第二节　资源综合利用　环境保护ppt课件配套教案内容

化学必修2 第四章

第二节

资源综合利用

环境保护

1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。(重点) 2．了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。

3．了解节约能源和防止污染的重要性。

4．了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。

煤、石油和天然气的综合利用

阅读教材P95到P99内容，完成下列问题。

1．煤的综合利用

(1)煤的组成：

煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

(2)煤的综合利用：

2．天然气的综合利用

(1)组成：天然气的主要成分是CH4。

(2)应用：作为化工原料，主要应用于合成氨和生产甲醇等。

3．石油的综合利用

(1)组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。

(2)综合利用：

4．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

(2)四个概念

【判断】

1．煤是由有机物和少量无机物组成的化合物。(×) 2．煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化。(×) 3．煤主要含碳及少量的其他元素，但绝大多数都含硫，工业上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨”。(√) 4．石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化。(×)

环境保护与绿色化学

阅读教材P100倒数第3段至P102[习题]以上内容，完成以下问题。

【思考】

我们所学的四大基本反应中，哪种反应的原子利用率送到了100%? 【提示】

化合反应。有机反应中的加成反应和加聚反应的原子利用率也达到了100%。

三组易混概念辨析

1.化学“三馏”的比较

干馏

隔绝空气、高温下使物质分解

蒸馏

根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离

分馏

原理

与蒸馏原理相同

产物

反应

类型

2.化学“二裂”

名称

裂化

产物为混合物

产物为单一组分的纯产物为沸点相近的各净物

物理变化

组分组成的混合物

物理变化

化学变化

定义

目的

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的提高轻质油的产量，特别烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃

是提高汽车油产量

获得短链不饱和烃

裂解

3．化学“六气”的主要成分

高炉

煤气

水煤气

天然气

液化

石油气

焦炉气

裂解气

C2H4、主要

成分

【活学活用】

1．下列关于化石燃料的加工说法正确的是(

) A．石油裂化主要得到乙烯

B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油

C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气

D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径

【解析】

石油裂化是为了提高轻质油的产量(如汽油)，石油裂解主要得到乙烯，A错误。石油的分馏是物理变化，煤的气化是化学变化，选项B、D错误。

【答案】

C CO、

CO2

H2、

CO CH4

C3H8、

C4H10

H2、CH4、

C2H4、CO C3H6、

C4H8、CH4

六大环境问题

环境问题

温室效应

主要污染物

CO2

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等

土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等

到达地球表面的紫外线明显增酸雨

SO2、NOx

臭氧层破坏

氟氯代烷、

NOx

碳氢化合物、

NOx

多，给人类健康及生态环境带来多方面危害

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡

①在土壤中影响农作物吸收水光化学

烟雾

白色污染

废弃塑

料制品

分和养分，导致农作物减产

②混入生活垃圾中难处理、难回收

③易被动物当作食物吞入，导致

动物死亡

废水中含N、P 元素的营养物质

使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成浑浊绿色，水质恶化

赤潮和水华

【活学活用】

2．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列各项中与环境污染无关的是(

) ①温室效应

②赤潮

③酸雨

④光化学污染

⑤臭氧空洞

⑥水俣病

⑦潮汐现象

⑧水华

⑨地方性甲状腺肿大

A．⑥⑧

C．①②③

B．④⑤

D．⑦⑨

【解析】

②赤潮与⑧水华均属水体富营养化引起的水体污染现象；①温室效应指大量CO2的排放引起的大气变暖现象；④光化学烟雾则是由汽车尾气大量排放有害气体所导致的一种空气污染现象；③酸雨是化石燃料的燃烧等引起的污染现象；⑨地方性甲状腺肿大是缺碘引起的症状，与环境污染无关；⑤臭氧层空洞，则是由释放的氟氯烃等物质导致臭氧层被破坏的大气污染现象；⑥水俣病是由于含镉、汞污水的排放被鱼吸收，人吃鱼后引起的有毒物质在人体内富集而导致的，与环境污染有关；⑦潮汐是一种自然现象。

【答案】

D

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中：

问题1 问题2 问题3 问题4

煤的综合利用和环境保护问题

[探究背景]

煤的综合利用和环境保护问题。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。

[探究问题] 1．煤的气化和液化能减少有害气体的排放，提高煤的利用率。请问煤的气化和液化与冰变为水蒸气或液态水原理相同吗？为什么？

【提示】

煤的气化和液化不同于一般的物质的气化(物质由液态变为气态)和液化(物质由气态变为液态)，煤的气化和液化发生了化学变化：

(1)煤的气化是指煤在高温下与水蒸气发生反应生成一氧化碳和氢气的过程。

(2)煤的液化是指煤与氢气在一定条件下反应生成甲醇的过程。

2．煤的干馏是煤综合利用的重要途径。煤干馏时得到的固体产品是什么？其主要作用是什么？

【提示】

煤干馏得到的固体产品是焦炭，可作燃料及工业原料。

3．向煤中添加生石灰是燃煤脱硫的一种方法，而且能变废为宝，请用化学方程式表示反应原理。

【提示】

该过程发生的化学反应是CaO＋SO2===CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4，CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O。

4．“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。你能提供哪些措施减少CO2的排放？

【提示】

①开发利用新能源，如太阳能、风能等；②减少化石燃料的使用；③植树造林；④采用节能技术。

高分子材料与高分子化合物

下列对有机高分子化合物的认识不正确的是(

)

A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的

B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复

C．聚乙烯(CH2—CH2)是由乙烯加聚生成的纯净物

D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

【思路点拨】

(1)

(2)高分子化合物均为混合物。

【解析】

有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物是由小分子发生聚合反应制备，尽管相对分子质量很大，但结构并不复杂，它们的结构均是由若干个链节组成的，但由于聚合度不等，因此高分子化合物都是混合物。

【答案】

C

加聚反应产物的书写：双键变单键，两头留半键，中间成新键，两碳作节链，其他

放旁边，组成不改变。

乙烯是来自石油的重要化工原料，其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。请回答：

(1)乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，观察到的现象是

_____________________________________________；

其反应方程式为______________________________；

(2)乙烯大量用来生产环氧乙烷，生产工艺主要有两种：

绿色化学的应用

根据绿色化学的原则，理想的生产工艺是“原子经济性”好的反应，上述工艺一的原子利用率为________；工艺二的原子利用率为________。因此，在实际生产中，采用工艺________(填“一”或“二”)更环保、更经济。

【思路点拨】

原子利用率＝期望产物的总质量×100%。

生成物的总质量【解析】

(1)乙烯与溴发生加成反应，产物为无色，因此溴的四氯化碳溶液褪色。

(2)按原子利用率的计算式进行计算，知工艺一原子利用率为：

×100%＝42.3%。

【答案】

(1)溴的四氯化碳溶液褪色

CH2===CH2＋Br2―→(2)42.3%

100%

二

当只有一种产物时，原子利用率为100%；当存在多种产物时，可比较生成1 mol目标产物时，其他产物的质量，其他产物的质量越大，则原子利用率越低。在有机化学反应中，取代反应、氧化反应、酯化反应、水解反应、裂解反应等产物均不唯一，而加成反应产物唯一，因此，其中只有加成反应原子利用率为100%，最符合绿色化学原则。

1．下列说法不正确的是(

) A．煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径

B．煤的干馏过程属于物理变化，通过干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品

C．煤里主要含有碳及少量的其他元素，工业上大量燃烧含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因

D．煤是由无机物和有机物组成的非常复杂的混合物

【解析】

煤的干馏是复杂的物理、化学变化，干馏可得到煤焦油等物质。煤是由有机物和少量无机物组成的混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素，大量直接燃烧煤炭会产生大量二氧化硫，形成酸雨。

【答案】

B 2．迄今为止，煤、石油和天然气等化石能源仍然是人类使用的主要能源。下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

) A．石油裂解可以得到更多的汽油，这种汽油是一种纯净物

B．煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态的物理变化过程

C．天然气是一种清洁的化石燃料

D．煤就是碳

【解析】

A中汽油仍为混合物；B中既有物理变化，又有化学变化；D中煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。

【答案】

C 3．某混合气体依次通过溴水(使其褪色)，通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色)，通过无水CuSO4白色粉末(使其变蓝色)，通过澄清石灰水(石灰水由清变浑再变清)，最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈淡蓝色，下列符合上述条件的混合气体是(

) A．水煤气

C．石油液化气

B．焦炉气

D．高炉煤气

【解析】

水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4和CO等；石油液化气的成分是C2～C3的烷烃；高炉煤气的成分是CO、CO2和N2等。能符合题给实验现象的气体只有焦炉气。

【答案】

B 4．制取乙醇的下列反应，原子经济性最差的是(

) 催化剂A．乙烯水化法：CH2===CH2＋H2O――→CH3CH2OH 催化剂B．乙醛还原法：CH3CHO＋H2――→CH3CH2OH 一定条件C．卤代烃水解法：CH3CH2Br＋H2O――→CH3CH2OH＋HBr D．酯类水解法：CH3COOC2H5＋H2O稀硫酸CH3COOH＋C2H5OH △【解析】

根据原子利用率为期望产物的总质量与生成物的总质量之比，及A、B两项中生成物都是期望产物，可知它们的原子利用率都是100%，分析C、D两项有两种方法。

方法一(计算法)：

MrC2H5OH46C项：原子利用率＝×100%＝×100%≈36.2% MrC2H5OH＋MrHBr46＋81MrC2H5OH46D项：原子利用率＝×100%＝×100%≈43.4% MrC2H5OH＋MrCH3COOH46＋60方法二(推断法)：C、D两项比较，都生成1 mol C2H5OH时，C项的副产物是HBr，D项的副产物是CH3COOH，且都是1 mol，由于Mr(HBr)＝81>Mr(CH3COOH)＝60，故原子利用率：D项>C项。

【答案】

C 5．已知A、B、F是家庭中常见的有机物，E是石油化工发展水平的标志，F是一种常见的高分子材料。根据下面转化关系回答下列问题：

(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为________、________。

(2)下列物质中沸点最高的是________。

A．汽油

C．柴油

B．煤油

D．重油

(3)在①～⑤中属于取代反应的是________(填序号)。

(4)写出结构简式：A________、F________。

(5)写出反应③的离子方程式：_____________________。

(6)作为家庭中常见的物质F，它给我们带来了极大的方便，同时也给我们造成了环境污染，这种环境污染称为________。

【解析】

石油经过分馏可生产石油气、汽油、柴油等产品，而上述产品再经过高温裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品，E是石油化工发展水平的标志，故E为乙烯，则F为聚乙烯，B为乙醇。由框图知C为乙醇与酸A发生酯化反应生成的酯，且A为家庭中常见有机物，故A为乙酸，C为乙酸乙酯，其他答案可依次推出。

【答案】

(1)分馏

裂解

(2)D (3)①②③

(4)CH3COOH

(6)白色污染

CH2—CH2

(5)CH3COOCH2CH3＋OH－―→CH3COO－＋C2H5OH

A组

基础过关

1．环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是(

) A．温室效应——二氧化碳

B．光化学烟雾——二氧化氮

C．酸雨——二氧化碳

D．白色污染——一次性塑料制品的使用

【解析】

CO2对应的环境问题是温室效应，A项正确，C项错误；NO2对应的环境问题是酸雨及光化学烟雾，B项正确；D项显然正确。

【答案】

C 2．下列说法中不正确的是(

) A．与煤、柴油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料

B．乙醇是一种可再生能源，作为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环境

C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量

D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化毫无意义

【解析】

A项，天然气的主要成分是CH4，完全燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染，而煤或柴油燃烧能产生污染物SO2、NOx等气体；B项，C2H5OH完全燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染；C项，太阳能、风能和氢能均为绿色能源；D项，煤的气化能提高煤的燃烧效率。

【答案】

D 3．下列有关煤的说法中正确的是(

) A．煤含有焦炭及苯、甲苯、二甲苯等有机物和焦炉气

B．煤的干馏是物理变化，煤的气化和煤的液化是化学变化

C．煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤经干馏可获得重要的化工原料

D．煤主要含有碳、氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素

【解析】

煤主要含有碳元素，同时还含有少量的氢、硫、氧、氮等元素；煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤经干馏可获得苯、甲苯、二甲苯等重要化工原料以及焦炭、焦炉气等，所以煤的干馏属于化学变化。

【答案】

C 4．下列说法中错误的是(

) A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油

B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物

D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来

【解析】

汽油是C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到，也可由C18以上的烷烃经过裂化反应得到，A、B正确；煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物，其干馏产物中有苯和甲苯等，故C正确，D错误。

【答案】

D 5．石油裂解的目的和原理是(

) A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃

B．使直链烃转化为芳香烃

C．避免炭化结焦

D．除去石油中的杂质

【解析】

A项，石油的裂解是深度裂化，目的是为了获取大量石油化工原料，主要是气态烯烃，其中以乙烯产量为最大，其次还有丙烯、丁二烯等。B项，使直链烃转化为芳香烃属于结构的重新调整。C项，重油采用减压蒸馏是为了避免炭化结焦。D项，与裂解原理和目的无关。

【答案】

A 6．下列关于煤干馏的叙述中正确的是(

) A．煤加强热而分解的过程叫作煤的干馏

B．煤干馏只能得到冶金用的优质焦炭

C．煤的干馏和石油的分馏的本质差别为干馏是化学变化而分馏是物理变化

D．工业上芳香烃原料可由煤干馏得到，其存在于干馏所得的焦炉气中

【解析】

A项，干馏要在隔绝空气的条件下进行；B项，煤干馏的产物主要是焦炭，同时得到焦炉煤气、煤焦油等物质；C项，煤干馏时发生了分解反应，所以是化学变化；分馏仅仅是利用沸点不同而分开混合物中的各成分，所以是物理变化；D项，芳香烃主要存在于煤焦油中。

【答案】

C 7．以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是(

) A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料

B．甲烷与氯气制备一氯甲烷

C．以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜

D．用SiO2制备高纯硅

【解析】

绿色化学原子经济性：无副产物，不产生污染物。A项，nCH2===CH2―→CH2—CH2光，符合题意；B项，CH4＋Cl2――→CH3Cl＋HCl，CH3Cl光＋Cl2――→CH2Cl2＋HCl……副产物过多；C项，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋

△2H2O，NO2有毒，会污染环境；D项，SiO2制备高纯硅：SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑，△△Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4，SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl，会生成CO及HCl气体，污染环境。

【答案】

A 8．下列措施有利于节能减排、改善环境质量的有(

) ①在大亚湾核电站已安全运行多年的基础上，广东将继续发展核电，以减少火力发电带来的二氧化硫和二氧化碳排放问题

②积极推行“限塑令”，加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料

③加速建设地铁、轻轨等轨道交通，促进珠三角城市一体化发展，减少汽车尾气排放

④发展低碳经济、循环经济，推广可利用太阳能、风能的城市照明系统

⑤使用生物酶降解生活废水中的有机物，使用填埋法处理未经分类的生活垃圾

A．①②③④

C．①②④⑤

B．①②⑤

D．③④⑤

【解析】

核电可减少污染物，如SO2等物质的排放，可改善环境质量，①正确，则排除D选项；地铁可减少汽车的数量，从而减少尾气排放，有利于改善环境，③正确，则排除B、C选项。⑤中“填埋法”不能改善环境质量，相反会造成土壤污染。

【答案】

A 9．目前生产聚氯乙烯的方法是先将乙烯与氯气和氧气在一定条件下反应生成氯乙烯和水，再进一步合成聚氯乙烯。

请回答：

(1)请写出上述两个过程的化学方程式：

________________________________________________________________，

________________________________________________________________。

(2)聚氯乙烯是一种可燃物，火灾中聚氯乙烯产生有害气体，其主要成分可能是________；若在火灾现场，为了防止气体中毒，应采取的防护措施是___________________________________________________________________。

(3)请分析说明聚氯乙烯________(填“可以”或“不可以”)用作食品包装袋，原因是____________________________________________________________ ________________________________________________________________。

【解析】

(1)由反应物为乙烯、氯气和氧气，生成物为氯乙烯和水，即可写出化学方程式。

(2)聚氯乙烯燃烧时，氯元素转化为氯化氢，可用碱溶液吸收。

一定条件【答案】

(1)4CH2===CH2＋2Cl2＋O2――→

4CH2===CH—Cl＋2H2O

(2)HCl

用泡过肥皂水或Na2CO3溶液的毛巾捂住口鼻

(3)不可以

聚氯乙烯中含有氯元素，受热易产生有毒物质，不能用作食品包装袋

B组

能力提升

10．“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中，你认为最不符合绿色化学概念的是(

) A．用氨水吸收硫酸厂的尾气：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3

B．除去硝酸工业尾气中的氮氧化物：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O △C制硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O △D．制硫酸铜：2Cu＋O2=====2CuO，CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O 【解析】

由题中信息可知，“绿色化学”是尽可能减少对环境的副作用，C项中产生污染大气的有毒气体SO2，不符合要求。

【答案】

C 11．对图示中的变化叙述错误的是(

)

A．图示实验中发生了化学变化

B．液体X溶液的pH>7，液体Y是一种黑色黏稠状液体

C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色

D．试管A中产生浓的白烟

【解析】

煤的干馏是煤在隔绝空气下加强热的过程，它发生了复杂的物理、化学变化；煤的干馏产物有H2O和NH3，NH3易溶于水而呈碱性，pH>7，同时干馏还生成了煤焦油，它的化学成分主要为芳香族化合物，是难溶于水的黏稠液体；干馏的气体产物中的H2、CO具有还原性，可以还原CuO，气体产物中的C2H4可使溴水褪色；试管A中产生黄色的烟。

【答案】

D 12．下列对乙烯和聚乙烯的描述中不正确的是(

) A．乙烯是纯净物，常温下为气态，聚乙烯为固态，是混合物

B．乙烯性质比聚乙烯活泼

C．取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等

D．取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量分别相等

【解析】

乙烯聚合成聚乙烯时分子中的双键被破坏，性质变得稳定，由于相对分子质量变大，所以从气态变为固态。有机高分子化合物都是混合物。由于乙烯和聚乙烯的C、H质量分数相等，但相对分子质量不相等，所以两者等质量燃烧时生成CO2、H2O的质量分别相等，等物质的量燃烧时生成CO2、H2O的物质的量不相等。

【答案】

D 13．下列说法正确的是(

) A．乙烯通过缩聚反应形成聚乙烯

B．石油产品都可用于聚合反应

C．淀粉、纤维素都属于高分子化合物

D．聚丙烯的结构简式为CH2—CH2—CH2

【解析】

乙烯通过加聚反应生成聚乙烯，A错误。石油产品中具有饱和键的物质(如烷烃)，不能用于聚合反应，B错误。淀粉、纤维素都属于天然高分子化合物，C正确。聚丙烯的结构简式应该为【答案】

C 14．如图是实验室干馏煤的装置图：

CHCH3CH2，D错误。

(1)指出图中仪器的名称：b________，c________。

(2)仪器d的作用是________________________________________________，

c中的液体中无机物里溶有________，可用________检验出来。有机物有________，可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。

(3)e处点燃的气体主要成分有______________________________________，

火焰的颜色是________。

(4)反应结束后b中的固体是________________________________________。

【解析】

本题是关于煤干馏的实验，根据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处放出的应是焦炉气，其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2===CH2，燃烧时呈淡蓝色火焰。

【答案】

(1)硬质玻璃管

U形管

(2)盛装冷水对蒸气进行冷却

粗氨水

酚酞溶液

煤焦油

分馏

(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO

淡蓝色

(4)焦炭

15．为制取硝酸铜，某同学设计了如下四种方法：

(Ⅰ)铜与浓硝酸反应制取硝酸铜

(Ⅱ)铜与稀硝酸反应制取硝酸铜

(Ⅲ)铜先在空气中灼烧生成氧化铜，再跟硝酸反应制取硝酸铜

(Ⅳ)铜与硝酸银溶液反应制取硝酸铜

(1)方法(Ⅱ)中被氧化的Cu与被还原的硝酸的物质的量之比是________。

(2)“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，杜绝污染源，提高原子利用率是绿色化学的重要衡量指标。试从“绿色化学”和经济效益角度考虑，大量制取硝酸铜宜采用以上第________种方法，原因是________________________________________________________________ ________________________________________________________________。

【解析】

从绿色化学角度评价上述三个实验方案要考虑两点：①节约原料；②副产品对环境污染小。

四种实验方法所发生的反应分别如下

(Ⅰ)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (Ⅱ)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O △(Ⅲ)2Cu＋O2=====2CuO CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O (Ⅳ)Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag 【答案】

(1)3∶2 (2)Ⅲ

每生成1 mol Cu(NO3)2方法(Ⅰ)、(Ⅱ)中有大气污染物NO2和NO产生，且原子利用率低；方法(Ⅲ)无污染物产生，且原子利用率高，符合绿色化学的要求；方法(Ⅳ)要消耗较贵的硝酸银，经济效益差