教學(xué)設(shè)計(jì)4：垃圾資源化

高中化學(xué)選修化學(xué)與生活垃圾資源化教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)：1．根據(jù)防治土壤污染、保護(hù)環(huán)境的要求，舉例說(shuō)明垃圾和其他生活廢棄物處置的方法。2．認(rèn)識(shí)“白色污染”的危害和防治方法。重點(diǎn)：舉例說(shuō)明垃圾和其他生活廢棄物處置的方法。難點(diǎn)：認(rèn)識(shí)“白色污染”的危害和防治方法。課時(shí)劃分：一課時(shí)教學(xué)過(guò)程：知識(shí)梳理一、垃圾處理：在垃圾中，約＿＿%是生物性有機(jī)物，約＿＿%—＿＿%具有可回收再利用價(jià)值。目前我國(guó)每年可利用而未得到利用的廢棄物的價(jià)值達(dá)＿＿億元，約有＿＿萬(wàn)噸廢鋼鐵、＿＿＿萬(wàn)噸廢紙未得到回收利用。廢塑料的回收率不到3%，橡膠的回收率為31%。僅每年扔掉的60多億只廢干電池就含7萬(wàn)多噸鋅、10萬(wàn)噸二氧化錳。1．衛(wèi)生填埋；焚燒法；堆肥法。衛(wèi)生填埋是世界上常用的處理垃圾量最大的4種方法之一。但衛(wèi)生填埋場(chǎng)的滲出液容易污染周圍土地和水體。堆肥法是一種＿＿＿＿＿＿的方法。堆肥技術(shù)是利用生物對(duì)垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行＿＿、＿＿＿，使之成為穩(wěn)定的＿＿＿，并利用發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的溫度殺死＿＿＿＿＿以達(dá)到無(wú)害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的垃圾處理技術(shù)。垃圾焚燒后，能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物質(zhì)，可有效地控制二次污染。垃圾焚燒后產(chǎn)生的熱能可用于＿＿＿供熱，實(shí)現(xiàn)了能源的綜合利用。但垃圾焚燒過(guò)程易產(chǎn)生有毒氣體二惡英，二惡英的最大危害是具有不可逆的“三致”毒性，即＿＿＿、＿＿、＿＿＿。2．干電池回收與醫(yī)療垃圾處理。二、白色污染1．白色污染定義：是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各類生活塑料制品使用后被丟棄成為固體廢物，因難于降解處理而造成城市環(huán)境嚴(yán)重污染的現(xiàn)象。2．白色污染的危害：（1）難以＿＿（2）焚燒，產(chǎn)生＿＿氣體（3）釋放出＿＿破壞臭氧層和加速＿＿效應(yīng)（4）危害動(dòng)物。3．解決白色污染措施：A：廢棄塑料資源化(1)直接作為＿＿(2)制取合成＿＿＿（3）制?。撸撸?。B：生物降解塑料(1)天然高分子改造法(2)化學(xué)合成法。(3)微生物發(fā)酵法。4．

塑料回收后再生方法有：＿＿再生，熱＿＿，＿＿回收，回收化工原料及其他等方法。知能測(cè)試一、選擇題隨著生活節(jié)奏的加快，營(yíng)養(yǎng)、方便的快餐和環(huán)保的快餐盒越來(lái)越滲透到人們?nèi)粘Ｉ钪?，根?jù)所學(xué)知識(shí)，回答1～3題．1．在食品家族中，除了有人們熟知的“綠色食品”外，還有一些食品分別被稱為“藍(lán)色食品”和“白色食品”，藍(lán)色食品是指來(lái)自于海洋生物的食品，白色食品是指用微生物發(fā)酵而來(lái)的食品．下列食品中屬于白色食品的是（）A．臘肉B．鮮奶C．食醋D．米飯2．一種“即食即熱型快餐”適合外出旅行時(shí)使用，其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真空包裝食品，外層則是分別包裝的兩包化學(xué)物質(zhì)，使用時(shí)拉動(dòng)預(yù)留在外的拉線，使這兩種化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，此時(shí)便可對(duì)食物進(jìn)行加熱，這兩種化學(xué)物質(zhì)最合適的選擇是（）A．濃和水B．生石灰和水C．鋁和氧化鐵D．過(guò)氧化鈉和水3．據(jù)《光明日?qǐng)?bào)》報(bào)道，我國(guó)首條以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料合成高分子型完全生物降解塑料生產(chǎn)線研制成功，這是我國(guó)繼美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家之后又一個(gè)掌握此項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家，這條生產(chǎn)線建成的最重要意義在于（）A．可以進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓，在國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地B．其推廣應(yīng)用將使我國(guó)的白色污染得到提前根治C．可以降低新型材料的制取成本D．可以充分利用資源，使廢棄物得以重新使用4．（上海）上海環(huán)保部門為了使城市生活垃圾得到合理利用，近年來(lái)逐步實(shí)施了生活垃圾分類投放的辦法。其中塑料袋、廢紙、舊橡膠制品等屬于（）A．無(wú)機(jī)物B．有機(jī)物C．鹽類D．非金屬單質(zhì)5．保護(hù)和治理環(huán)境是“十五”規(guī)劃中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，下列各項(xiàng)措施中，無(wú)助于改善環(huán)境質(zhì)量的是()A．推行垃圾無(wú)害化與危險(xiǎn)廢棄物集中處理B．大力推行潔凈煤技術(shù)或改善能源結(jié)構(gòu)C．研制與提倡使用化學(xué)農(nóng)藥，以減少病蟲害D．積極推廣使用無(wú)磷洗滌劑6．“白色污染”是指一些難降解的廢棄塑料制品，下列塑料制品不會(huì)造成嚴(yán)重“白色污染”的有①聚苯乙烯，②聚氯乙烯，③聚甲基丙烯酸甲酯，④聚丁二酸乙二酯，⑤酚醛樹脂，⑥聚己二酸乙二胺，⑦纖維素醋酸酯，⑧聚丁二酸酐()A.①②③⑤B.③④⑤⑥⑦C.②③④⑦⑧D.④⑥⑦⑧7．廢電池拌著生活垃圾將是人類環(huán)境的新公害。下列哪種組合中的元素均是廢電池中所含的有害元素()、Pb、C、Na、K、S、P、Pb、Mn、Ni、N、Pb、As二、填空題8．在國(guó)際環(huán)境問題中，一次性使用的聚苯乙烯材料所帶來(lái)的“白色污染”問題甚為突出。中國(guó)楊凌農(nóng)業(yè)科技開發(fā)區(qū)某公司已開發(fā)出60天自行降解功能的綠色包裝材料聚乳酸（分子組成可表示為Ｃ３ｎＨ４ｎ＋２Ｏ２ｎ＋１）(1)聚苯乙烯材料會(huì)造成“白色污染”，是因?yàn)開_____。(2)乳酸是以淀粉為原料水解成葡萄糖，再經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制得：Ｃ６Ｈ１２Ｏ６2Ｃ３Ｈ６Ｏ３。為測(cè)定乳酸的的分子結(jié)構(gòu)，取9．0ｇ乳酸進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①跟ＮａＯＨ反應(yīng)，消耗了1．0ｍｏｌ·Ｌ－1的ＮａＯＨ溶液100ｍＬ。由此說(shuō)明______。②跟足量的金屬鈉反應(yīng)，放出氣體2240ｍＬ（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。由此說(shuō)明______。③以銀為催化劑跟Ｏ２反應(yīng)，生成物為ＣＨ３ＣＯＣＯＯＨ。由此說(shuō)明______。因此，乳酸分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______。(3)試寫出兩個(gè)乳酸分子間反應(yīng)生成Ｃ６Ｈ８Ｏ４的化學(xué)方程式（有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示，以下同）______。(4)試寫出乳酸分子間通過(guò)______反應(yīng)，生成聚乳酸的化學(xué)方程式：______。(5)聚乳酸材料廢棄后，首先水解成單體，然后在微菌作用下分解成二氧化碳和水。試寫出這兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。9．2，4，5三氯苯酚和氯乙酸反應(yīng)可制造除草劑2，4，5三氯苯氧乙酸。某生產(chǎn)該除草劑的工廠曾在一次事故中泄漏出一種有毒的二惡英，簡(jiǎn)稱TCDD。有關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式如下：請(qǐng)寫出：（1）生成2，4，5三氯苯氧乙酸反應(yīng)的化學(xué)方程式（2）由2，4，5三氯苯酚生成TCDD反應(yīng)的化學(xué)方程式10．城市垃圾常見的處理方法有填埋、堆肥和焚燒等，焚燒處理技術(shù)的核心是燃燒的合理組織和二次污染的防治．垃圾焚燒對(duì)環(huán)境的二次污染物主要是焚燒產(chǎn)物中的有害成分和灰渣中的重金屬，焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生酸性氣體SOx、NOx、HCl等）污染物、有機(jī)類污染物PCDD/FS?，F(xiàn)我國(guó)采用用硫化床焚燒爐、采用低溫燃燒和分級(jí)燃燒，焚燒過(guò)程中生成的NOx很少，同時(shí)在床料中加入合適的添加劑，可以使SOx在爐內(nèi)去除，煙氣（HCl）可采用在吸收塔內(nèi)加入吸收劑而除去，有機(jī)污染物PCDD/FS主要是垃圾中存在的無(wú)機(jī)物氯化物(如NaCl)和有機(jī)氯化物(如塑料、橡膠、皮革)在過(guò)渡金屬陽(yáng)離子（如Cu2+）作催化劑下不完全燃燒生成的，焚燒爐內(nèi)和煙道內(nèi)生成的PCDD/FS主要是以固態(tài)形式附著在飛灰表面，可用有效除塵器去除、也可用袋式過(guò)濾器前裝一個(gè)人裝有固體的吸收塔，還可在焚燒爐的鍋爐管束前噴入氨以減少PCDD/FS的生成．回答下列問題：(1)在焚燒爐的床料中加入______可實(shí)現(xiàn)焚燒過(guò)程中產(chǎn)生SOx在爐內(nèi)去除，有關(guān)方程式：______。(2)在吸收塔內(nèi)加入______廉價(jià)吸收劑可除去煙氣HCl，化學(xué)方程式為：______．(3)向焚燒爐內(nèi)不斷噴氨，其目的是______．(4)為了減少垃圾焚燒過(guò)程中PCDD/FS的排放，可用裝有固體的吸收塔吸收，該固態(tài)吸收劑是______，它具有______性．11．垃圾主要分為生活垃圾、建筑垃圾、和工業(yè)垃圾三大類。垃圾的危害與處理已成為世界性難題。如一節(jié)紐扣電池的有害物質(zhì)能污染60萬(wàn)方水，一節(jié)一好電池爛在地里可使一平方米土地失去利用價(jià)值。(1)現(xiàn)在請(qǐng)你根據(jù)日常生活中所見到的生活垃圾，設(shè)計(jì)幾種處理垃圾的方法。(2)據(jù)報(bào)道我國(guó)科學(xué)家根據(jù)干電池各組成的化學(xué)性質(zhì)，采用濕法工藝技術(shù)回收有用物質(zhì)，廢舊電池不僅得到了有效的處理，防止了污染環(huán)境，同時(shí)又可回收有用物質(zhì)，其有關(guān)成分可基本全部回收，解決了多年來(lái)干電池的回收利用問題。根據(jù)鋅錳干電池各組成的化學(xué)性質(zhì)，若用濕法工藝技術(shù)回收，可回收的物質(zhì)有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(3)1999年4月某城市的一座平房被一起爆炸炸成碎片，經(jīng)調(diào)查這座平房建在一做舊垃圾堆積場(chǎng)附近?？茖W(xué)家認(rèn)為引起爆炸的甲烷就來(lái)自這一舊垃圾堆積物?；卮鹣铝袉栴}：①這一堆積物中包括下列不同物質(zhì)：玻璃、植物性垃圾、水泥、木屑、鋼鐵及塑料。在這些物質(zhì)中可以產(chǎn)生甲烷氣體的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（至少天兩種），寫出有關(guān)方程式。②如果這一堆積物不被覆蓋，而是處于散開狀態(tài)，那么爆炸可能不會(huì)發(fā)生，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。③甲烷作為一種綠色能源，在許多家庭安全的使用著，請(qǐng)說(shuō)明在什么條件下甲烷氣體燃燒不安全，并指出排除不安全的方法和措施＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。12．下面是在鼓浪嶼淑莊花園前新設(shè)的一組垃圾箱及說(shuō)明：(1)小明在整理房間時(shí)，清理出如下物品，它們應(yīng)分別放入哪個(gè)垃圾箱（請(qǐng)?zhí)钚蛱?hào)）：A.廢作業(yè)本；B.汽水易拉罐；C.生銹鐵釘；D.礦泉水瓶；E.爛蘋果；F.涂改液瓶應(yīng)放入“可回收垃圾箱”的是：

；應(yīng)放入“不可回收垃圾箱”的是：

；應(yīng)放入“有害垃圾箱”的是：

。(2)小明用鹽酸除去鐵釘上的銹(主要成分為氧化鐵)，以重新使用它，請(qǐng)寫出除銹的化學(xué)方程式:

。(3)廢銅有二種回收方法：方法一：Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2X↑+2H2O（X是一種大氣污染物）方法二：銅在空氣中加熱生成氧化銅，氧化銅再與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水。①方法一中,X的化學(xué)式為：

；方法二的優(yōu)點(diǎn)是：

；②請(qǐng)寫出從氯化銅溶液中提取銅的化學(xué)方程式：

；該反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)的基本類型是

。(4)請(qǐng)從可回收垃圾的類別中，舉出一例說(shuō)說(shuō)化學(xué)的研究成果給社會(huì)進(jìn)步帶來(lái)的貢獻(xiàn)：

。(5)化學(xué)電池給人們生活帶來(lái)許多便利，但任意丟棄的一粒電池將嚴(yán)重污染一平方米土壤。一些化學(xué)成就在給人們帶來(lái)方便的同時(shí)，也給人類帶來(lái)危害。對(duì)此，你認(rèn)為在進(jìn)行化學(xué)科學(xué)研究或發(fā)明時(shí)要注意的是：

。

參考答案：1、C2、B3、B4、B5、C6、D7、C8．（1）其廢物在自然界中難于被生物降解，也不能焚燒（會(huì)產(chǎn)生大量有毒物質(zhì)），不能掩埋（會(huì)影響土壤中的水分和空氣流動(dòng)）。（2）①乳酸為一元酸②乳酸分子中除含一個(gè)羧基外，還含一個(gè)羥基③乳酸分子中的羥基在羧基相鄰的碳原子上（3）＋＋２Ｈ２Ｏ（4）縮聚（5）9、解答：（1）（2）10、（1）CaO；CaO+SO2=CaSO3；2CaSO3+O2=2CaSO4（2）石灰乳（或氨水）Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O（3）氨與Cu2+結(jié)合使Cu2+失去催化作用，減少PCDD/FS的生成．（4）活性碳，強(qiáng)吸附性．11、（1）集中供熱、填埋、焚燒、工業(yè)化高溫焚燒、供熱、供電并回收尾氣、分類裝袋回收再利用、堆積發(fā)酵制肥料、沼氣等。（2）二氧化錳、氧化鋅、金屬鋅、銅、鐵、以及碳棒等。（3）①植物性垃圾、木屑等，（C6H10O5）n3nCH4↑+3nCO2↑+能量②敞口時(shí)：不具備“隔絕空氣”條件，不利于產(chǎn)生甲烷；不具備“有限空間”，不利于積累熱量和壓強(qiáng)的增大。③不安全因素：甲烷不純，點(diǎn)燃會(huì)爆炸；燃燒不完全，產(chǎn)生一氧化碳有毒氣體。排除措施：驗(yàn)純、通風(fēng)換氣。12、（1）A、B、C、