【活动目标】
1. 能基于绿色化学的原则对实验室制取氧气的三种方法作出评价。
2. 认识绿色化学对生态环境的意义,增进对可持续发展理念的认同。
【活动过程】
活动 1：了解绿色化学原则
1. 国际上认可的绿色化学原则
|缩写|绿色化学原则|
|P| |
|R| |
|O| |
|D| |
|U| |
|C| |
|T| |
|I| |
|V| |
|E| |
|L| |
|Y| |

2. 根据原子利用率的公式,计算实验室制取氧气三种方法的原子利用率,对比哪一种方法的原子利用率最高。
原子利用率 = (预期产物的质量/全部生成物的质量总和) × 100%
|制氧方法|化学方程式|原子利用率|
|分解过氧化氢| | |
|加热高锰酸钾| | |
|加热氯酸钾| | |

活动 2：基于绿色化学评估化学反应
1. 从原料、过程、产物三个方面,选择相应的绿色化学原则,并进一步查阅资料,对实验室制取氧气的三个反应进行系统评估,并填写下列表格。
| |绿色化学原则|分解过氧化氢|加热高锰酸钾|加热氯酸钾|

|原料| | | | |
|过程| | | | |
|产物| | | | |
2. 综合评估结果,你认为________的反应对环境最友好。(考虑的原则不同,作出的判断也会不同)
【反思交流】
1. 完成实践活动报告,并结合本次活动的体验,谈谈对绿色化学的认识。
2. 在基于绿色化学评估化学反应时,需要系统考虑多项原则才能作出合理判断。与同伴进行交流,说一说你在实践活动中是如何选择及权衡这些原则的。

活动1：了解绿色化学原则
1.
|缩写|绿色化学原则|
|P|预防污染（Prevent waste）|
|R|可再生原料（Renewable feedstocks）|
|O|优化能源效率（Optimize energy efficiency）|
|D|设计可降解（Design for degradation）|
|U|原子经济性（Atom economy）|
|C|催化作用（Catalysis）|
|T|更安全的化学合成（Less hazardous chemical synthesis）|
|I|本质安全工艺（Inherently safer chemistry）|
|V|安全溶剂和助剂（Safer solvents and auxiliaries）|
|E|实时分析防污染（Real-time analysis for pollution prevention）|
|L|低毒化学合成（Low toxicity chemical synthesis）|
|Y|设计安全化学品（Design safer chemicals）|
2.
|制氧方法|化学方程式|原子利用率|
|分解过氧化氢|$2\mathrm{H_2O_2}\xlongequal{\mathrm{MnO_2}}2\mathrm{H_2O}+\mathrm{O_2}\uparrow$|$\frac{32}{2×18+32}×100\%\approx47.1\%$|
|加热高锰酸钾|$2\mathrm{KMnO_4}\xlongequal{△}\mathrm{K_2MnO_4}+\mathrm{MnO_2}+\mathrm{O_2}\uparrow$|$\frac{32}{197+87+32}×100\%\approx10.1\%$|
|加热氯酸钾|$2\mathrm{KClO_3}\xlongequal[△]{\mathrm{MnO_2}}2\mathrm{KCl}+3\mathrm{O_2}\uparrow$|$\frac{3×32}{2×74.5+3×32}×100\%\approx39.2\%$|
活动2：基于绿色化学评估化学反应
1.
| |绿色化学原则|分解过氧化氢|加热高锰酸钾|加热氯酸钾|
|原料|低毒、安全|原料H₂O₂相对安全|原料KMnO₄有强氧化性，较危险|原料KClO₃有爆炸性，危险|
|过程|节能、低能耗|常温（或微热），能耗低|需加热，能耗高|需加热，能耗高|
|产物|无污染、原子经济性|产物H₂O和O₂，无污染，原子利用率最高|产物含K₂MnO₄、MnO₂固体废弃物|产物KCl无害，但原子利用率较低|
2. 分解过氧化氢
反思交流
1. 绿色化学是从源头上减少或消除污染，通过提高原子利用率、使用安全原料和产物、节约能源等方式，实现对环境友好的化学过程。
2. 优先考虑原子利用率（U）和污染程度，分解过氧化氢原子利用率最高且产物无污染，虽其他原则（如原料安全性）也需考虑，但综合权衡其环境友好性最优。