對(duì)“化學(xué)與環(huán)境”新視角問(wèn)題的探究剖析

摘 要：“綠色化學(xué)”、“低碳出行”和工業(yè)“三害”是化學(xué)與環(huán)境內(nèi)容常提及的問(wèn)題，也是考查綜合知識(shí)的新視角，如“綠色化學(xué)”視角下的物質(zhì)制取、“低碳出行”視角下的新能源問(wèn)題、工業(yè)“三害”視角中的化工流程，本文將對(duì)上述三個(gè)新的視角問(wèn)題加以探究，結(jié)合實(shí)例剖析解題方法.

關(guān)鍵詞：化學(xué)與環(huán)境;新能源;化工流程;初中化學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2020）11-0076-02

“化學(xué)與環(huán)境”是初中化學(xué)重要的知識(shí)內(nèi)容，縱觀歷年考題，越發(fā)注重對(duì)學(xué)生環(huán)保意識(shí)、化學(xué)應(yīng)用的考查與培養(yǎng)，意在提升學(xué)生的使命感和綜合能力.而該內(nèi)容存在幾個(gè)較為新穎的視角，下面對(duì)其舉例剖析.

一、“綠色化學(xué)”視角下的物質(zhì)制取

“綠色化學(xué)”指的是化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程和化工生產(chǎn)過(guò)程中不使用或減少使用有害物質(zhì)，從源頭上消除化學(xué)及化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的影響.該理念倡導(dǎo)零污染、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，該視角下的物質(zhì)制取分析，需要考慮參與反應(yīng)的物質(zhì)，以及原子的利用率.

例1 “綠色化學(xué)”是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的指導(dǎo)方向，核心思想是從生活和生產(chǎn)的源頭來(lái)減少人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染.圖1是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的四種方案，其中更能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”理念的是（ ）.

A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁

分析與解 提高原子的利用率，從實(shí)驗(yàn)的源頭消除和減少有害物質(zhì)的使用，實(shí)現(xiàn)“零排放”和充分利用資源是化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)“綠色化學(xué)”理念的貫徹，從該角度分析問(wèn)題，需關(guān)注制取氧氣所用物質(zhì)利用率、反應(yīng)條件以及產(chǎn)物.甲、乙和丙涉及化學(xué)反應(yīng)，具體如下：甲，2H2O2MnO22H2O+O2↑、乙，2KClO3MnO2△2KCl+ 3O2↑、丙，2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑.而丁方案直接從空氣中獲取氧氣較難實(shí)現(xiàn)，可排除.甲方案中使用H2O2制取O2時(shí)只需添加催化劑MnO2即可，產(chǎn)物為H2O和O2，原子利用率高，產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染，而乙和丙的反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，且對(duì)環(huán)境無(wú)益，因此甲方案更符合“綠色化學(xué)”理念，答案應(yīng)選A.

二、“低碳生活”視角下的新能源問(wèn)題

“低碳生活”指的是在生活和出行中盡量減小二氧化碳和一氧化碳的排放，減少兩者對(duì)環(huán)境的污染，從而促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展.該問(wèn)題點(diǎn)的分析需掌握碳化物對(duì)環(huán)境的影響，關(guān)注新能源問(wèn)題.

例2 “低碳生活”可以減少碳的排放，隨著科學(xué)的進(jìn)步，逐步使用新能源來(lái)替代化石燃料，圖2是我國(guó)研發(fā)的“柔性、可裁剪碲化鉍（BiTe）/纖維素復(fù)合熱點(diǎn)薄膜電池”，可利用體表散熱為藍(lán)牙耳機(jī)和手表等穿戴設(shè)備供電，下列分析錯(cuò)誤的是（ ）.

A. 轉(zhuǎn)化過(guò)程為物理變化

B. 最終可生成H、CO、CH、CHOH太陽(yáng)能燃料，其中屬于氧化物的為CO

C. 復(fù)合熱電薄膜電池中BiTe包含有二種元素

D. 將生活中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了電能

分析與解 上述從新能源利用視角來(lái)考查相關(guān)化學(xué)知識(shí)，首先需結(jié)合圖像理解整個(gè)新能源電池的原理，即通過(guò)光催化將HO、CO轉(zhuǎn)化為H、CO、CH、CHOH（甲醇）等太陽(yáng)能燃料.其中涉及到新物質(zhì)的生成，屬于化學(xué)變化，故A錯(cuò)誤;根據(jù)氧化物的定義可確定四種太陽(yáng)能燃料物質(zhì)中僅CO為氧化物，故B正確;從元素角度來(lái)看，BiTe中僅含有Bi和Te兩種元素，故C正確;分析新能源原理，從能量角度來(lái)看是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了電能，故D正確.所以答案為A. 三、工業(yè)“三害”視角下的化工問(wèn)題

工業(yè)“三害”指的是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的廢水、廢棄、廢渣，其中包含有大量對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì).該內(nèi)容的考查有多種形式，常見(jiàn)的有以化工流程為基礎(chǔ)的物質(zhì)合成與“三害”消除.

例3 含有硫的煤在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，為防治該污染，某工廠設(shè)計(jì)了新的工藝方法來(lái)吸收廢氣中的SO，并將其合成為某種化工產(chǎn)品，圖3是對(duì)應(yīng)的工藝流程圖，下列選項(xiàng)分析錯(cuò)誤的是（ ）.

A. 該工藝流程得到的產(chǎn)品為硫酸

B. 圖中FeSO→Fe（SO）的過(guò)程中涉及到復(fù)分解反應(yīng)

C. 該工藝流程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素有Fe、S和O

D. 圖3吸收SO的化學(xué)方程式為

Fe（SO）+SO+2HO=2FeSO+2HSO

分析與解 本題目主要以工業(yè)上SO氣體的處理工藝為基礎(chǔ)，考查復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng).根據(jù)工藝流程圖可知，該工藝過(guò)程是將O和SO吸收，生產(chǎn)HSO，因此得到的產(chǎn)品為硫酸，故A正確;結(jié)合化學(xué)知識(shí)可知，復(fù)分解反應(yīng)的過(guò)程中沒(méi)有化合價(jià)變化，而FeSO→Fe（SO）過(guò)程中Fe的化合價(jià)發(fā)生了變化，因此所涉及到的化學(xué)反應(yīng)不是復(fù)分解反應(yīng)，應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤;分析整個(gè)工藝流程，其中涉及到了O、FeSO、HSO、SO等物質(zhì)，分析可知Fe有多種化合價(jià)，O發(fā)生了化合價(jià)變化，SO中的S元素也發(fā)生了改變，故化合價(jià)發(fā)生變化的有Fe、S和O，故C正確;根據(jù)工藝流程可寫(xiě)出吸收SO的化學(xué)反應(yīng)，利用守恒定律可配平化學(xué)方程式，分析可知D正確.所以答案應(yīng)選B.

總之，分析上述新視角問(wèn)題時(shí)，需從問(wèn)題的關(guān)注點(diǎn)入手，提取涉及到的化學(xué)反應(yīng)，然后結(jié)合所學(xué)知識(shí)、問(wèn)題要求來(lái)加以分析.由于新視角問(wèn)題有著極高的綜合性，因此在教學(xué)中需要教師立足考查視角，提煉知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)融合的多種方式、問(wèn)題分析的綜合方法.

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[責(zé)任編輯：季春陽(yáng)]

收稿日期：2020-01-15

作者簡(jiǎn)介：包義才（1975.10-），男，江蘇省南京人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.