高中化学 第一章 认识化学科学 第2节 研究物质性质的方法和程序(1)学案 鲁科版必修1

第2节研究物质性质的方法和程序（2）
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
专题四：化学与社会
［学习过程］
一、化学与能源
目前人类所消耗能源的80%来自煤，石油，天然气等化石燃料，化石燃料的大量使用，造福了人类，但也给环境造成了严重危害，使人类生存空间受到了极大的威胁。

同时化石燃料属于不可再生能源，人类正面临着化石燃料日渐枯竭的局面。

因此，一些可再生的清洁能源的开发利用越来越被人们重视。

1. 太阳能
科学家们公认，太阳能是未来人类最合适、最安全、最出色、最理想的替代能源。

资料显示：太阳能每分钟射向地球的能量相当于人类一年所消耗的能量。

目前太阳能的利用转化约为10%~12%。

据此推算，到2020年全世界能源消耗总量大约为25亿升原油，如果用太阳能替代，只需要约97万平方公里的一块吸收太阳能的“光板”就可实现。

宇宙发电计划在理论上是完全可行的。

2. 沼气
沼气的主要成分是甲烷，甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，是由植物残体在隔
绝空气的情况下分解而产生的。

3. 氢能源
在新能源的探索中，氢气被认为是理想的二级能源。

它最明显的三大优点是：热值高、干净无毒、资源丰富。

4. 其它能源
核能来源于原子核的变化，这类变化叫核反应。

核反应可分为核衰变、核裂变、核聚变三大类。

水能主要指江河水流能；风能指空气的动能，是由太阳辐射能转化而来的，风能可再生，利用简单，不污染环境。

生物能是蕴藏在生物质内的能量，它是可再生能源。

此外还有低热能潮汐能以及能源新秀——海带和巨藻。

二、化学与健康
1. 微量元素
研究表明，人体含有20多种仅占人体质量0.05%以下的微量元素。

尽管这些微量元素很少，但能直接影响人体的生长发育和健康。

有关微量元素铁、锌、硒、碘、氟教材中有介绍，现补充介绍以下几种：
铜：人体必需的微量元素，人体内有30多种蛋白质和酶都含有铜，铜还参与细胞色素C、酪氨酸酶等的合成。

缺乏时可使血管、骨骼及各种组织的脆性增加，但摄入过多会引起铜中毒。

钙、磷：人体骨骼的主要成分，在骨骼中以羟磷灰石存在，其余分布在体液和软组织中，儿童摄入钙、磷较多时，使骨端和骨骼之间的软骨层过早钙化，影响长骨的生长，身材极矮。

但体内钙磷缺乏时，儿童易患佝偻病，成人易患软骨病。

铝：在人体内含量很少，铝离子容易与脑细胞结合，且不易分离，在人体内长期积累会
影响思维和记忆，是形成老年性痴呆的元凶。

此外，铝还能破坏ATP，从而影响人体代谢的正常进行。

另外，还有像汞、铅、镉等一些微量元素对人体有强烈的毒性。

2. 重要的营养素
蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水被称作六大营养素，人们为了维持生命和健康，必须从食物中摄取这些营养素。

3. 生活中的有毒物质
涂改液：通常都含有不同程度的三氯甲烷、三氯乙烷或四氯乙烷等卤代烃和苯的同系物，有的还含有铅、钡等重金属。

这些有机物的挥发性强，主要作用于人的中枢神经系统，使肝、肾受到损害。

甲醇：工业酒精中往往含有少量甲醇，甲醇在人体中经过酶的作用，先氧化成甲醛，甲醛对视网膜细胞有特殊的毒性作用，能引起视力丧失，还会使神经系统发生功能障碍，并使肝脏中毒。

当甲醛再氧化为甲酸时，还会导致人体酸中毒，因而我国政府严禁用工业酒精配制饮料酒。

甲醛：甲醛是一种常温下呈气体的烃的含氧衍生物，家具、香烟、油漆及化妆品中都含有甲醛。

甲醛可刺激喉咙，引起黏膜发炎，甚至成为致癌物。

特别是室内化纤板、地毯及现代建筑材料的使用，很容易引起甲醛中毒。

因此，凡是新建、新装修的住宅，都要大开门窗，使其自然通风一段时间，平时也要注意室内卫生，保持空气流通。

三、水体污染
天然水中含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-等离子。

如果不属于水体的物质进入水体，而且进入的数量已经达到破坏水体原有用途的程度，就叫水体污染。

水体污染一般分为以下几类：
1. 无机物污染：包括酸、碱、盐。

2. 有机物污染：包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、碳氢化合物合成洗涤剂等。

3. 有毒物质：包括重金属盐类、氰化物、氟化物、砷化物、酚类、多环芳烃、多氯联苯和有机农药。

4. 致病微生物：包括各种病毒、细菌、寄生虫等。

5. 耗氧污染物：有些无机物和有机物能消耗水中溶解的氧气，使水发黑变臭，危害水生物的生存。

6. 植物营养物质：有些物质（如含磷洗衣粉、化肥、饲料等）含有植物生长所需的氮、磷、钾等营养元素，这些物质会促使水中藻类疯长，从而消耗水中氧气，危害鱼类的生长，造成水质恶化。

此外，还有废旧电池带来的多种污染，石油工业带来的油污染，热电厂造成的热污染，核电厂带来的放射性污染等，这些污染不仅污染水体，危及水生植物，还会危及人体健康。

【典型例题】
例1. 环境科学家的最新观点是“室内污染不比户外污染轻”室内装潢所用油漆。

胶合板等材料会释放出有害气体，其主要成分是甲醛（CH2O）。

下列关于甲醛的说法中正确的是（）
A. 甲醛的相对分子质量为（12+1+16）
B. 甲醛分子由一个碳原子和一个水分子构成
C. 甲醛由碳、氢、氧三种元素组成
D. 甲醛中碳、氢、氧元素的质量比为1：2：1
答案：C
例2. 食用松花蛋时常有涩味，是因为制作过程中用到了熟石灰和纯碱等原料。

为了减轻涩味，可在食用时添加调味品，这种调味品最好是（）
A. 食盐
B. 食醋
C. 香油
D. 酱油
答案：B
例3. 某农户购买的碳酸氢铵中有一部分受潮，这时应采取的措施是（）
A. 提前使用
B. 把已受潮的NH4HCO3取出来，放在太阳下晒干
C. 用火烤干
D. 把已受潮的NH4HCO3取出来，和草木灰混和使用
答案：A
例4. 有一包白色粉末，可能由NaOH，Na2CO3，K2CO3，BaCO3和NaCl中的一种或几种组成。

为了确定其组成，进行了如下实验：（1）取少量白色粉末，加水充分溶解后，仍有沉淀；（2）另取白色粉末13。

8g加入足量的稀盐酸后，收集到4。

4g气体。

则白色粉末中（）
A. 一定含有K2CO3，可能含有BaCO3
B. 一定含有BaCO3，Na2CO3；可能含有NaCl，K2CO3
C. 一定含有BaCO3，Na2CO3；可能含有NaCl，Na2CO3
D. 一定含有NaOH，可能含有NaCl
答案：B
例5. 汽车尾气主要是含铅（Pb）污染和含有CO、SO2、NO等有害气体的污染，铅污染是由于汽油添加剂—四乙基铅造成的。

我国各大中城市政府已明令规定市区内禁止出售含铅汽油。

治理尾气中有毒气体的方法之一是在汽车的排气管上安装一个叫做催化转化剂（用铂、钯合金作催化剂）的净化装置。

它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使SO2的氧化。

（1）汽油添加剂—四乙基铅是一种化合物，其分子由一个铅原子和四个（C2H5）原子团构成，写出四乙基铅的化学式___________。

（2）写出CO和NO反应的化学方程式：_____________________________________。

（3）写出SO2被氧化成SO3的化学方程式_____________________________________。

答案：（1）Pb（C2H5）4
（2）2CO+2NO催化剂CO2+N2
（3）2SO2+O2催化剂2SO3
例6. 维生素C是生命活动中不可缺少的物质，不同的饮料中维生素C的含量不同。

下面是小明同学运用学到的实验方法测定（比较）橙汁、果味饮料中维生素C含量的实验方案与结果。

［实验目的］测定不同饮料中维生素C的含量。

［实验原理］
（1）维生素C是一种无色的易溶于水的有机物，能够和碘水反应
（2）淀粉遇到碘水变蓝色
［实验试剂］碘水、淀粉溶液、已知浓度的标准维生素C溶液、蒸馏水。

［实验过程］
步骤（1）在4支试管中分别盛有3.0 ml下列物质：①蒸馏水②标准维生素C溶液③橙汁④果味饮料。

分别向四支试管中滴加2滴淀粉溶液。

步骤（2）用胶头滴管向①试管中滴加1滴碘水，试管中物质变蓝色。

步骤（3）按同样的操作方法向②试管中滴加1滴碘水，振荡试管，再加一滴碘水。

再振荡试管，重复上述操作至试管中物质变成蓝色为止。

记录向②试管中加入碘水的滴数。

步骤（4）对于③④试管中样品，重复步骤（3）的操作。

［实验结果］
试回答下列问题：
（1）你认为小明测定的两种饮料中，哪一种的维生素含量最高____________。

（2）有人认为测定②试管中样品是多余的，你认为呢?请说明理由。

（3）化学实验需要控制变量，下列哪些情况会影响到测定结果?___________。

A. 饮料的颜色不同
B. 量取的被测试物质体积不同
C. 没有用同一规格胶头滴管按相同的操作方法向③④试管中滴加碘水。

D. 试管的大小不同
答案：（1）橙汁
（2）不可以不做。

因为测定②试管中样品是为了测定维生素C含量的标准。

（3）A、B、C
例7. 化学物质及其变化与生活密切相关：
（1）健康人体液的pH值必须维持在一定范围内。

如果体液的pH值超越正常范围，就会导致某些疾病的产生。

胃液的pH值____7（选填＞、＜、＝）。

人体内的二氧化碳排出不畅时，会导致血液的pH____（选填“升高”或“降低”）
（2）自来水中含有少量的Ca（HCO3）2和MgSO4等可溶性盐。

烧开水的壶中会出现水垢的原因之一就是其中的Ca（HCO3）2发生了分解反应，生成了难溶的CaCO3。

请写出Ca（HCO3）2受热分解的化学方程式：______________。

实验室如用自来水配制Ba（OH）
溶液，可能出现的现象是______；造成这种现象的原因是（请用其中一个反应的化学方程2
式表示）________
答案：（1）<；降低
（2）Ca（HCO3）2＝CaCO3+CO2+H2O；溶液变浑浊
MgSO4+Ba（OH）2＝BaSO4+Mg（OH）2。