第七章 · 第二节
化学与环境保护
大气污染 · 水污染 · 绿色化学

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 了解大气污染的类型和成因
  • 了解水污染的来源和治理
  • 理解绿色化学的理念
知识点一:大气污染
主要大气污染
酸雨:SO₂和NOₓ形成硫酸和硝酸;温室效应:CO₂等气体加剧;臭氧层破坏:氟利昂(CFCs)分解臭氧。
酸雨的形成
  • SO₂→H₂SO₃→H₂SO₄
  • NOₓ→HNO₃
  • 2SO₂+O₂→2SO₃,SO₃+H₂O→H₂SO₄
  • pH<5.6的降水称为酸雨
知识点二:水污染
水污染来源
工业废水(重金属、酸碱)、农业污水(农药化肥)、生活污水(有机物)。富营养化是氮磷过量导致藻类大量繁殖,消耗水中溶解氧。
污水处理方法
  • 物理法:沉淀、过滤
  • 化学法:中和、混凝、氧化还原
  • 生物法:活性污泥法
  • 重金属处理:加碱沉淀或硫化物沉淀
知识点三:绿色化学
绿色化学
绿色化学的核心是从源头上减少或消除污染。原则包括:原子经济性(充分利用原料)、使用安全无毒试剂、使用可再生原料、设计可降解产物。
酸雨
pH<5.6
SO₂→H₂SO₄
硫酸型
温室效应
CO₂
温室气体
全球变暖

🎬 动画讲解

📢
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🧪 互动实验:酸雨形成模拟

💡 调节SO₂排放量,观察酸雨pH变化
⚙️ 实验参数
📋 实验结论
SO₂和NOₓ是酸雨的主要成因:2SO₂+O₂→2SO₃,SO₃+H₂O→H₂SO₄。减少化石燃料燃烧、安装脱硫装置、发展清洁能源可减少酸雨。pH<5.6的降水为酸雨,危害植物、建筑和水体。

📝 例题精讲

💡 提示:点击「下一步」按钮,逐步查看详细解题过程
例题 1酸雨形成方程式
写出SO₂形成酸雨(硫酸型)的化学方程式。
🔍 解题过程
1SO₂溶于水:SO₂+H₂O→H₂SO₃(亚硫酸)。亚硫酸被空气氧化:2H₂SO₃+O₂→2H₂SO₄(硫酸)。
2也可直接氧化:2SO₂+O₂→2SO₃(催化剂作用下),然后SO₃+H₂O→H₂SO₄。最终都生成硫酸,形成酸雨。
✅ SO₂+H₂O→H₂SO₃,2H₂SO₃+O₂→2H₂SO₄;或2SO₂+O₂→2SO₃,SO₃+H₂O→H₂SO₄。
例题 2污水处理
工业废水中含Cu²⁺,如何用化学方法除去?写出方程式。
🔍 解题过程
1方法一:加碱沉淀法。Cu²⁺+2OH⁻→Cu(OH)₂↓(蓝色沉淀),过滤除去。可加NaOH或Ca(OH)₂。
2方法二:加硫化物沉淀法。Cu²⁺+S²⁻→CuS↓(黑色沉淀),CuS溶解度极小,除铜更彻底。也可用电解法回收铜。
✅ 加碱:Cu²⁺+2OH⁻→Cu(OH)₂↓;加硫化物:Cu²⁺+S²⁻→CuS↓。过滤除去沉淀。

🚀 拓展提升

温室效应与气候变化

CO₂、CH₄等温室气体吸收地表反射的红外辐射,使地表温度升高。工业革命以来CO₂浓度从280ppm升至410ppm以上,导致全球变暖、冰川融化、海平面上升。减少化石燃料使用、发展清洁能源、植树造林是主要对策。

臭氧层保护

  • 臭氧层吸收紫外线,保护地球生物
  • 氟利昂(CFCs)分解臭氧:CF₂Cl₂→Cl·+CF₂Cl·
  • Cl·+O₃→ClO·+O₂,Cl·催化分解O₃
  • 蒙特利尔议定书限制CFCs使用

原子经济性

原子经济性=(期望产物摩尔质量/全部产物摩尔质量)×100%。理想反应原子利用率为100%,如加成反应。绿色化学追求高原子经济性,减少废弃物产生,从源头消除污染。

✏️ 练习巩固

💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
第 1 题★☆☆ 基础
酸雨的主要成因是?
ACO₂排放
BSO₂和NOₓ排放
C氟利昂排放
D粉尘排放
第 2 题★☆☆ 基础
pH小于多少的降水称为酸雨?
A5.0
B5.6
C7.0
D4.5
第 3 题★★☆ 巩固
下列关于绿色化学的说法正确的是?
A先污染后治理
B从源头减少或消除污染
C主要靠末端处理
D不需要考虑原子经济性
第 4 题★★☆ 巩固
废水中含Cu²⁺,加NaOH除去,反应方程式为Cu²⁺+___→Cu(OH)₂↓(填离子符号)。
第 5 题★★★ 拓展
导致臭氧层破坏的主要物质是___(填物质名称或类别)。

🧠 知识点问答

老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!
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课程完成!

恭喜你完成了「化学与环境保护」的学习!

📌 核心要点:
① 酸雨:SO₂、NOₓ→H₂SO₄、HNO₃,pH<5.6
② 温室效应:CO₂等温室气体导致全球变暖
③ 臭氧层破坏:氟利昂(CFCs)分解臭氧
④ 水污染:重金属、富营养化、有机物
⑤ 绿色化学:从源头消除污染,原子经济性