高中化学 1.1.2 治理大气污染 让居室空气更清新 苏教版选修1

1、一,二,一、治理大气污染 1.改善空气质量的措施 为了改善空气质量,必须控制大气中二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放量。改善大气质量的重要任务是防止化石燃料燃烧产生的二氧化硫和汽车尾气中的氮氧化物对大气的污染。 2.酸雨 酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。 (1)硫酸型酸雨 形成:途径一是SO2在尘埃中金属化合物的催化作用下与空气中的氧气发生反应生成SO3,SO3和水反应生成硫酸,主要反应的化学方程式为,一,二,途径二是SO2和水反应生成亚硫酸,亚硫酸与溶于水中的氧气发生反应生成硫酸,主要反应的化学方程式为,治理方法:化石燃料燃烧产生的二氧化硫是形成硫酸型酸雨的主要因素。为了减少二氧化硫的排

2、放,我们采取的措施是对煤、石油等燃料进行脱硫处理。通常在煤中添加石灰石作为脱硫剂,可以减少煤燃烧时产生的二氧化硫,发生反应的化学方程式为,一,二,2)硝酸型酸雨 形成:主要是由汽车排放的尾气所致。在汽车发动机中气缸点火的瞬间,空气中的氮气与氧气化合生成NO,NO经过一系列变化形成硝酸,发生反应的化学方程式为,治理方法:避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化装置。净化装置里含有钯(Pd)等过渡金属元素催化剂,尾气通过净化装置后,其中的有害气体NO、CO转化为无害气体N2和CO2,反应的化学方程式为2NO+2CON2+2CO2,一,二,3.光化学烟雾 (1)概念

3、 氮氧化物的主要来源是汽车尾气的排放,氮氧化物和碳氢化合物受到太阳紫外线的照射,会发生一系列由光引发的复杂的化学变化,生成一些有毒物质,这些物质混合在一起,形成一种浅蓝色烟雾,称为光化学烟雾。 (2)治理措施 目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化装置。 4.悬浮颗粒物 工业生产过程中产生的悬浮颗粒物含有对人体有害的重金属盐,为了防止悬浮颗粒物进入大气,可利用静电沉降器对混有悬浮颗粒物的大气进行处理,一,二,交流1 酸雨的成因?久置的酸雨pH会有怎样的变化? 答案:雨水的pH约为5.6(这是由于溶解了二氧化碳的缘故),酸雨的pH小于5.6。二氧化硫是形成酸雨的主要物质之一,大气中的二氧化硫及其被

4、氧化所生成的三氧化硫溶解于降水中,分别生成亚硫酸、硫酸,使雨水的pH下降。 主要化学反应如下: 另外,大气中的氮氧化物溶解于雨水中,生成硝酸,也使雨水的pH下降。发生反应的化学方程式为 久置的酸雨pH会变小,因为酸雨久置后其中的弱酸H2SO3被氧化为强酸H2SO4,故pH变小,一,二,二、让居室空气更清新 居室空气中存在的污染物主要来自装修材料、日用化学品、香烟烟雾以及家用燃料的燃烧产物等。 1.主要污染成分 装修材料中的甲醛、苯、甲苯、醚类、酯类等挥发性有机物具有不同程度的毒性。 2.甲醛的危害与最高允许浓度 甲醛对人的皮肤和呼吸器官有强烈的刺激作用。根据我国居室空气中甲醛的卫生标准规定,居

5、室空气中甲醛的最高允许浓度为0.08 mgm-3。房屋装修好后不要立即搬入,最好通风透气两个月以上,尽可能排出有害气体,另外,搬进新房后还应注意保持室内通风,一,二,3.厨房污染原因与有害气体 厨房是室内空气污染严重的空间,其污染主要来自两个方面:一是煤、煤气、液化石油气等燃烧产生的一氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等有害气体;二是高温烹调菜肴时产生的油烟所造成的污染。 交流2 在厨房可制作出美味佳肴,可它也是室内的“重”污染区域,你知道厨房空气污染物的主要来源是什么?都有哪些危害? 答案:厨房内污染物的主要来源,一是高温烹饪菜肴时产生的油烟;二是燃料燃烧产生的一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物(NO、N

6、O2)等。烹饪菜肴时产生的烟、气都不同程度地具有一定的毒副作用,有的还能致癌。一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物都有毒,其中CO和NO能强有力的替代O2与血红蛋白结合,导致人因缺氧而中毒。NO与CO使人中毒的原理相似,问题导学,即时检测,1,2,1.大气污染与治理 SO2是大气污染物之一,为粗略地测定周围环境中SO2的含量,某学生课外活动小组设计了如图所示实验装置,问题导学,即时检测,1,2,1)检查该装置的气密性时,先在试管中装入适量的水(保证玻璃导管的下端浸没在水中),然后(填写操作方法)时,将会看到_(填写实验现象),则证明该装置的气密性良好。 (2)向试管中加入0.000 5 molL-1的

7、碘水1.0 mL,用适量的蒸馏水稀释后再加入23滴淀粉溶液,配制成溶液A。测定指定地点的空气中SO2的含量时,推拉注射器的活塞反复抽气,A溶液由色变为色时反应恰好完全进行,此时停止抽气,该反应的化学方程式为,问题导学,即时检测,1,2,3)我国环境空气质量标准中对每次空气质量测定中SO2的最高浓度限值如下表: 该学生课外活动小组分成第一小组和第二小组,使用相同的实验装置和溶液A,在同一地点、同时测量空气中SO2的含量。当反应恰好完全进行,记录抽气次数如下(假设每次抽气500 mL)。请将下表填写完整(计算时保留2位有效数字,判断该地点的空气中SO2的含量属于(填数字)级标准,(填“第一”或“第

8、二”)小组的测定结果正确,另一小组实验结果产生较大偏差的原因是(两个小组所用装置和药品均无问题,问题导学,即时检测,1,2,问题导学,即时检测,1,2,答案:(1)向外轻轻拉动注射器的活塞浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出 (2)蓝无SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI (3) 三第一抽气速度过快,造成空气中SO2无法与碘水充分反应产生较大的误差,问题导学,即时检测,1,2,下图是某雕像在近几十年间腐蚀前后的对比。据统计,雕像在近几十年的腐蚀率远远超过前几百年,你知道其中的原因吗?如何减少化石燃料燃烧产生的二氧化硫,问题导学,即时检测,1,2,答案:普通雨水中常含有微量的碳酸,受到污染的大

9、气增加了二氧化硫和氮氧化物等成分,使雨水的酸性增强,pH低于5.6的雨水为酸雨。它看起来与普通雨水无异,但所含酸性物质进入陆地表面土壤和水中,依靠这些水土生存的生物,受到了不利影响。1939年第一次作为酸雨记录下来的pH是5.9(纯水的pH是7)。到50年代,酸雨的pH已降到35,最低还有2.1的记录。说明随着工业的发展,大气受到污染的程度越来越厉害。所以近几十年酸雨对雕像的腐蚀快于以前。 二氧化硫是形成酸雨的主要物质之一,它主要是由大量燃烧含硫燃料而产生的。我国是燃煤大国,治理燃煤产生的二氧化硫成为减少大气中二氧化硫含量的重要途径,问题导学,即时检测,1,2,烟道气体脱硫是一种大规模脱硫方式

10、,采用的大都是石灰石石膏法,煤烟中的二氧化硫在吸收塔内与洗液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙,然后又被烟气中的氧气氧化成硫酸钙。硫酸钙可以作生产石膏板材的原料等。 主要化学反应原理: 另一种方法是将生石灰和含硫煤混合使用,称为“钙基固硫”。其化学反应原理,问题导学,即时检测,1,2,问题导学,即时检测,1,2,问题导学,即时检测,1,2,问题导学,即时检测,1,2,2.居室污染与治理 检测烟草中的有害成分。 (提示:烟碱会与HgCl2溶液反应生成沉淀。) 探究:(1)按下图所示组装实验装置(铁架台略),点燃香烟,从装置尾部抽气,使烟雾依次通过各试管,观察B试管中新鲜动物血颜色的变化。B试管中观察到有

11、什么现象,说明香烟烟雾中含有哪种成分,问题导学,即时检测,1,2,2)取下装有蒸馏水的A试管,从中取出5 mL溶液,加入另一试管,加入新制的Cu(OH)22 mL,用酒精灯加热后,观察发生的现象。A试管中观察到有什么现象,说明香烟烟雾中有何成分? (3)取下装有酒精溶液的C试管,直接滴入几滴HgCl2溶液,观察是否有沉淀生成。C试管中观察到有什么现象,说明香烟烟雾中有何成分? 探究注意事项: 凝固了的血液不易与一氧化碳发生作用,因此动物血液要用新鲜的,且要加入抗凝剂(如柠檬酸钠溶液)。 HgCl2有剧毒,使用HgCl2溶液时务必小心,以防中毒。 (4)由此得出香烟烟雾中含有哪些成分?你还能猜想

12、出香烟烟雾中含有什么物质吗? (5)此实验带给我们青少年有何启示,问题导学,即时检测,1,2,解析:吸烟者呼出的烟气中含有大量有害物质,主要有一氧化碳、醛类物质、烟碱、煤焦油等物质。对于它的主要有害物质一氧化碳、醛类物质、煤焦油,我们可以利用如下原理检测出来。 (1)一氧化碳气体难溶于水,它易与新鲜的动物血液发生作用,使血液的颜色由深红色变为浅红色,可用该方法检验一氧化碳的存在。 (2)香烟燃烧产生的烟雾中,一般含有低级的醛类、一氧化碳和烟碱等多种物质。低级的醛一般易溶于水,该水溶液与新制的Cu(OH)2共热后,生成红色的Cu2O沉淀。 (3)烟碱难溶于水,易溶于酒精,能将HgCl2还原为白色

13、沉淀Hg2Cl2或黑色沉淀Hg。可用该方法检验烟碱的存在,问题导学,即时检测,1,2,答案:(1)新鲜动物血液的颜色由深红色变为浅红色;香烟燃烧产生的烟雾中含有一氧化碳。 (2)加热后的试管内产生了红色沉淀;香烟燃烧产生的烟雾中含醛类。 (3)试管内产生了白色沉淀;香烟燃烧产生的烟雾中含有烟碱。 (4)CO、醛类、烟碱,还可能含烟焦油、固体小颗粒物、水蒸气等。 (5)青少年要严禁吸烟,有益健康,问题导学,即时检测,1,2,养成良好的生活习惯,注意室内的清洁卫生,营造一个空气清新、温馨、舒适的居住环境,对人们的休息、学习、生活和健康有很大益处。你知道减少居室空气污染应采取哪些有效措施吗,问题导学

14、,即时检测,1,2,答案:居室空气的保洁要做到: (1)通气经常化。保持室内空气的净化,或者在室外空气好的时候打开窗户通风,有利于室内有害气体的排出。 (2)装潢无害化。居室装修要有环保意识,尽量采用符合国家标准和污染少的装修材料;装修后的居室不宜立即迁入,应当使其保持良好的通风状态,待有害气体释放一段时间后再入住。 (3)厨房卫生化。减少油烟在厨房里的停留时间;炒菜时的油温尽可能不超过200 (以油锅开始冒烟为限);及时清理食品袋、塑料瓶和厨余垃圾。 (4)禁烟持久化。最好不吸烟,至少不要在居室内吸烟。 (5)居室要绿化。一些花草能吸收有害物质。例如,常春藤和铁树可以吸收苯,吊兰、芦荟、虎尾

15、兰等可以吸收甲醛在居室里摆上几盆花草,不仅能起到净化空气、美化环境的作用,还能让人身心愉悦,问题导学,即时检测,1,2,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,1.为了保护臭氧层,可采取的有效措施是() A.减少二氧化硫的排放量 B.减少含铅废气的排放量 C.减少氟氯代烃的排放量 D.减少二氧化碳的排放量 解析:与臭氧层破坏有关的物质常见的有氟氯代烃、氮的氧化物等。二氧化硫是有毒气体,能造成酸雨的形成,含铅废气能污染大气,二氧化碳能引起温室效应。 答案:C,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,2.化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发

16、展理念相违背的是() A.改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放 B.开发利用可再生能源,减少化石燃料的使用 C.研发可降解高分子材料,减少“白色污染” D.过度开采矿物资源,促进地方经济发展 解析:D中过度开采矿物资源与社会可持续发展理念相悖,其他三项均符合可持续发展理念。 答案:D,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,3.“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小(直径小于10-7 m),不易沉降(可漂浮数小时甚至数年),它与空气中SO2、O2接触时,SO2部分转化为SO3,使空气酸度增加,形成酸雨。 (1)飘尘所起的主要作用是() A.氧化剂B.还原剂 C.吸附剂D.催化剂

17、(2)二氧化硫与雨水形成酸雨,试写出相关反应的化学方程式:。 (3)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气含有氮氧化物,全世界每年排放的氮氧化物约5107 kg,NO2溶于水生成酸。 (4)下列不是酸雨造成的危害的是() A.腐蚀建筑物B.导致树木枯萎 C.造成洪涝灾害D.恶化人类环境 (5)为了减少酸雨的形成,必须减少二氧化硫的排放量,对燃料中的硫化物进行,对废气中的氮氧化物进行,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,解析:飘尘能使常温常压下很难化合的SO2和O2变得容易反应,即加快了反应速率,因而起了催化剂的作用;NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO;为了减少酸雨

18、的形成,应减少SO2、NO2等气体的排放,对燃料进行脱硫处理,对废气中的SO2、NO2、NO等进行回收利用。 答案:(1)D (2)2SO2+O2 2SO3、SO3+H2OH2SO4 (3)硝 (4)C (5)过滤清洗吸收利用,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,4.氮的氧化物也是大气污染物之一。目前,治理一氧化氮的方法是在一定条件下用氨将一氧化氮还原为氮气和水。科学家们又设想,在相同条件下可采用价格比氨更便宜的天然气来处理一氧化氮,可达到同样效果,请写出该反应的化学方程式:。 解析:天然气的主要成分是甲烷,在处理NO时,产物为无毒的N2和CO2。 答案:4NO+CH4CO2+2N2+2H2O,问题导学,即时检测,1,2,3,4,5,5.吸烟有害健康,科学实验表明香烟所产生的烟雾中至少有300多种化合物在不同程度上对人体有害。为了鉴定该烟雾中是否存在CO2和CO,在对香烟燃烧产生的烟雾进行适当处理后依次通过足量的以下试剂:澄清