對“化學與環境”新視角問題的探究剖析

摘 要：“綠色化學”、“低碳出行”和工業“三害”是化學與環境內容常提及的問題，也是考查綜合知識的新視角，如“綠色化學”視角下的物質制取、“低碳出行”視角下的新能源問題、工業“三害”視角中的化工流程，本文將對上述三個新的視角問題加以探究，結合實例剖析解題方法.

關鍵詞：化學與環境;新能源;化工流程;初中化學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2020）11-0076-02

“化學與環境”是初中化學重要的知識內容，縱觀歷年考題，越發注重對學生環保意識、化學應用的考查與培養，意在提升學生的使命感和綜合能力.而該內容存在幾個較為新穎的視角，下面對其舉例剖析.

一、“綠色化學”視角下的物質制取

“綠色化學”指的是化學反應的過程和化工生產過程中不使用或減少使用有害物質，從源頭上消除化學及化工生產對環境和人類健康的影響.該理念倡導零污染、環境保護和可持續發展，該視角下的物質制取分析，需要考慮參與反應的物質，以及原子的利用率.

例1 “綠色化學”是21世紀化學科學發展的指導方向，核心思想是從生活和生產的源頭來減少人類活動對環境的污染.圖1是實驗室制取氧氣的四種方案，其中更能體現“綠色化學”理念的是（ ）.

A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁

分析與解 提高原子的利用率，從實驗的源頭消除和減少有害物質的使用，實現“零排放”和充分利用資源是化學實驗對“綠色化學”理念的貫徹，從該角度分析問題，需關注制取氧氣所用物質利用率、反應條件以及產物.甲、乙和丙涉及化學反應，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現，可排除.甲方案中使用H2O2制取O2時只需添加催化劑MnO2即可，產物為H2O和O2，原子利用率高，產物對環境無污染，而乙和丙的反應會產生大量的副產物，且對環境無益，因此甲方案更符合“綠色化學”理念，答案應選A.

二、“低碳生活”視角下的新能源問題

“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，減少兩者對環境的污染，從而促進可持續發展.該問題點的分析需掌握碳化物對環境的影響，關注新能源問題.

例2 “低碳生活”可以減少碳的排放，隨著科學的進步，逐步使用新能源來替代化石燃料，圖2是我國研發的“柔性、可裁剪碲化鉍（BiTe）/纖維素復合熱點薄膜電池”，可利用體表散熱為藍牙耳機和手表等穿戴設備供電，下列分析錯誤的是（ ）.

A. 轉化過程為物理變化

B. 最終可生成H、CO、CH、CHOH太陽能燃料，其中屬于氧化物的為CO

C. 復合熱電薄膜電池中BiTe包含有二種元素

D. 將生活中的化學能轉化為了電能

分析與解 上述從新能源利用視角來考查相關化學知識，首先需結合圖像理解整個新能源電池的原理，即通過光催化將HO、CO轉化為H、CO、CH、CHOH（甲醇）等太陽能燃料.其中涉及到新物質的生成，屬于化學變化，故A錯誤;根據氧化物的定義可確定四種太陽能燃料物質中僅CO為氧化物，故B正確;從元素角度來看，BiTe中僅含有Bi和Te兩種元素，故C正確;分析新能源原理，從能量角度來看是將化學能轉化為了電能，故D正確.所以答案為A. 三、工業“三害”視角下的化工問題

工業“三害”指的是工業生產過程中的廢水、廢棄、廢渣，其中包含有大量對環境有害的物質.該內容的考查有多種形式，常見的有以化工流程為基礎的物質合成與“三害”消除.

例3 含有硫的煤在燃燒過程中會產生大量的有害氣體，為防治該污染，某工廠設計了新的工藝方法來吸收廢氣中的SO，并將其合成為某種化工產品，圖3是對應的工藝流程圖，下列選項分析錯誤的是（ ）.

A. 該工藝流程得到的產品為硫酸

B. 圖中FeSO→Fe（SO）的過程中涉及到復分解反應

C. 該工藝流程中化合價發生變化的元素有Fe、S和O

D. 圖3吸收SO的化學方程式為

Fe（SO）+SO+2HO=2FeSO+2HSO

分析與解 本題目主要以工業上SO氣體的處理工藝為基礎，考查復分解反應和氧化還原反應.根據工藝流程圖可知，該工藝過程是將O和SO吸收，生產HSO，因此得到的產品為硫酸，故A正確;結合化學知識可知，復分解反應的過程中沒有化合價變化，而FeSO→Fe（SO）過程中Fe的化合價發生了變化，因此所涉及到的化學反應不是復分解反應，應為氧化還原反應，故B錯誤;分析整個工藝流程，其中涉及到了O、FeSO、HSO、SO等物質，分析可知Fe有多種化合價，O發生了化合價變化，SO中的S元素也發生了改變，故化合價發生變化的有Fe、S和O，故C正確;根據工藝流程可寫出吸收SO的化學反應，利用守恒定律可配平化學方程式，分析可知D正確.所以答案應選B.

總之，分析上述新視角問題時，需從問題的關注點入手，提取涉及到的化學反應，然后結合所學知識、問題要求來加以分析.由于新視角問題有著極高的綜合性，因此在教學中需要教師立足考查視角，提煉知識點，引導學生掌握知識融合的多種方式、問題分析的綜合方法.

參考文獻：

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[2]吳軍，黃娟.基于化學素養的教學情境選擇與應用——以“二氧化硫”的教學為例[J].中學化學，2018（04）：9-11.

[責任編輯：季春陽]

收稿日期：2020-01-15

作者簡介：包義才（1975.10-），男，江蘇省南京人，本科，中學高級教師，從事初中化學教學研究.