2020 届高三化学二轮专题复习 ——化学与 STSE 总结 STSE 是科学(Science)，技术(Technology)，社会(Society)，环境(Environment)的英文缩写。 历年通常在高考化学第一题设置。 1、化学与生活 SO 2 可以用来水杀菌、消毒，漂白，但 SO 2 有毒，不能漂白食品，不可使用 SO 2 对馒头、银耳等 食品进行熏蒸加白处理。但 SO 2 可以添加到红酒里，具有杀菌和抗氧化作用，防止葡萄酒变酸，国家 规定红酒中总 SO 2 小于 250mg/L。 为防止月饼等富脂食品氧化变质，常在包装里加入铁粉除去氧气；食品袋装小包装的 CaO，硅胶 等做干燥剂。 福尔马林（40%的甲醛溶液）能防腐，但不能用于食品保鲜。 利用比表面积大的特性，活性炭可以除异味，但没有杀菌作用。 用 HF 可以进行玻璃雕花：4HF＋SiO 2 2H 2O＋SiF 4↑。 因 KIO 3 在常温下稳定,食盐中的加碘物质是碘酸钾。KI 容易被氧化。 蚊虫叮咬时，口器中释放出一种有机酸——蚁酸（HCOOH,学名甲酸）。用肥皂水洗涤蚊虫叮咬 处， 可发生中和反应缓解肿痛。 由于可以使细菌、病毒的蛋白质变性，碘酒用于注射时皮肤外用消毒。药皂中加入少量苯酚，可 起到杀菌消毒作用。 医学消毒用的是 75%左右的酒精，而不是 95%的酒精。有人以为，酒精浓度越高，消毒效果越 好， 这是错误的。 95%的酒精能将细菌表面包膜的蛋白质迅速凝固，并形成一层保护膜，阻止酒精进入细菌体内， 因而不能将细菌彻底杀死。如果酒精浓度低于 70%，虽可进入细菌体内，但不能将其体内的蛋白质 凝固， 同样也不能将细菌彻底杀死。只有 70%-75%的酒精即能顺利地进入到细菌体内，又能有效 地将细菌体内的蛋白质凝固，因而可彻底杀死细菌。 无机盐净水剂：氯化铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、明矾。其原理是无机盐电离出的金属阳离 子 水解形成氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮颗粒并一起沉降下来。 3+ 4 高铁酸钾（K2 FeO ）进行自来水消毒，其还原产物 Fe 水解得 Fe(OH) 胶体，还可净水。 3 含氯消毒剂：是指溶于水产生具有杀灭微生物活性的次氯酸的消毒剂，其有效成分常以有效氯 表示。包括氯气、漂白粉(氯化钙与次氯酸钙的混合物)、次氯酸钠(84 消毒液)、次氯酸钙(漂粉精)。 氯气、ClO 2 具有强氧化性，可用于自来水消毒。利用氧化性，漂白粉[CaCl 2+Ca(ClO) 2]可进行浴池消 毒、漂泊织物。漂白粉起作用或变质原理均可以用下列方程式解释：Ca(ClO) 2+H 2O+CO 2=CaCO 3↓ + 2HCl0。 臭氧（O 3）用于纯净水消毒。 过氧化物消毒剂：过氧化氢(H 2O 2)、过氧乙酸(CH 3COOOH)。 其他消毒剂： SO 2、KMnO 4、75%的酒精、苯酚。 泡沫灭火器药品是碳酸氢钠和硫酸铝溶液：使用时颠倒混合发生双水解反应： 3+ - 3 3 Al +3HCO = Al(OH) ↓ + 3CO ↑ 2 生成大量 CO 2 吹泡沫，隔绝空气灭火。喷出的泡沫中一定含电解质溶液，可能导致触电或电器短路, 不适合精密仪器、电器类灭火（可用沙土盖灭）。 CCl 4 可以熄灭精密仪器，电器类灭火。 利用泡花碱（Na 2SiO 3）,NH 4Cl 浸泡过的物质，具有防火阻燃的作用。有些物质中含有 Al(OH) 3， 加热分解后吸热并产生水蒸汽，用以阻燃。Al 2O 3、MgO、SiO 2 的熔点高，可以做耐火材料。 食用油的主要成分为含有不饱和高级脂肪酸的甘油酯，油炸食品过多食用对健康不利。油脂反复 加热会产生稠环芳香烃等有害物质。 Na 2O 2 与 CO 2 反应生成 O 2，常用来做供氧剂：2Na 2O 2＋2CO 2=2Na 2CO 3＋O 2 碱面（Na 2CO 3）去油污原理：Na 2CO 3 水解生成 NaOH：Na 2CO 3(aq）+H 2O NaHCO 3(aq）， NaOH(aq）+ △H>0，NaOH 再与油脂发生皂化反应。加热能促进 Na 2CO 3 水解，去油污效果好。 特氟龙的主要成分是聚四氟乙烯（简写为 PTFE），一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。制备 的主要化学方程式如下： 2 nCF2 =CF 2 催化剂 2 CF -CF 水性漆就是以水为稀释剂、不含有机溶剂的涂料，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛，无毒无刺激气 味，对人体无害，不污染环境。居室装修建议使用水性漆代替油性漆。 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法。 2、化学与环境 清洁能源——天然气、氢气等在燃烧时不产生烟尘的能源；化石能源——天然气、石油和煤等 能源；绿色能源——不产生负效应的能源，如氢能、风能、太阳能等；新能源——最新开发利用的能源， 如氢能、风能、太阳能、核能等。 温室效应是二氧化碳的过度排放造成，主要来源是化石燃料（煤、石油、天然气）的燃烧。三 大化石能源的枯竭要求我们树立可持续发展的理念。减少化石燃料的使用；开发利用可再生能源， 利用风力、水力、核能发电，让能源更清洁。大气中 CO 2 、CH 4 的含量的增加会导致温室效应加剧, 所以要减少 CO 2 的排放，增大植被面积，节能减排，采取低碳、节俭的生活方式，尽量使用公共交通 ， 减少乘私家车；使用空调把温度不要调的太低以减少电能消耗。提倡使用清洁燃料，如天然气。煤要 气化或液化后综合利用。 CO 2 不是大气污染物，且 CO 2 不能造成酸雨。光合作用：6CO 2 +6H 2O 光能 叶绿素 起 C 6H 12O 6+6O 2↑，会引 大气中 CO 2 含量下降；碳酸盐沉积会消耗二氧化碳。 大气污染物有 CO,SO X ，NO X ，还包括可吸入颗粒物， PM2.5 比表面积大，吸附力强，能吸附许 多有毒有害物质。NO 2 或 SO 2 都会导致酸雨的形成。酸雨是 pH<5.6 的雨水（小于 7 的雨水×），酸 雨、“光化学烟雾”的形成都与氮的氧化物有关。燃煤中加入 CaO 可以减少酸雨的形成： △ 2SO 2+O 2+2CaO 2CaSO 4。采用催化转化技术，可将汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物转化为无毒、 加热 无害气体：2CO+2NO N 2+2CO 2 要减少使用消耗臭氧层物质（氟利昂等），保护臭氧层。 绿色化学的核心是要从源头上消除或减少生产活动对环境的污染，而不是先污染再治理。绿色化 学，要尽量提高原子利用百分率。 白色污染——人们对难降解的塑料垃圾 (多指塑料袋)污染环境现象的一种形象称谓。绿色生活， 要求我们减少聚乙烯塑料袋的使用，多使用聚乳酸等可降解的塑料以减少白色污染；少开私家车多乘 公共交通工具；减少使用一次性塑料袋和纸巾、一次性筷子。减少使用含磷洗衣粉和防止过量使用化 肥，防止水体富营养化造成赤潮、水华。还有有机汞的废水容易污染环境，食用有机汞污染的鱼，容 易患水俣病。故废水应处理后再排放。 3、化学与材料 化学材料有三大类：金属材料；无机非金属材料；有机高分子材料。 金属材料（金属单质与合金，如铝合金，钢铁，钛合金。商代后期铸造出工艺精湛的后司母戊鼎， 属于铜合金制品）。 稀土金属是元素周期表Ⅲ B 族中钪、钇、镧系共 17 种元素（不是 15 种！）的总称，常用 R 或 RE 表示。 有机高分子材料（合成纤维；合成塑料；合成橡胶等，如聚氨酯衣料做的服装）。 其余一般称为无机非金属材料[传统的无机非金属材料：玻璃，水泥，陶瓷； 新型无非金属机材料是指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种非金属 化合物经特殊的先进工艺制成的具有某种优异性能的材料。例如：金刚砂 (碳化硅，SiC)，氮化硅 （Si 3N 4），二氧化硅（SiO 2）等。高纯硅（Si）可制作光感太阳能电池；光导纤维（SiO 2）可传导光线, 是现代信息高速公路的载体。 4、化学与医疗 中和胃酸过多:氢氧化铝（及氢氧化镁）为弱碱，可用于中和过多胃酸（HCl）：Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2O；但过量摄入铝元素（如含铝油条）会对人体神经系统造成损坏，如老年痴呆症等。 小苏打片（NaHCO 3 ）也可用于中和胃酸过多：NaHCO 3+HCl=NaCl +H 2O+CO 2↑,但不适合治疗 严重的胃溃疡，CO 2 气涨容易引起胃穿孔。 阿司匹林具有解热镇痛作用，服用阿司匹林出现水杨酸反应时，可用 NaHCO 3 溶液解毒。 常用钡餐通过 X 射线检验严重的消化道疾病。钡餐只能用 BaSO 4 不能用 BaCO 3! BaCO 3 能与胃酸 2+ 2 3 2 2 反应生成 BaCl : BaCO +2HCl=BaCl +H O+CO ↑，可溶性钡盐中的重金属离子 Ba 能使蛋白质变性， 2 有毒,故 BaCO 3 不适合做钡餐，应改为不溶于胃酸的 BaSO 4。 维生素 C 又称抗坏血酸。VC 具有较强的还原性，可做抗氧化剂。喝补铁（II）剂时，加服 VC 效 3+ 2+ 果更好：VC 具有强还原性，促进 Fe 转化为 Fe 。VD 可促进人体对钙的吸收。 屠呦呦发现抗疟新药青蒿素， 2015 年，荣获诺贝尔生理学或医学 奖。服用铬含量超标的药用胶囊会对人体健康造成危害。 疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品，温度较高时会因蛋白质变性，而失 去活性，疫苗应冷藏保存。 食用一定量的油脂能促进人体对某些脂溶性维生素的吸收。如维生素 A、D、E 和 K。“血液透析”利用了胶体不能透过半透膜的性质。 硒是人体必需的微量元素，具有防癌抗癌作用，但不宜摄入过多。 5、化学与古籍 “春蚕到死丝方尽”:蚕丝为蛋白质类，天然高分子化合物。棉织品属于纤维素，用灼烧的方法 可 以区分蚕丝和棉织品、人造纤维。 “蜡炬成灰泪始干”：蜡烛主要成分是石蜡[主要是正二十二烷（C 22H 46）和正二十八烷（C 28H 58）]。， 古代常由动物油脂制造（酯类，高级脂肪酸的甘油酯，非高分子化合物）。 “明如镜、声如磬”的瓷器，由黏土经高温烧结而成，主要成分是硅酸盐，性质稳定，耐酸碱腐 蚀， 抗氧化，不透水。 “雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，不是来自于氧化铁(红色）。青花瓷是用含有氧化钴的钴 矿做原料烧制。用粘土培烧制得的红陶，陶器显红色的主要原因是含有 Fe 2O 3、Cu 2O 等。 《神农本草经》记载，麻黄能“止咳逆上气”。麻黄碱具有平喘功能，常用于治疗气喘咳嗽。 《梦溪笔谈》中的“信州铅山县有苦泉，…，挹其水熬之，则成胆矾，熬胆矾铁釜，久之亦化为 铜”等，发生的化学反应有：CuSO 4+5H 2O=CuSO 4·5H 2O, Fe＋CuSO 4=Cu