第八章 · 必修第二册

化学与可持续发展

化学是"双刃剑"：它造出化肥药品救活亿万人，也造出污染与废弃物。本章看化学如何合理取用自然、善用化学品，并以"绿色化学"为目标——从源头消除污染。

8.1 自然资源的开发利用

要点海水资源、金属冶炼、煤石油天然气

海水资源：海水淡化（蒸馏/反渗透）；提取 Br₂（吹出法）、Mg（沉淀法：Mg²⁺ → Mg(OH)₂ → MgCl₂ → 电解镁）。
金属冶炼（按活泼性排序）：
① 热分解（Hg、Ag 后的不活泼金属）：2HgO →(Δ) 2Hg + O₂↑；
② 热还原（Zn~Cu）：Fe₂O₃ + 3CO →(高温) 2Fe + 3CO₂；
③ 电解（Al 之前的活泼金属）：2Al₂O₃ →(电解,冰晶石) 4Al + 3O₂↑（铝土矿提铝）；
④ 物理法（Au、Pt 天然游离态）。
煤：干馏（隔绝空气加强热→焦炭、煤焦油、焦炉气）；石油：分馏（物理，按沸点）、裂化（大分子→小分子）、裂解（得乙烯丙烯）。

8.2 化学品的合理使用

概念药与毒只差剂量

化肥农药：合理施用增产，滥用致水体富营养化（水华/赤潮）、农药残留。
合理用药：遵医嘱、看说明书、警惕抗生素滥用（耐药菌）。
食品添加剂：防腐剂（苯甲酸钠）、着色剂、增味剂在限量内合法安全；非法添加物（三聚氰胺、苏丹红）才是毒物——"抛开剂量谈毒性"是伪科学。

⚠ 实验室化学品存放与取用准则

重金属盐（钡、铅、汞、镉）剧毒：严禁入口，皮肤接触立即用大量清水冲洗；误服钡盐尽快口服硫酸钠解毒（生成不溶 BaSO₄）。
白磷保存于水中（防自燃）、钠钾保存于煤油、液溴用水封；见光分解的（AgNO₃、氯水）用棕色瓶。
药品做到"三不"：不能用手接触、不能凑近闻、不得品尝；用剩的药品不放回原瓶、不随意丢弃、不带出实验室（三不原则）。
酸碱溅到皮肤：先大量水冲洗，再涂 3%~5% NaHCO₃（酸）或硼酸（碱）；溅入眼睛立即水冲洗并就医，切勿揉搓。
易燃有机溶剂（乙醚、丙酮、酒精）远离火源，通风柜内取用；实验废液分类倒入指定回收桶，不得倒入下水道。

8.3 环境保护与绿色化学

概念原子经济性

三大环境问题：酸雨（SO₂/NOₓ）、臭氧层空洞（氟氯烃/氟利昂）、温室效应（CO₂ 等）。
治理：燃煤脱硫（Ca(OH)₂）、汽车尾气三元催化、CO₂ 捕集封存（CCUS）。
绿色化学核心：从源头消除污染——原子经济性 ≥ 100%（原料原子全部进入产物，无废弃物）。理想目标："零排放"。
碳中和（Carbon Neutrality）：CO₂ 排放与吸收相抵——能源结构调整（光伏/风电/核电）+ CO₂ 资源化（制甲醇）。中国目标：2030 碳达峰、2060 碳中和。

🔬 故事：屠呦呦与青蒿素
1969 年屠呦呦受命从传统中药中寻找抗疟药。她筛选 2000 多个药方、历经 190 次失败，从东晋葛洪《肘后备急方》"青蒿一握，以水二升渍，绞取汁"中悟出高温会破坏有效成分，改用低温乙醚萃取，第 191 号样品对疟原虫抑制率 100%。青蒿素挽救了全球数百万疟疾患者的生命，2015 年屠呦呦获诺贝尔生理学或医学奖——中国本土自然科学诺奖第一人。一味古籍中的灵感 + 现代化学的分离提纯 = 传世的药。