
第8章 化學與可持續(xù)發(fā)展 一、自然資源的開發(fā)利用 二、化學品的合理使用 三、環(huán)境保護與綠色化學 主題四 化學在可持續(xù)發(fā)展中的應用 [探究1] 用花生榨油大家并不陌生,但在泥中榨油,你聽說過嗎?2018年1月25日,在中國石油工程建設有限公司(CPECC)的含油污泥熱解技術工業(yè)化應用試驗成果展示會上,有一種可以定制的“榨油機”,具有泥中榨油的神奇功能,回收的石油可作為煉廠原料繼續(xù)深加工,成為高附加值的油品。 該熱解技術因有機物處理徹底,無二次污染,可實現(xiàn)資源化利用,成為油泥處理主流技術。同時,在零排放上,熱解技術也將成為趨勢。我國將熱解技術用于生物發(fā)酵菌渣的處理,在危廢處理領域前景廣闊。 (1)石油的綜合利用通常有哪些方法? (2)上述熱解技術屬于石油綜合利用的哪種方法?有哪些優(yōu)點? 提示:(1)石油的分餾、裂化、裂解、催化重整等。 (2)裂化,有機物處理徹底,無二次污染,零排放廢物。 [探究2] 我國的煤炭資源相對比較豐富,加快“煤制油”的發(fā)展,對我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展有著深遠的意義。下圖是煤間接液化的典型流程示意圖。 (1)寫出煤氣化反應的化學方程式?思考說明煤氣化的意義。 提示:C+H2O(g)eq \o(=====,\s\up9(高溫))CO+H2。煤氣化能夠減少煤燃燒時的粉塵污染,提高煤燃燒的效率,氣化后的產(chǎn)品可以用于化工生產(chǎn),提高煤的綜合利用價值。 (2)如圖中由石油獲得相應產(chǎn)品的方法是什么?該方法是物理變化還是化學變化?得到的各種分餾產(chǎn)品是純凈物嗎? 提示:圖中由石油獲得相應產(chǎn)品的方法是分餾,屬于物理變化,所得產(chǎn)品是混合物。 (3)石油裂化是為了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是什么? 提示:裂化汽油中含有烯烴,能與Br2發(fā)生加成反應,可以使溴的四氯化碳溶液褪色。 [探究3] 黃豆里的蛋白質團粒被水簇擁著不停地運動,聚不到一塊兒,形成了“膠體”。要使膠體變成豆腐,必須點鹵。點鹵用鹽鹵或石膏,鹽鹵主要含氯化鎂,石膏是硫酸鈣,它們能使分散的蛋白質團粒很快地聚集到一塊兒,成了白花花的豆腐腦。再擠出水分,豆腐腦就變成了豆腐。豆腐、豆腐腦就是凝聚的豆類蛋白質。加鹽鹵制豆腐是一個聚沉的過程,是由于正負電荷中和導致濁液內粒子穩(wěn)定性下降,嚴格意義上來說不是化學反應。蛋白質溶液溶質分子太大(介于1~100 nm),形成膠體溶液(液溶膠)。當加入電解質(及溶液)等物質時由于膠粒帶電與電解質離子相互吸引發(fā)生凝聚。當凝聚的顆粒足夠大時膠粒就從溶液里聚沉出來。豆腐就是豆?jié){(蛋白質膠體溶液)的聚沉產(chǎn)物。 (1)豆?jié){屬于什么分散系?可用什么方法鑒定? (2)鹽析一般是指溶液中加入無機鹽類使某種物質溶解度降低而析出的過程。如加濃(NH4)2SO4溶液使蛋白質凝聚的過程。制作豆腐的過程中加入鹽鹵使豆?jié){中的蛋白質析出,是蛋白質的鹽析還是蛋白質的變性? (3)豆?jié){制豆腐的過程主要是什么變化? 提示:(1)膠體,丁達爾效應。 (2)制作豆腐的過程中加入鹽鹵(主要含氯化鎂)使豆?jié){中的蛋白質析出是蛋白質的鹽析。蛋白質變性時加入的是重金屬鹽,如銅鹽、鋇鹽等。 (3)物理變化。 [探究4] 直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題,將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫,最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在如圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應器中與甲烷反應,氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質的二氧化碳,從而有利于二氧化碳的回收利用,達到減少碳排放的目的。 (1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中,引發(fā)的主要環(huán)境問題有哪些? 提示:溫室效應、酸雨、粉塵污染。 (2)在煙氣脫硫時控制漿液的pH,此時漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣,寫出反應化學方程式。 提示:Ca(HSO3)2+O2===CaSO4+H2SO4。 [探究5] 20世紀90年代初,化學家提出與傳統(tǒng)的“治理污染”觀念不同的“綠色化學”的觀念,它要求任何一個與化學有關的活動(包括化學原料的使用、化學和化學工程以及最終產(chǎn)品)對人類的健康和環(huán)境都應該是友好的。綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質,不再產(chǎn)生廢物。從科學觀點看,綠色化學是化學科學基礎內容的更新;從環(huán)境觀點看,它強調從源頭上消除污染;從經(jīng)濟觀點看,它提倡合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本,這是符合可持續(xù)發(fā)展要求的。 下列說法不符合“綠色化學”理念的是________。 ①植樹造林?、诶蔑L力發(fā)電?、燮嚨呐艢夤苌习惭b“催化轉換器” ④工廠對廢水、廢渣和廢氣的處理再排放?、莼厥諒U棄塑料袋 提示:①③④⑤
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