1、人民教育出版社高中化学选修六课题二 化学实验的绿色追求 第1课时 化学实验的绿色追求 第1课时 学习目标定位学习目标定位学习重难点：明确绿色化学的概念，树立绿色化学思想，形成环境保护意识，能在化学实验中贯彻绿色化学的思想。绿色化学的概念。1通常所说的环境问题，主要是指由于，以及和所造成的环境污染。(1)在环境问题日益突出的今天，化学工作者所面临的重要任务是、。(2)使用化学品的 5 大原则；。人类不合理地开发和利用自然资源工农业生产人类生活对环境情况的监测三废的治理寻找源头治理环境污染的生产工艺拒用危害品减量使用再生循环使用再生利用知识回顾区 第1课时 知识回顾知识回顾2绿色化学又称化学或化学
2、，是的化学，是人类追求自然完善的一种高级表现。(1)绿色化学的主要特点是原子经济性，即在获取新物质的化学过程中充分利用，既充分利用，又不产生。在始端采用预防实际污染的科学手段，其过程和终端均为和。(2)绿色化学要求原料和产品无害，在化学过程中不产生“三废”或使“三废”降低到最低程度。这些原则不仅适用于化工生产，同样是化学实验与日常生活中使用化学品时所应遵循的原则。环境友好清洁从源头上防治污染生产或把化学过程对环境的负面影响降到最低程度每种原料原子资源污染零排放零污染知识回顾区 第1课时 探究点一 化学实验的绿色化1化学实验的绿色化就是以的理念和原则来指导实验工作，使实验室的“三废”排放降低到最
3、低程度并能得到妥善的处理，实验室的性和环境质量得到提升，师生的绿色化学和环保意识得到强化。绿色化学安全学习探究区 第1课时 化学实验的绿色化 2化学实验绿色化的途径有以下几个方面：(1)开发绿色实验，如实验室以分解制氧气取代氯酸钾分解法，实现原料和反应过程的绿色化；(2)防止实验过程中尾气、废物等对环境的污染，实验中有危害性气体产生时要，对实验产物尽可能再利用等；(3)在保证实验效果的前提下，尽量减少的用量(如降低试剂浓度，减少用量等)，使实验化、化；(4)对于危险或反应条件苛刻，污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验，可采用实验或观看等办法；(5)妥善处置实验产生的废物，防止环境。H2O2加强尾
4、气吸收实验试剂小型微型计算机模拟化学实验录像污染学习探究区 第1课时 为了把化学实验所产生的污染程度降到最低限度，下列措施应在实验操作中予以采纳。(1)化学实验化。(2)在无法密闭操作时，要加强、通风或其他防护措施。(3)加强反应物质的和消毒处理。(4)在设计实验方案时，要尽量避免的物质，尽量选择污染少的实验方法和实验装置。密闭吸收回收利用使用和生成毒性较大以及容易形成污染学习探究区 第1课时 归纳总结归纳总结活学活用1某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞 b，试管 d 中加水至浸没长导管口，塞紧试管 c 和 d 的胶塞
5、，加热 c，其目的是_。(2)在 d 中加适量 NaOH 溶液，c 中放一小块铜片，由分液漏斗 a 向 c 中加入 2 mL 浓硝酸，c 中反应的化学方程式是_。再由 a 向 c 中加 2 mL 蒸馏水，c 中的实验现象是_。学习探究区 第1课时 活学活用活学活用Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 反应变缓，气体颜色变淡检查装置气密性(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是_，理由是_。方案反应物甲Cu、浓硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性：KMnO4Cl2Br2，操作步骤为_，实验现象为_；但此实验的不
6、足之处是_。学习探究区 第1课时 耗酸量最少，无污染丙KMnO4，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕黄色 没有尾气处理装置向d中加入KBr溶液，c中加入固体解析(1)联想有气体参与或生成的反应首先需检查装置的气密性，特别是题目中的“加热 c”的暗示信息，更易想到其目的是检查装置的气密性。(2)Cu 与浓 HNO3 反应生成 NO2，加入蒸馏水后硝酸的浓度变小，反应速率变慢，生成的 NO2 量减少，其颜色变浅。(3)根 据 方 案 丙 的 反应 原 理：2Cu O2=2CuO，CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O，可知该方案制备等量的 Cu(NO3)2时，消耗的 HN
7、O3量少，且无有害的 NO2、NO 等氮氧化物生成。点燃学习探究区 第1课时(4)要证明氧化性 KMnO4Cl2Br2，可根据以下反应原理实现：2KMnO416HCl=2MnCl22KCl5Cl28H2O，Cl22KBr=2KClBr2，根据反应的颜色变化来说明反应的发生，再根据装置的特点即可得出其实验步骤。因生成的Cl2 等有毒，可得该装置的缺点是没有尾气处理装置。理解感悟理解感悟理解感悟本题改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，题中改进装置图已给出，且提出甲、乙、丙三种实验的方案，解题时应围绕装置图及三种实验方案作答。学习探究区 第1课时 探究点二 电解水的微型实验1按下图所示装置，完成实验并
8、回答问题：(1)当电池两极与电极(大头针)连通电解开始后，溶液中的离子在极放电生成，离子在极放电，生成。(2)图中右穴孔中的水面上产生的气泡内为气体，用燃着的火柴靠近气泡，可听到产生。HH2阴OH阳O2氢氧混合尖锐的爆鸣声学习探究区 第1课时 电解水的微型实验(3)在实验中使用 5%NaOH 溶液是为了，也可用或等溶液来代替稀 NaOH 溶液。(4)电解水的微型实验与初中电解水的实验相比，有哪些优点？从哪些方面体现了化学实验的绿色化？增强水的导电能力稀硫酸硫酸钠答案 该实验是一个微型化实验，充分体现了绿色化学的思想，与初中曾做过的电解水实验相比，通过对实验的微型化处理，使得实验过程中消耗的试剂
9、量减少，达到节省药品的目的；同时，电解时消耗的电能也相应减少；实验进行的速率加快，现象也很明显。学习探究区 第1课时 2实验室中，许多在试管中完成的物质的性质实验，在不影响实验观察的前提下可以改用，如硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应，氯化铁溶液与 KSCN 溶液反应等，均可以在中进行。有些气体的制备实验可以改为，如我们可以将医用带橡胶塞的针剂小瓶作，用空圆珠笔芯作进行实验。微型实验点滴板微型实验发生容器导管学习探究区 第1课时 归纳总结起源于 20 世纪 80 年代的微型化学实验是国际公认的一种在微型化的条件下进行化学实验的新技术和新方法。微型实验以尽可能少的药品用量来获取最有效的实验信息，其特点
10、是、实验现象直观明显、实验过程快速安全。药品用量少仪器容量小污染减少操作方便学习探究区 第1课时 归纳总结归纳总结活学活用2“绿色化学实验”进课堂。钠与氯气反应的装置可作如图改进，将一根玻璃管与氯气发生器相连，玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油)，玻璃管尾部塞一团浸有 NaOH 溶液的棉花球。先给钠预热，到钠熔融成圆球时，撤火，通入氯气，即可见钠着火燃烧，生成大量白烟。以下叙述错误的是()A反应生成的大量白烟属于胶体B玻璃管尾部塞一团浸有 NaOH溶液的棉花球是用于吸收过量的氯气，以免其污染空气C钠着火燃烧产生苍白色火焰D钠与氯气反应的反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量学习探究区
11、 第1课时 活学活用活学活用解析 钠着火燃烧产生黄色火焰。本题由于不少同学不知道白烟属于胶体而错选 A。C3工业上处理含 Cr2O27 的酸性工业废水用以下方法：往工业废水中加入适量的 NaCl，搅拌均匀；用 Fe为电极进行电解，经过一段时间有 Cr(OH)3 和 Fe(OH)3沉淀生成；过滤回收沉淀，废水达排放标准。试回答：(1)电解时的电极反应，阳极_，阴极_。(2)写出 Cr2O27 转变成 Cr3的离子反应方程式_。(3)电解过程中 Cr(OH)3 和 Fe(OH)3 沉淀是怎样产生的？(4)能否将铁电极改成石墨电极？为什么？学习探究区 第1课时 Fe2e=Fe2 2H2e=H2Fe2
12、e=Fe2 2H2e=H26Fe2Cr2O27 14H=6Fe32Cr37H2OFe3、Cr3与溶液中 OH形成 Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀。不能用石墨电极代替铁电极。因为铁电极在电解过程中产生还原性的 Fe2，将溶液中 Cr2O27 还原为 Cr3而除去，若改用石墨电极，不能产生还原性微粒。解析(1)铁电极作阳极，铁被氧化而溶解：Fe2e=Fe2，阴极上溶液中氢离子放电生成氢气：2H2e=H2；(2)阳极生成的 Fe2与含 Cr2O27 的酸性工业废水发生氧化还原反应，离子方程式为 6Fe2Cr2O27 14H=6Fe32Cr37H2O；(4)不能用石墨电极代替铁电极，因为铁电极在电
13、解过程中产生还原性的 Fe2，将溶液中 Cr2O27 还原为 Cr3而除去，若改用石墨电极，不能产生还原性微粒。学习探究区 第1课时(3)由于阴极 H放电，破坏了水的电离平衡：H2OH，溶液中 OH逐渐增大并向阳极移动，与 Fe3、Cr3形成 Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀；绿色化学示意图：学习探究区 第1课时 学习小结1下列符合“化学反应的绿色化”的是()A实验室加热氯酸钾制 O2B2C2H5OHO22CH3CHO2H2OC2MN=2P2Q,2PM=Q(M、N 为原料，Q为期望产品)D用 Fe 屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuOH2SO4=CuSO4H2O，FeCuSO4=FeSO4C
14、u催化剂自我检测区 第1课时 自我检测自我检测C 自我检测区 第1课时 自我检测自我检测解析 A 项实验室加热氯酸钾制氧气并没有把所有的原料转化为产物；B 项乙醇和氧气没有完全转化为乙醛，还有水生成；C 项将两个方程式合并后得到 3MN=3Q，原料全部转化为产品，C 正确；D 项制备铜的过程中还有 FeSO4、H2O 生成，D 错误。2下列符合化学实验“绿色化”的有()在萃取操作的演示实验中，将 CCl4 萃取溴水改为 CCl4萃取碘水 在铜和浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝 将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放ABCD解析 此题要求我们在实验中探究更合理的实验方案。溴水比碘水有
15、更强的挥发性，溴蒸气有毒；将铜片改为可调节高度的铜丝可控制反应；废碱液、废酸液对环境有污染，故应中和后排放。三组实验都有绿色化学思想。D 自我检测区 第1课时 3从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用右图所示装置进行的是()A不同浓度的硝酸与铜反应B稀硫酸与纯碱或小苏打反应C铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应DH2O2 在不同催化剂作用下分解解析 由于图中所示装置没有尾气吸收的装置，因此，凡是产生有毒、有污染气体的反应在该装置中进行，都不符合绿色化学的理念。A 有氮氧化合物生成，故A 不行；A 自我检测区 第1课时 B、C、D 都没有污染的气体产生。4测定铜合金中铜的含量，可以用稀硝酸来溶解样品，也可以
16、用双氧水和稀盐酸溶解样品，其反应的化学方程式为CuH2O22HCl=CuCl22H2O。假设样品中其他成分不与稀硝酸、双氧水和稀盐酸反应。(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目_。(2)在铜与双氧水、稀盐酸的反应中氧化剂是_，若有 2 mol 的 H2O2 参加反应，则电子转移的物质的量是_。(3)用双氧水和稀盐酸溶解样品与用稀硝酸溶解样品相比较，哪种更好？为什么？自我检测区 第1课时 3Cu2NO3 8H=3Cu22NO4H2O32e双氧水 4 mol双氧水和稀盐酸更好，因为双氧水在酸性条件下氧化单质铜后的产物中没有污染空气的有害气体。解析 化学反应中常用的氧化剂如高锰酸钾、浓硫酸、浓硝酸等，都会带来大量有害副产品，而以过氧化氢为氧化剂的氧化反应副产品是水，因此，过氧化氢有“绿色氧化剂”的称谓。自我检测区 第1课时 下次见！第1课时
