1.化學(xué)在保證人類(lèi)的生存并不斷提高人類(lèi)的生活質(zhì)量方面起著(zhù)重要作用。
如:利用化學(xué)生產(chǎn)化肥和農藥,以增加糧食產(chǎn)量;利用化學(xué)合成藥物,以抑制細菌和病毒,保障人體健康;利用化學(xué)開(kāi)發(fā)新能源、新材料,以改善人類(lèi)的生存條件;利用化學(xué)綜合應用自然資源和保護環(huán)境以使人類(lèi)生活得更加美好。 2. 化學(xué)是一門(mén)是實(shí)用的學(xué)科,它與數學(xué)物理等學(xué)科共同成為自然科學(xué)迅猛發(fā)展的基礎。
化學(xué)的核心知識已經(jīng)應用于自然科學(xué)的各個(gè)區域,化學(xué)是創(chuàng )造自然,改造自然的強大力量的重要支柱。目前,化學(xué)家門(mén)運用化學(xué)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)觀(guān)察和思考社會(huì )問(wèn)題,用化學(xué)的知識來(lái)分析和解決社會(huì )問(wèn)題,例如能源問(wèn)題、糧食問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題、健康問(wèn)題、資源與可持續發(fā)展等問(wèn)題。
3.化學(xué)與其他學(xué)科的交叉與滲透,產(chǎn)生了很多邊緣學(xué)科,如生物化學(xué)、地球化學(xué)、宇宙化學(xué)、海洋化學(xué)、大氣化學(xué)等等,使得生物、電子、航天、激光、地質(zhì)、海洋等科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展。
環(huán)境保護是涉及許多學(xué)科的綜合問(wèn)題, 其中很多與化學(xué)有關(guān)。
化學(xué)在科技進(jìn)步與環(huán)境保護中起著(zhù)非常重要的作用,化學(xué)日益與人類(lèi)生存的自然環(huán)境狀況緊密地聯(lián)系在一起。同時(shí),人們也應該認識到環(huán)境問(wèn)題最終還是要依靠科技進(jìn)步。
絕大多數的環(huán)境污染的治理都要依靠化學(xué)知識、使用化學(xué)方法。地球上的居民,要生存就離不開(kāi)化學(xué)知識,這是當今國際化學(xué)教育所確定的主題。
因此, 對中學(xué)生進(jìn)行環(huán)境教育化學(xué)科擔負著(zhù)重要的責任, 那么,討論中學(xué)化學(xué)中與環(huán)境有關(guān)的問(wèn)題就顯得比較重要了。 從目前人們最關(guān)注的一些環(huán)境問(wèn)題,如:大氣污染、臭氧層空洞、溫室效應、酸雨、海洋污染、淡水缺乏、土地沙漠化、植被減少、生物種群滅絕、有毒化學(xué)品等方面來(lái)看,其絕大多數與化學(xué)有直接的關(guān)系。
從環(huán)境污染物的組成上看,有約70%屬于化學(xué)物質(zhì)。因此,要解決這些污染問(wèn)題,消除或減少這些污染物的危害,需要化學(xué)知識。
在全日制普通高級中學(xué)教科書(shū)(試驗修訂本?必修)化學(xué)第一冊的《緒言 化學(xué)——人類(lèi)進(jìn)步的關(guān)鍵》中有這樣一段話(huà):“環(huán)境問(wèn)題是當今世界各國都非常關(guān)注的問(wèn)題。在世界人口不斷增長(cháng)、生產(chǎn)不斷發(fā)展、人民生活水平不斷提高的過(guò)程中,由于人們對環(huán)境與生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)系認識不夠,以及對廢棄物處理不當,使環(huán)境受到不同程度的破壞,如土地的沙漠化、水資源危機、酸雨、臭氧層的破壞、有毒化學(xué)品造成的污染等。
因此,保護環(huán)境已成為當前和未來(lái)全球性的重大課題之一,也是我國的一項基本國策。在這些關(guān)系到國計民生的環(huán)境問(wèn)題中,化學(xué)工作者是大有作為的。
因為環(huán)境污染問(wèn)題的解決主要還得靠化學(xué)等方法。”可見(jiàn),環(huán)境問(wèn)題關(guān)系到人類(lèi)的進(jìn)步,同時(shí)也不難看出在解決環(huán)境問(wèn)題上化學(xué)起著(zhù)非常重要的作用。
那么,在化學(xué)教學(xué)中充分挖掘教材中與環(huán)境有關(guān)的內容,適時(shí)穿插和滲透環(huán)境保護問(wèn)題,增加學(xué)生的環(huán)境知識,增強學(xué)生的環(huán)保意識,培養學(xué)生的社會(huì )責任感,是時(shí)代賦予化學(xué)教學(xué)人的任務(wù),化學(xué)教學(xué)人責無(wú)旁貸。 目前,中學(xué)化學(xué)教材已經(jīng)編入大量的有關(guān)環(huán)境教育的內容,如《化學(xué)反應中的能量變化》中煤炭燃燒產(chǎn)生CO、CO2、煙塵等的污染,《二氧化硫》及《硫酸工業(yè)》中SO2造成的危害,《碳族元素》中SiO2粉塵的危害,《氮和磷》中關(guān)于NOX造成的大氣污染及光化學(xué)煙霧,《原電池原理及其應用》中廢舊電池的污染,《乙炔 炔烴》中聚氯乙烯塑料的污染,《石油 煤》中煤等燃燒產(chǎn)生的污染,《氧族元素》及《溴乙烷 鹵代烴》中H2S是大氣污染物、氟氯烴破壞臭氧層,《葡萄糖 蔗糖》中食品添加劑的影響,《淀粉 纖維素》中造紙業(yè)以及《油脂》中合成洗滌劑帶來(lái)的水體污染,《合成材料》中塑料、橡膠等白色污染,《電解原理》中重金屬污染物和氰化物污染物,氯堿工業(yè)及其產(chǎn)品對環(huán)境造成的影響,《關(guān)于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論》中針對環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行的關(guān)于“三廢”、原料、能量的合理利用和硫酸廠(chǎng)廠(chǎng)址的選擇對環(huán)境的影響等的討論。
在第一冊第六章《硫和硫的化合物 環(huán)境保護》第六節《環(huán)境保護》中通過(guò)一些綜合實(shí)踐活動(dòng),引起學(xué)生對環(huán)境的關(guān)注,并以資料的形式簡(jiǎn)單介紹與化學(xué)關(guān)系最密切的一些環(huán)境問(wèn)題,如大氣污染及防治,水污染及防止,空氣質(zhì)量日報、周報等。這也迫使我們化學(xué)教育者不能不加強對學(xué)生環(huán)境知識的教育。
有機化生學(xué)在生活中的用途十分廣泛,沒(méi)辦法全列舉出來(lái),就說(shuō)一小部分吧: 1、人類(lèi)的衣食住行離不開(kāi)有機物: 天然有機物:如糖類(lèi)、油脂、蛋白質(zhì)、石油、天然氣、天然橡膠等。
合成有機物:塑料、合成纖維、合成橡膠、合成藥物等。 2、具有特殊功能有機物的合成和使用改變了人們的生活習慣,提高了人類(lèi)的生活質(zhì)量。
3、有機物在維持生命活動(dòng)的過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用。 生命體中許多物質(zhì)都是有機物,如細胞中存在的糖類(lèi)、脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)和核酸等,都是有機物。
4、藥物中大多數是有機化合物,在幫助人們戰勝疾病,延長(cháng)壽命的過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
化合反應 1、鎂在空氣中燃燒:2Mg + O2 點(diǎn)燃 2MgO 2、鐵在氧氣中燃燒:3Fe + 2O2 點(diǎn)燃 Fe3O4 3、鋁在空氣中燃燒:4Al + 3O2 點(diǎn)燃 2Al2O3 4、氫氣在空氣中燃燒:2H2 + O2 點(diǎn)燃 2H2O 5、紅磷在空氣中燃燒:4P + 5O2 點(diǎn)燃 2P2O5 6、硫粉在空氣中燃燒: S + O2 點(diǎn)燃 SO2 7、碳在氧氣中充分燃燒:C + O2 點(diǎn)燃 CO2 8、碳在氧氣中不充分燃燒:2C + O2 點(diǎn)燃 2CO 9、二氧化碳通過(guò)灼熱碳層: C + CO2 高溫 2CO 10、一氧化碳在氧氣中燃燒:2CO + O2 點(diǎn)燃 2CO2 11、二氧化碳和水反應(二氧化碳通入紫色石蕊試液):CO2 + H2O === H2CO3 12、生石灰溶于水:CaO + H2O === Ca(OH)2 13、無(wú)水硫酸銅作干燥劑:CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4?5H2O 14、鈉在氯氣中燃燒:2Na + Cl2點(diǎn)燃 2NaCl 分解反應 15、實(shí)驗室用雙氧水制氧氣:2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑ 16、加熱高錳酸鉀:2KMnO4 加熱 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 17、水在直流電的作用下分解:2H2O 通電 2H2↑+ O2 ↑ 18、碳酸不穩定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑ 19、高溫煅燒石灰石(二氧化碳工業(yè)制法):CaCO3 高溫 CaO + CO2↑ 置換反應 20、鐵和硫酸銅溶液反應:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 21、鋅和稀硫酸反應(實(shí)驗室制氫氣):Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑ 22、鎂和稀鹽酸反應:Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑ 23、氫氣還原氧化銅:H2 + CuO 加熱 Cu + H2O 24、木炭還原氧化銅:C+ 2CuO 高溫 2Cu + CO2↑ 25、甲烷在空氣中燃燒:CH4 + 2O2 點(diǎn)燃 CO2 + 2H2O 26、水蒸氣通過(guò)灼熱碳層:H2O + C 高溫 H2 + CO 27、焦炭還原氧化鐵:3C+ 2Fe2O3 高溫 4Fe + 3CO2↑ 其他 28、氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應:2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓ + Na2SO4 29、甲烷在空氣中燃燒:CH4 + 2O2 點(diǎn)燃 CO2 + 2H2O 30、酒精在空氣中燃燒:C2H5OH + 3O2 點(diǎn)燃 2CO2 + 3H2O 31、一氧化碳還原氧化銅:CO+ CuO 加熱 Cu + CO2 32、一氧化碳還原氧化鐵:3CO+ Fe2O3 高溫 2Fe + 3CO2 33、二氧化碳通過(guò)澄清石灰水(檢驗二氧化碳):Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O 34、氫氧化鈉和二氧化碳反應(除去二氧化碳):2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O 35、石灰石(或大理石)與稀鹽酸反應(二氧化碳的實(shí)驗室制法):CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑ 36、碳酸鈉與濃鹽酸反應(泡沫滅火器的原理): Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑ 一. 物質(zhì)與氧氣的反應: (1)單質(zhì)與氧氣的反應: 1. 鎂在空氣中燃燒:2Mg + O2 點(diǎn)燃 2MgO 2. 鐵在氧氣中燃燒:3Fe + 2O2 點(diǎn)燃 Fe3O4 3. 銅 在空氣中受熱:2Cu + O2 加熱 2CuO 4. 鋁在空氣中燃燒:4Al + 3O2 點(diǎn)燃 2Al2O3 5. 氫氣中空氣中燃燒:2H2 + O2 點(diǎn)燃 2H2O 6. 紅磷在空氣中燃燒:4P + 5O2 點(diǎn)燃 2P2O5 7. 硫粉在空氣中燃燒: S + O2 點(diǎn)燃 SO2 8. 碳在氧氣中充分燃燒:C + O2 點(diǎn)燃 CO2 9. 碳在氧氣中不充分燃燒:2C + O2 點(diǎn)燃 2CO (2)化合物與氧氣的反應: 10. 一氧化碳在氧氣中燃燒:2CO + O2 點(diǎn)燃 2CO2 11. 甲烷在空氣中燃燒:CH4 + 2O2 點(diǎn)燃 CO2 + 2H2O 12. 酒精在空氣中燃燒:C2H5OH + 3O2 點(diǎn)燃 2CO2 + 3H2O 二.幾個(gè)分解反應: 13. 水在直流電的作用下分解:2H2O 通電 2H2↑+ O2 ↑ 14. 加熱堿式碳酸銅:Cu2(OH)2CO3 加熱 2CuO + H2O + CO2↑ 15. 加熱氯酸鉀(有少量的二氧化錳):2KClO3 ==== 2KCl + 3O2 ↑ 16. 加熱高錳酸鉀:2KMnO4 加熱 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 17. 碳酸不穩定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑ 18. 高溫煅燒石灰石:CaCO3 高溫 CaO + CO2↑ 三.幾個(gè)氧化還原反應: 19. 氫氣還原氧化銅:H2 + CuO 加熱 Cu + H2O 20. 木炭還原氧化銅:C+ 2CuO 高溫 2Cu + CO2↑ 21. 焦炭還原氧化鐵:3C+ 2Fe2O3 高溫 4Fe + 3CO2↑ 22. 焦炭還原四氧化三鐵:2C+ Fe3O4 高溫 3Fe + 2CO2↑ 23. 一氧化碳還原氧化銅:CO+ CuO 加熱 Cu + CO2 24. 一氧化碳還原氧化鐵:3CO+ Fe2O3 高溫 2Fe + 3CO2 25. 一氧化碳還原四氧化三鐵:4CO+ Fe3O4 高溫 3Fe + 4CO2 四.單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽的相互關(guān)系 (1)金屬單質(zhì) + 酸 -------- 鹽 + 氫氣 (置換反應) 26. 鋅和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 27. 鐵和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 28. 鎂和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ 29. 鋁和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑ 30. 鋅和稀鹽酸Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ 31. 鐵和稀鹽酸Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ 32. 鎂和稀鹽酸Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑ 33. 鋁和稀鹽酸2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑ (2)金屬單質(zhì) + 鹽(溶液) ------- 另一種金屬 + 另一種鹽 34. 鐵和硫酸銅溶液反應:Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu 35. 鋅和硫酸銅溶液反應:Zn + CuSO4 === ZnSO4 + Cu 36. 銅和硝酸汞溶液反應:Cu + Hg(NO3)2 === Cu(NO3)2 + Hg (3)堿性氧化物 +酸 -------- 鹽 + 水 37. 氧化鐵和稀鹽酸反應:Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl3 + 3H2O 38. 氧化鐵和稀硫酸反應:Fe2O3 + 3H2SO4 === Fe2(SO4)3 + 3H2O 39. 氧化銅和稀鹽酸反應:CuO + 2HCl ==== CuCl2 + H2O 40. 氧化銅和稀硫酸反應:CuO + H2SO4 ==== CuSO4 + H2。
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