)和煙塵,嚴重污染環(huán)境。
答案:(1)①② (2)CO+CuOCu+CO2
(3)天然氣作燃料更符合清潔工藝的要求。天然氣是氣體,燃燒比煤更充分,煤含硫等雜質(zhì)較多,燃燒產(chǎn)物對環(huán)境造成的污染比天然氣嚴重。(其他答案只要符合清潔工藝的要求,均可以)
深化升華
此題考查學生利用信息資料和所學知識解決實際問題的能力。解此題的關(guān)鍵是將題中的圖示和文字敘述內(nèi)容與所學化學知識結(jié)合起來比較分析。
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