内容正文:
第八章 化学与可持续发展
第3课时 环境保护与绿色化学
【学习目标】
1. 了解常见环境问题:大气污染、水污染、土壤污染、固体废弃物污染的成因与危害。
2. 掌握酸雨、温室效应、臭氧层空洞、光化学烟雾等环境问题的形成原因及防治措施。
3. 理解绿色化学的核心理念:原子经济性、零污染、零排放,知道绿色化学与传统环保的区别。
4. 认识环境污染治理、资源回收利用的常用方法,树立节约资源、低碳环保、可持续发展的意识。
5. 能从化学视角分析生产生活中的污染问题,养成绿色低碳、文明健康的行为习惯。
【教材追踪】
目标一:能列举常见环境污染的成因、危害及其防治措施的化学原理。
任务1:阅读教材p117-p118内容,完成下列问题。
(1)什么是环境问题?生活中存在哪些污染?
(2)CO2能引起温室效应,故CO2属于大气污染物,应最大限度地杜绝CO2的排放。这种观点正确吗?
(3)污水的处理方法有哪些?污水处理的流程中各级处理涉及哪些方法?
任务2:阅读教材p119“思考与讨论",完成下列问题。
(1)含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。
(2)含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域,会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在城市和农村出现的这种水体污染各有什么特点?怎样预防?
目标二:了解绿色化学思想,并能运用其分析和讨论化工生产的相关问题。
任务1:阅读教材p119-p120内容,完成下列问题。
(1)绿色化学的核心是什么?绿色化学的主要内容是什么?
(2)“绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想,如植物秸秆含大量钾元素,焚烧后作钾肥符合“绿色化学”的理念。这说法对吗?
任务2:
(1)阅读教材120页“思考与讨论”,分析哪种工艺的原子利用率为100%。
方法1:以乙烯为原料生产环氧乙烷,过去主要使用的是氯代乙醇法,包括以下两步反应:
CH2===CH2+Cl2+H2O―→ClCH2CH2OH+HCl
2ClCH2CH2OH+Ca(OH)2―→+CaCl2+2H2O
总的反应可表示为:
CH2===CH2+Cl2+Ca(OH)2―→+CaCl2+H2O
方法2:现代石油化工采用银作催化剂,可以实现一步完成:
2CH2===CH2+O2
(2)列出原子利用率为100%的化学反应类型及其实际例子的方程式
(3)设计Cu制备CuSO4的实验方案,写出涉及方程式,并评价优劣。
【能力进阶】
一、环境保护与绿色化学
【跟进训练】
A卷
1.下列有关“绿色化学”或“绿色食品”的描述正确的是( )
A.贴有“绿色”标签的食品属于“绿色食品”
B.“绿色化学”的核心是利用化学原理对环境污染进行治理
C.“绿色化学”中的“3R”原则(减量化、再利用和再循环)是开发和利用自然资源的基本原则
D.植物秸秆含大量钾元素,焚烧后用作钾肥符合“绿色化学”的思想
2.绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子,具有“原子经济性”,因此它既能够充分利用资源,又能够防止污染。下列过程中符合绿色化学理念的是( )
A.消除硫酸厂尾气排放:
B.乙醇与乙酸在一定条件下制备乙酸乙酯
C.蔗糖在稀酸的催化下发生水解反应制备葡萄糖
D.利用油脂的碱性水解反应制取肥皂
3.下列做法不符合绿色化学思想的是( )
A.大量使用化石燃料
B.合成氨工业将氨分离后,剩余的气体再利用
C.开发太阳能、风能等新能源
D.推广使用秸秆发酵制沼气的技术
4.从保护环境的角度看,下列燃料中最好的是( )。
A.汽油 B.煤 C.柴油 D.氢气
5.[2024秋·高三·河北廊坊·期末校考]北京冬奥会成功举办、神舟十三号载人飞船顺利往返、“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是( )
A.冬奥会火炬“飞扬”使用的碳纤维属于合金材料
B.冬奥会火炬采用代替天然气作燃料,符合绿色低碳发展理念
C.核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同系物
D.飞船返回舱表层中的玻璃纤维属于天然有机高分子材料
6.[2023秋·高三·新疆阿克苏地区·月考校考]中国将“共建清洁美丽世界”作为2022年“世界环境日”的主题,下列做法不应提倡的是( )
A.推进垃圾分类管理
B.大力推广燃油车
C.拒绝露天烧烤
D.使用可被生物分解、环境友好的新型塑料
7.按照绿色化学的思想,最理想的“原子经济性反应”就是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物。下列制备过程最符合“原子经济性反应”的是( )
A.乙二酸与乙二醇制聚乙二酸乙二酯
B.氯乙烯制聚氯乙烯
C.乙醇在浓硫酸加热条件下制备乙烯
D.苯酚与甲醛制酚醛树脂
8.[2024届·全国·模拟考试]第31届世界大学生夏季运动会在成都如期举行。下列有关说法错误的是( )
A.大运会中使用碲化镉发电玻璃为酒店供电,碲和镉均属于过渡元素
B.大运会火炬“蓉火”使用生物质丙烷为燃料,生物质丙烷是一种清洁能源
C.大运会中使用的蜀锦绶带的原材料为蚕丝,蚕丝属于有机高分子
D.大运会火炬塔的建设中使用了钛合金材料,钛合金属于金属材料
9.第五届未来能源大会在江苏常州召开,以“绿色,持续,共生,向新”为主题,聚焦于能源与可持续发展的重要性,以及可再生能源的未来发展。下列说法不正确的是( )
A.“近零碳建筑”是指最大幅度降低建筑对能源的需求,使碳排放量处于较低水平
B.甲烷是清洁能源,大量开采、燃烧甲烷可有效控制二氧化碳的排放
C.煤通过气化或液化能转变成清洁能源,属于化学变化
D.太阳能、风能、生物能、水能、地热能、氢能等都是绿色能源
10.绿色化学的核心是反应过程的绿色化,即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,下列过程不符合这一思想的是( )
A.甲烷、CO合成乙酸乙酯的反应为
B.烯烃与水煤气的羰基合成反应:(R为烷基)
C.葡萄糖在酒化酶作用下转化为酒精:
D.工业制取乙醛的方法之一:
11.[2023春·高一·新疆乌鲁木齐·期末联考]在二十国集团领导人第十六次峰会上,习近平总书记指出,气候变化和能源问题是当前突出的全球性挑战。下列关于能源的说法错误的是( )
A.氢能是一种理想的绿色能源
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.低碳生活倡导使用太阳能等清洁能源代替化石燃料,减少温室气体的排放
D.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
12.化学在环境污染治理中发挥了重要作用。下列治理措施不合理的是( )
A.向燃油中添加酒精有利于实现碳中和
B.在汽车尾气系统中安装催化转化器可以降低污染性气体的排放
C.使用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料可以减少白色污染
D.向工业废水中加入FeS可以除去废水中的等重金属离子
13.下列有关说法不正确的是( )
A.“赤潮”与含磷元素废水的大量排放有关
B.“绿色食品”是指绿色的蔬菜与水果
C.“白色垃圾”是指难降解的塑料制品引起的污染
D.“蓝”,是指会议期间京津冀实施道路限行和污染企业停工等措施,来保证空气质量,使得北京呈现蓝蓝的天空
14.绿色化学要求从技术上、经济上设计可行的化学反应,使其尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中,不符合绿色化学理念的是( )
A.用氨水吸收硫酸厂的尾气:
B.实验室中吸收尾气
C.制备硫酸铜:(浓)
D.制备硫酸铜:
15.煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有、和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。
(1)将煤直接进行燃烧可能会形成硝酸型酸雨。
①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式:______________________________________________________________。
②以下是对硝酸型酸雨的评价,其中正确的是__________________________________ (填字母)。
a.杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物来源,破坏水生生
态系统
b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害
c.破坏臭氧层,导致臭氧空洞
d.硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,给植物提供氮肥
(2)如下是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图,试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应的化学方程式:__________________________________________________________。
(3)脱硫以后,在废气中含量明显增加的不良气体是______________________(写物质名称),它对环境的负面影响是__________________________________________________________________________。
(4)检验脱硫后的废气中是否含有的简单方法是____________________________________________。
16.硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸,其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化。从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到的电子数越少;浓硝酸的还原产物主要为,稀硝酸的还原产物为NO。实验室中,常用Cu与浓反应制取,用Cu与稀反应制取NO。
(1)请写出实验室中用Cu与稀反应制取NO的化学方程式并用双线桥标明电子的转移方向及数目____________________。
(2)64 g Cu与适量的浓反应,铜全部作用后,共收集到22.4L气体(标准状况下),反应中消耗的的物质的量是__________________________(填字母)
A. 0.5 mol B. 1.0 mol C. 2.0 mol D. 3.0 mol
产生的气体是________________________,其物质的量之比是________________________。
(3)实际上硝酸不仅可被还原为或NO,浓度更稀时硝酸还可以被还原为、、等,请将下列3种物质:、和分别填入下面对应的横线上,并配平该反应的化学方程式。
__________________________________→__________________+______________________+____________________________________________
(4)硝酸的还原产物NO、、等对环境均有副作用。为了可持续发展,当今社会提出了“绿色化学”的概念,它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应,则下列由单质铜制取硝酸铜的方法可行且符合“绿色化学”的是____________________(填字母)
A.
B.
C.
D.
17.按要求回答下列问题:
某水域发生了 “水华”现象,水面上有大量的白色漂浮物, 类似于海面上的“赤潮”。取水样分析:绿藻含量比正常 情况下偏高很多,含氧量明显偏低,浑浊度增加。
(1)造成该水域“水华”现象最可能的原因是( )
A.水土流失
B.该水域周围的工厂向水域中排放了有毒的废水
C.该水域农业生产中长期使用农药
D.生活废水大量排人该水域,使水质富营养化
(2)下列项目与水中溶解氧的含量无关的是( )
A.水温或水深 B.大气氧分压 C.水中无机物 D.水中有机物
(3)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位为mg/L, 我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg/L。某化学小组同学设计了以下实验步骤,测定某河水的DO。
第一步,向烧瓶中加入200 mL水样;第二步,向烧瓶中依次迅速加入1 mL无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI 无氧溶液(过量),充分反应完全;第三步,再加入适量硫 酸,调节溶液的pH ;第四步,从烧瓶中取出40.00 mL溶 液,向其中滴加0.0l000mol/L溶液,当加入的溶液的体积为4.50 mL时恰好完全反应。
已知:; ;。
该水样的DO=__________ mg/L (保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标:____________ (填“是”或“否")。
18.二氧化碳的捕获和利用是我国能源领域实现碳达峰、碳中和目标的一个重要研究方向。回答下列问题:
(1)某校科研人员利用溶液实现“碳捕获”的技术如图所示。
①在整个“捕捉”过程中,将溶液喷成雾状是为了__________________。
②“碳捕获”技术是减少排放的一种途径,若用氢氧化钠溶液吸收,反应后碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1:1,则反应的离子方程式为__________________。
③下列试剂中,同样能用于“捕捉”的是__________________(填标号)。
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.石灰乳
(2)的捕获和转化可减少排放并实现资源利用,原理如图所示。
①图中可循环利用的物质有__________________(填化学式)。
②若产生等物质的量的CO和,写出反应Ⅱ的化学方程式:__________________。
B卷
1.[2026届·海南·模拟考试]世界地球日的主旨是提高民众对现有环境问题的意识,通过绿色低碳生活,改善地球的整体环境。下列做法符合这一主旨的是( )
A.垃圾分类处理,实现资源的再利用
B.城市街道中的落叶就地焚烧,以改善城市环境
C.废旧电池掩埋处理,可以节约处理费用
D.施用大量农药,提高农作物的产量
2.[2025春·高一·四川绵阳·月考校考]绿色发展是新质生产力的内在要求,化学在绿色发展方面发挥着重要作用。下列有关叙述错误的是( )
A.推广使用煤炭、石油脱硫技术,可以减少酸雨的产生
B.推广碳捕集和储存技术,助力碳达峰、碳中和
C.推广使用有机高分子材料石墨烯,让电池更轻薄、充电更快速
D.推广光触媒(即光催化)技术,将汽车尾气中的NO和CO转化为无毒气体
3.化学与科技、社会、生产密切相关,下列有关说法错误的是( )
A.乙醇汽油的广泛使用能减少有害气体的排放
B.无磷洗涤剂的推广使用,能有效减少水体富营养化的发生
C.海水淡化可以解决淡水供应危机,向海水中加入明矾可以使海水淡化
D.倡导“低碳经济”“低碳生活”有助于减轻温室效应
4.合成环氧乙烷()的三种常用方法如下:
方法①:
方法②:
方法③:
已知:过氧乙酸具有乙酸的性质,也具有过氧化氢的性质。
下列说法错误的是( )
A.环氧乙烷不属于烷烃
B.利用方法①合成环氧乙烷时,反应温度越高越好
C.方法②的化学方程式中n=2,X为
D.利用方法③合成环氧乙烷,原子利用率为100%
5.[2024春·高一·福建福州·月考联考]党的十九大强调树立“社会主义生态文明观”。下列做法不应该提倡的是( )
A.研发可降解高分子材料,缓解白色污染问题
B.扩大铅蓄电池、含汞干电池的生产,满足消费需求
C.采用碳捕集和封存技术,逐步实现二氧化碳零排放
D.大力发展太阳能、风能等清洁能源,减少对化石燃料的依赖
6.[2024届·陕西宝鸡·三模]化学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列说法不正确的是( )
A.“库车绿氢”用光伏发电电解水制氢,能有效减少碳排放
B.国产大飞机“”使用的芳纶蜂窝材料属于有机高分子材料
C.国产“龙芯”的主要材料与光导纤维的材料相同
D.“鲲龙”水陆两栖飞机所用的航空煤油是石油分馏产品
7.[2024届·安徽·一模联考]化学与社会,生活,环境,工业生产等密切相关。下列说法错误的是( )
A.杭州亚运会火炬采用“零碳甲醇”作为燃料,它是利用焦炉气中的氢气和从工业尾气中捕捉的共同合成,是符合“碳中和”属性的绿色能源
B.用“杯酚”分离和,反映出了超分子具有分子识别的特性
C.聚乳酸等高分子材料在微生物的作用下可降解为小分子,为消除“白色污染”带来了希望
D.豆腐是具有悠久历史的传统美食,其制作原理是利用盐卤等物质使豆浆中的蛋白质变性
8.[2023秋·高二·广东阳江·期末]氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。某兴趣小组设计实验制备少量纯净的无水氯化铝(装置如图,夹持装置已省略)。
查阅资料:无水氯化铝()的熔点为190℃,常压下在178℃升华,遇潮湿空气剧烈水解。
下列叙述正确的是( )
A.试剂X为饱和氯化钠溶液,试剂Y可以是碱石灰
B.将硬质试管代替导管直接弯入集气瓶的目的是防止堵塞
C.采用氢氧化钠溶液可以完全吸收尾气,防止大气污染
D.高温反应中氯气是氧化剂,氧化铝发生氧化反应
9.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A.推广使用燃煤脱硫技术,减轻污染
B.实施绿化工程,减轻扬尘污染
C.研发燃料电池汽车,减轻机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的使用量
10.[2024春·高一·吉林吉林·期末联考]鼓励园区、企业、社区、学校等基层单位开展绿色、清洁、零碳引领行动,把建设美丽中国转化为全社会行为自觉。下表中解决相应环境问题所采取的措施错误的是( )
选项
环境问题
措施
A
臭氧层空洞
限制氟氯烃类物质的生产和使用
B
酸雨
改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放
C
白色污染
回收利用废旧塑料,开发可降解塑料制品
D
水体富营养化
禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥
A.A B.B C.C D.D
11.某中学化学课外小组为检测某化工污水(可能含有、葡萄糖或其他污染物)中的污染物设计出如图所示检测方案并进行实验探究:
下列有关说法正确的是( )。
A.该小组用pH试纸测定的结果明显错误
B.加入过量烧碱溶液并加热至沸腾无砖红色沉淀证明无和葡萄糖
C.加入硝酸酸化后再加入硝酸银溶液,产生淡黄色沉淀说明一定存在
D.该污水含有的污染物可能是氢溴酸
12.[2024届·长安一中·模拟考试]有科研工作者研究发现,以负载Ce-Pt-Pd氧化处理后的不锈钢丝网具有较好的催化性能,可以消除VOCs(挥发性有机化合物,如苯、甲苯、丙酮等)、的污染,如图所示简要表示了该催化过程及反应机理。有关说法错误的是( )
A.不锈钢丝网可增大催化剂与VOCs的接触面积
B.氧气参与了上述催化反应
C.碳原子在该催化反应中得电子
D.该催化剂可用于机动车尾气的处理
13.碳循环经济是科学家研究的重要课题,下图是某科学家团队提出的碳循环模式。下列有关说法不正确的是( )
A.该循环有利于缓解温室效应,减少对常规能源的依赖
B.该循环所涉及的化学反应不可能都是放热反应
C.有机物和无机物之间在一定条件下可以相互转化
D.和合成甲醇,符合绿色化学中的最理想的“原子经济”
14.“煤制油”的关键技术是煤的气化,目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气反应:,该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(用空气代替)来提供:。下列说法不正确的是( )
A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B.第一个反应需要吸热,故煤的气化从能量角度来看,得不偿失
C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高
D.上述两个反应,反应后的混合气体中除去CO、后主要是合成氨的两种原料气
15.[2016年全国高考真题]氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的__________________,反应的化学方程式为______________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→______(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,
使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中_____________
②反应的化学方程式
____________
将注射器活塞退回原处并固定,
待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝集
打开K2
③_______________
④______________
16.[2017年江苏高考真题]砷是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其中原因是________ .
(2)和水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与的关系分别如图-1和图-2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围8.0~10.0),将溶液逐滴加入到溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_______.
②第一步电离方程式的电离常数为,则______________.
(3)溶液的对吸附剂X表面所带电荷有影响. 时,吸附剂X表面不带电荷; 时带负电荷, 越高,表面所带负电荷越多; 时带正电荷, 越低,表面所带正电荷越多. 不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂吸附砷的质量)如图-3所示.
①在7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随升高而迅速下降,其原因是_____.
②在4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为__________。提高吸附剂对三价砷去除效果可采取的措施是_____.
17.为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
回答下列问题:
(1)固体1含有的物质是______________________________、、 ;捕获剂所捕获的气体主要是________________________.__
(2)若X是空气,则上述反应中NO和的物质的量之比最好为______________,若空气过量,导致的结果会是__________________________.
(3)流程中处理含的废水时发生反应的离子方程式为____________________。气体1也可通过催化剂直接转化成无污染气体,反应的化学方程式为________________________。
(4)若工业废气中主要含、,不考虑其他成分,则可用下列工艺生产 过饱和溶液[ 过饱和溶液是生产焦亚硫酸钠()的原料]
pH=4.1时, I中反应的化学方程式为________________________________;工艺中加入固体、并再次通入废气的目的是__________________________________________.
18.化学工作者一直在积极探索影响大气质量的因素及改善措施。
(1)硫酸盐是大气中可吸入颗粒物的主要成分之一,是在含水的气溶胶液滴中通过化学反应产生的。
①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到____________________效应。
②大气中的转化为硫酸盐的过程中,以下物质能起氧化作用的是________________________(填字母序号)。
A. B. C. D.
③有研究者发现特定条件下,大气中的会成为氧化的主要物质,于是认为,当城市大气中的可吸入颗粒物严重超标时,应采取汽车限行措施,原因是______________________。
(2)燃煤烟气中含有和,工业上常用亚氯酸钠()对燃煤烟气进行脱硝和脱硫处理。
已知:酸性条件下,会转化成和。是黄绿色、易溶于水的气体,具有强氧化性,能氧化或。
Ⅰ.在实验室模拟脱硝过程:调节吸收液的pH为5,向其中通入含NO的模拟烟气。
①测得脱硝反应后溶液中的阴离子为和,则脱硝反应的离子方程式为________________________。
②测得脱硝效率(即NO的吸收率)随温度变化的曲线如图所示。结合已知信息分析,温度大于50℃时,随温度升高脱硝效率下降的原因是__________________________________。
Ⅱ.在实验室模拟同时脱硝、脱硫过程:调节吸收液的pH为5,向其中通入含和NO(体积比2:1)的模拟烟气。
③测得脱硝、脱硫反应后溶液中的阴离子为、和,其中c()=a,c()=b,已知脱硫效率为100%,计算脱硝效率为______________________。
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第八章 化学与可持续发展
第3课时 环境保护与绿色化学
【学习目标】
1. 了解常见环境问题:大气污染、水污染、土壤污染、固体废弃物污染的成因与危害。
2. 掌握酸雨、温室效应、臭氧层空洞、光化学烟雾等环境问题的形成原因及防治措施。
3. 理解绿色化学的核心理念:原子经济性、零污染、零排放,知道绿色化学与传统环保的区别。
4. 认识环境污染治理、资源回收利用的常用方法,树立节约资源、低碳环保、可持续发展的意识。
5. 能从化学视角分析生产生活中的污染问题,养成绿色低碳、文明健康的行为习惯。
【教材追踪】
目标一:能列举常见环境污染的成因、危害及其防治措施的化学原理。
任务1:阅读教材p117-p118内容,完成下列问题。
(1)什么是环境问题?生活中存在哪些污染?
【参考答案】主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
Ⅰ.工业三废:
①废气:大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物。
②废水:含有复杂的成分,任意排放会导致土壤、水源的污染。
③废渣:对废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。
Ⅱ.大气污染
①主要来源:化石燃料的燃料;工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
②次生污染物:酸雨、雾霾、光化学烟雾等。
(2)CO2能引起温室效应,故CO2属于大气污染物,应最大限度地杜绝CO2的排放。这种观点正确吗?
【参考答案】不正确。大气污染物是指大气中危害人类和环境的人为污染物和天然污染物,CO2不属于大气污染物。CO2参与光合作用,所以CO2是有重要作用的。当然,为了减少温室效应,应适当减少CO2的排放。
(3)污水的处理方法有哪些?污水处理的流程中各级处理涉及哪些方法?
【参考答案】①常用的污水处理方法有物理法、化学法、和生物法等。
②污水处理常用化学方法:中和法、氧化还原法、沉淀法等。
③污水处理的流程
①一级处理:通常采用物理方法,即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准,所以通常将一级处理作为预处理。
②二级处理:采用生物方法(又称微生物法)及某些化学方法,除去水中的可降解有机物等污染物。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。
③三级处理:主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等,对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。
任务2:阅读教材p119“思考与讨论",完成下列问题。
(1)含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。
【参考答案】①针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点,主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施,用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脱硫,其主要化学反应原理和类型如下:
CaCO3CaO+CO2↑,分解反应
CaO+SO2CaSO3,化合反应
2CaSO3+O22CaSO4,化合反应(或氧化还原反应)
SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3,化合反应
②机动车辆的尾气排放也同样需要控制,其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因,它比硫氧化物的消除难度大,在汽车排气管上安装“催化转化器”,使尾气中的CO和NO转化为N2和CO2,以减少汽车尾气的排放,反应的化学方程式为2NO+2CON2+2CO2(氧化还原反应)。
(2)含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域,会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在城市和农村出现的这种水体污染各有什么特点?怎样预防?
【参考答案】
导致水华、赤潮现象的原因,从农村方面来说,主要是人们的日常生活、水产及禽畜养殖等产生的污水或固体废弃物未经处理排放,化肥的不当使用等;从城市方面来说,主要是人们的生活废水及工业生产废水的排放等。
水华、赤潮现象达到一定程度,会使饮用水(淡水)水源受到威胁,水生生物大量减少,生态遭到破坏,水产养殖业更是面临毁灭性打击。
预防水华、赤潮现象的发生,一要少用或不用含氮、磷洗涤剂,合理使用化肥,适量向水产养殖区投放饲料等;二要对产生的含氮、磷的废水、固体废弃物做科学合理的处理。
目标二:了解绿色化学思想,并能运用其分析和讨论化工生产的相关问题。
任务1:阅读教材p119-p120内容,完成下列问题。
(1)绿色化学的核心是什么?绿色化学的主要内容是什么?
【参考答案】绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
绿色化学的内容:
反应始端:反应物要无毒无害、可再生。
反应过程:用无毒无害的催化剂和溶剂,最大限度地节约能源,各个环节都实现无污染。
反应终端:产品能降解;反应物的原子全都转化为期望的最终产物,即原子利用率为100%,这就是最理想的“原子经济”——零排放和零污染。
(2)“绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想,如植物秸秆含大量钾元素,焚烧后作钾肥符合“绿色化学”的理念。这说法对吗?
【参考答案】“绿色化学”思想是从源头上减少或消除污染的化学,不是“先污染后治理”的化学思想。
植物秸秆燃烧会产生大量的污染物,不符合“绿色化学”的思想。
任务2:
(1)阅读教材120页“思考与讨论”,分析哪种工艺的原子利用率为100%。
方法1:以乙烯为原料生产环氧乙烷,过去主要使用的是氯代乙醇法,包括以下两步反应:
CH2===CH2+Cl2+H2O―→ClCH2CH2OH+HCl
2ClCH2CH2OH+Ca(OH)2―→+CaCl2+2H2O
总的反应可表示为:
CH2===CH2+Cl2+Ca(OH)2―→+CaCl2+H2O
方法2:现代石油化工采用银作催化剂,可以实现一步完成:
2CH2===CH2+O2
【参考答案】
原子利用率:
方法1:
方法2:
【知识小结】
原子利用率:期望产物的总质量与生成物的总质量之比
原子利用率=×100%
(2)列出原子利用率为100%的化学反应类型及其实际例子的方程式
【参考答案】
化合反应:2H2+O22H2O
加聚反应:nCH2===CH2
加成反应:CH≡CH+HClCH2===CHCl
(3)设计Cu制备CuSO4的实验方案,写出涉及方程式,并评价优劣。
【参考答案】
方案1:CuCuSO4
Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O
方案2:CuCuOCuSO4
2Cu+O2=2CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
方案1产生SO2污染气体,且H2SO4利用率低,而方案2无污染气体且H2SO4利用率高。
【能力进阶】
一、环境保护与绿色化学
【跟进训练】
A卷
1.下列有关“绿色化学”或“绿色食品”的描述正确的是( )
A.贴有“绿色”标签的食品属于“绿色食品”
B.“绿色化学”的核心是利用化学原理对环境污染进行治理
C.“绿色化学”中的“3R”原则(减量化、再利用和再循环)是开发和利用自然资源的基本原则
D.植物秸秆含大量钾元素,焚烧后用作钾肥符合“绿色化学”的思想
答案:C
解析:“绿色食品”是指安全、无污染、优质的食品,A错误;绿色化学的着眼点是将污染消灭在生产的源头,从源头减少或消除环境污染,其核心思想是改变“先污染后治理”的观念和做法,B错误;开发和利用自然资源,必须遵循减量化、再利用和再循环的原则,践行绿色发展理念,要求人们节约能源,减少污染物的排放,保护环境,C正确;将植物秸秆焚烧会产生大量的空气污染物,不符合“绿色化学”的思想,D错误。
2.绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子,具有“原子经济性”,因此它既能够充分利用资源,又能够防止污染。下列过程中符合绿色化学理念的是( )
A.消除硫酸厂尾气排放:
B.乙醇与乙酸在一定条件下制备乙酸乙酯
C.蔗糖在稀酸的催化下发生水解反应制备葡萄糖
D.利用油脂的碱性水解反应制取肥皂
答案:A
解析:该化学方程式中、和完全转化为,原子利用率为100%,符合绿色化学理念,A正确;乙醇与乙酸酯化生成乙酸乙酯和水,水是副产物,原子利用率低于100%,不符合绿色化学理念,B错误;蔗糖在稀酸的催化下发生水解反应制备葡萄糖除生成葡萄糖外,还会生成果糖,原子利用率低于100%,不符合绿色化学理念,C错误;油脂碱性水解生成高级脂肪酸盐和甘油,高级脂肪酸盐用于生产肥皂,甘油为副产物,不符合绿色化学的“原子经济性”原则,D错误。
3.下列做法不符合绿色化学思想的是( )
A.大量使用化石燃料
B.合成氨工业将氨分离后,剩余的气体再利用
C.开发太阳能、风能等新能源
D.推广使用秸秆发酵制沼气的技术
答案:A
解析:绿色化学是利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染。
A
大量使用化石燃料,造成环境污染,且化石燃料为不可再生能源
不符合绿色化学思想
B
工业合成氨时,将氨分离后剩余的气体再利用,能够提高原料利用率
符合绿色化学思想
C
开发太阳能、风能等新能源,减少化石燃料的使用,有利于环境保护
D
推广使用秸秆发酵制沼气的技术,秸秆属于生物质能,为可再生能源
4.从保护环境的角度看,下列燃料中最好的是( )。
A.汽油 B.煤 C.柴油 D.氢气
答案:D
解析:氢气的燃烧产物是水,对环境没有污染。
5.[2024秋·高三·河北廊坊·期末校考]北京冬奥会成功举办、神舟十三号载人飞船顺利往返、“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是( )
A.冬奥会火炬“飞扬”使用的碳纤维属于合金材料
B.冬奥会火炬采用代替天然气作燃料,符合绿色低碳发展理念
C.核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同系物
D.飞船返回舱表层中的玻璃纤维属于天然有机高分子材料
答案:B
解析:A.碳纤维的主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,A不正确;B.用代替天然气作燃料,燃料中不含有碳元素,且燃烧充分,燃烧产物为水,所以符合绿色低碳发展理念,B正确;C.与的质子数相同、质量数不同,二者互为同位素,C不正确;D.玻璃纤维的主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,D不正确;故选B。
6.[2023秋·高三·新疆阿克苏地区·月考校考]中国将“共建清洁美丽世界”作为2022年“世界环境日”的主题,下列做法不应提倡的是( )
A.推进垃圾分类管理
B.大力推广燃油车
C.拒绝露天烧烤
D.使用可被生物分解、环境友好的新型塑料
答案:B
解析:A.推进垃圾分类管理,提升垃圾资源化利用,A正确;
B.大力推广燃油车,会增加空气污染物的排放,不利于保护环境,B错误;
C.拒绝露天烧烤,可以减少空气污染物的排放,有利于保护环境,C正确;
D.使用可被生物分解、环境友好的新型塑料,可消除污染源,D正确;
故选B。
7.按照绿色化学的思想,最理想的“原子经济性反应”就是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物。下列制备过程最符合“原子经济性反应”的是( )
A.乙二酸与乙二醇制聚乙二酸乙二酯
B.氯乙烯制聚氯乙烯
C.乙醇在浓硫酸加热条件下制备乙烯
D.苯酚与甲醛制酚醛树脂
答案:B
解析:乙二酸与乙二醇制聚乙二酸乙二酯的反应属于缩聚反应,还生成水;氯乙烯制备聚氯乙烯的反应属于加聚反应,氯乙烯中的原子全部转化为聚氯乙烯;乙醇和浓硫酸混合加热至170℃生成乙烯,还生成水苯酚与甲醛制备酚醛树脂的反应属于缩聚反应,还生成水。综上所述,B符合题意。
8.[2024届·全国·模拟考试]第31届世界大学生夏季运动会在成都如期举行。下列有关说法错误的是( )
A.大运会中使用碲化镉发电玻璃为酒店供电,碲和镉均属于过渡元素
B.大运会火炬“蓉火”使用生物质丙烷为燃料,生物质丙烷是一种清洁能源
C.大运会中使用的蜀锦绶带的原材料为蚕丝,蚕丝属于有机高分子
D.大运会火炬塔的建设中使用了钛合金材料,钛合金属于金属材料
答案:A
解析:镉是第五周期第ⅡB族元素,属于过渡元素,碲是第五周期第ⅥA族元素,属于主族元素,A说法错误;作为火炬燃烧的动力源,“蓉火”采用了生物质丙烷为燃料,与传统来自天然气加工和石油提炼的丙烷不同,这种生物质丙烷由秸秆、稻壳、玉米芯等废弃物合成而来,燃烧后只产生水蒸气和二氧化碳,是一种可再生的清洁气体,B说法正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质属于有机高分子,C说法正确;金属材料包括金属单质和合金,故钛合金属于金属材料,D说法正确。
9.第五届未来能源大会在江苏常州召开,以“绿色,持续,共生,向新”为主题,聚焦于能源与可持续发展的重要性,以及可再生能源的未来发展。下列说法不正确的是( )
A.“近零碳建筑”是指最大幅度降低建筑对能源的需求,使碳排放量处于较低水平
B.甲烷是清洁能源,大量开采、燃烧甲烷可有效控制二氧化碳的排放
C.煤通过气化或液化能转变成清洁能源,属于化学变化
D.太阳能、风能、生物能、水能、地热能、氢能等都是绿色能源
答案:B
解析:“近零碳建筑”是指建筑物通过适应气候特征和场地条件,最大幅度降低建筑对能源的需求,运行过程中全电化,不使用燃气,碳排放量处于较低水平,A正确;甲烷是清洁能源,但其燃烧产物是二氧化碳,大量开采、燃烧甲烷不能有效控制二氧化碳的排放,B错误;煤通过气化或液化可得到氢气、CO或液态燃料等清洁能源,属于化学变化,C正确;太阳能、风能、生物能、水能、地热能、氢能等消耗过程中不产生或极少产生污染物,属于绿色能源,D正确。
10.绿色化学的核心是反应过程的绿色化,即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,下列过程不符合这一思想的是( )
A.甲烷、CO合成乙酸乙酯的反应为
B.烯烃与水煤气的羰基合成反应:(R为烷基)
C.葡萄糖在酒化酶作用下转化为酒精:
D.工业制取乙醛的方法之一:
答案:C
解析:绿色化学的核心是反应过程的绿色化,即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中,即原料利用率为100%。葡萄糖在酒化酶作用下酒化酶转化为酒精的反应为,反应物中的所有原子没有全部进入期望的产品中,原子利用率小于100%,不符合绿色化学思想,C符合题意。
11.[2023春·高一·新疆乌鲁木齐·期末联考]在二十国集团领导人第十六次峰会上,习近平总书记指出,气候变化和能源问题是当前突出的全球性挑战。下列关于能源的说法错误的是( )
A.氢能是一种理想的绿色能源
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.低碳生活倡导使用太阳能等清洁能源代替化石燃料,减少温室气体的排放
D.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
答案:D
解析:氢气燃烧只生成水,是一种理想的绿色能源,A正确;植物通过光合作用将太阳能转化为化学能进行储存,化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能,B正确;低碳生活倡导使用太阳能等清洁能源代替化石燃料,减少化石燃料燃烧,减少温室气体的排放,C正确;人类利用的能源不都是通过化学反应获得的,例如风能等,D错误。
12.化学在环境污染治理中发挥了重要作用。下列治理措施不合理的是( )
A.向燃油中添加酒精有利于实现碳中和
B.在汽车尾气系统中安装催化转化器可以降低污染性气体的排放
C.使用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料可以减少白色污染
D.向工业废水中加入FeS可以除去废水中的等重金属离子
答案:A
解析:向燃油中添加酒精可以减少等的排放,但不能减少的排放,A错误;在汽车尾气系统中安装催化转化器,能有效降低等气体的排放,B正确;聚乳酸具有生物可降解性,故使用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料可以减少白色污染,C正确;向工业废水中加入FeS,可以除去废水中的等重金属离子,D正确。
13.下列有关说法不正确的是( )
A.“赤潮”与含磷元素废水的大量排放有关
B.“绿色食品”是指绿色的蔬菜与水果
C.“白色垃圾”是指难降解的塑料制品引起的污染
D.“蓝”,是指会议期间京津冀实施道路限行和污染企业停工等措施,来保证空气质量,使得北京呈现蓝蓝的天空
答案:B
解析:A.“赤潮”与含磷元素废水的大量排放有关,P元素过量造成的水体富营养化,A正确;
B. “绿色食品”是指产自优良生态环境、按照绿色食品标准生产、实行全程质量控制并获得绿色食品标志使用权的安全、优质食用农产品及相关产品,B错误;
C.“白色垃圾”是指难降解的塑料制品引起的污染,C正确;
D.“APEC蓝”,是指APEC会议期间京津冀实施道路限行和污染企业停工等措施,来保证空气质量,使得北京呈现蓝蓝的天空,D正确;
故选B。
14.绿色化学要求从技术上、经济上设计可行的化学反应,使其尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中,不符合绿色化学理念的是( )
A.用氨水吸收硫酸厂的尾气:
B.实验室中吸收尾气
C.制备硫酸铜:(浓)
D.制备硫酸铜:
答案:C
解析:在A、B、D项的反应中,每一种物质都得到了充分利用,均没有污染物产生;但C项的反应中,2 mol硫酸只能生成,同时还产生了有毒的气体,该反应不符合绿色化学的理念。
15.煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有、和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。
(1)将煤直接进行燃烧可能会形成硝酸型酸雨。
①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式:______________________________________________________________。
②以下是对硝酸型酸雨的评价,其中正确的是__________________________________ (填字母)。
a.杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物来源,破坏水生生
态系统
b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害
c.破坏臭氧层,导致臭氧空洞
d.硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,给植物提供氮肥
(2)如下是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图,试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应的化学方程式:__________________________________________________________。
(3)脱硫以后,在废气中含量明显增加的不良气体是______________________(写物质名称),它对环境的负面影响是__________________________________________________________________________。
(4)检验脱硫后的废气中是否含有的简单方法是____________________________________________。
答案:(1)①,
②abd
(2),,
(3)二氧化碳;使温室效应加剧,导致气候变暖
(4)将气体通入品红溶液,观察品红溶液是否褪色,若品红溶液褪色,说明废气中含有;若品红溶液不褪色,说明废气中不含
解析:(1)①由于煤燃烧产生的废气中含有、和NO等多种有害气体,硝酸型酸雨的形成过程是NO被氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,即、②硝酸是强酸,具强氧化性,能杀死水中的浮游生物,减少鱼类食物的来源, 破坏水生生态系统,a正确;硝酸具有酸性,电线、铁轨、桥梁、房屋等会被酸雨腐蚀,b正确;导致臭氧层空洞的是氯烃,不是硝酸,c错误;硝酸中含有氮元素,硝酸与土壤中 的矿物质发生作用转化为硝酸盐,可向植物提供氮肥,d正确。
(2)碳酸钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙.亚硫酸钙不 稳定易被氧化为硫酸钙,硫酸钙吸水变为石裔,因此废气脱 硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应的化学方程式为,,
(3)根据以上分析可知反 应中生成,会导致温室效应,使气候变暖。
(4)二氧化硫能使品红溶液褪色,因此检验脱硫后废气中是否含有的简单方法是将气体通入品红溶液,若品红溶液褪色, 说明废气中含有;若品红溶液不褪色,说明废气中不含。
16.硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸,其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化。从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到的电子数越少;浓硝酸的还原产物主要为,稀硝酸的还原产物为NO。实验室中,常用Cu与浓反应制取,用Cu与稀反应制取NO。
(1)请写出实验室中用Cu与稀反应制取NO的化学方程式并用双线桥标明电子的转移方向及数目____________________。
(2)64 g Cu与适量的浓反应,铜全部作用后,共收集到22.4L气体(标准状况下),反应中消耗的的物质的量是__________________________(填字母)
A. 0.5 mol B. 1.0 mol C. 2.0 mol D. 3.0 mol
产生的气体是________________________,其物质的量之比是________________________。
(3)实际上硝酸不仅可被还原为或NO,浓度更稀时硝酸还可以被还原为、、等,请将下列3种物质:、和分别填入下面对应的横线上,并配平该反应的化学方程式。
__________________________________→__________________+______________________+____________________________________________
(4)硝酸的还原产物NO、、等对环境均有副作用。为了可持续发展,当今社会提出了“绿色化学”的概念,它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应,则下列由单质铜制取硝酸铜的方法可行且符合“绿色化学”的是____________________(填字母)
A.
B.
C.
D.
答案:(1)
(2)D;和NO;1:1
(3)4; ; ; ;1 2
(4)B
解析:(1)Cu与稀反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的化学方程式为,该反应中,铜元素由反应前单质Cu的0价变为反应后中的+2价,化合价升高,失去,发生氧化反应,N元素的化合价由反应前硝酸中的+5价变为反应后NO中的+2价,化合价降低,获得,电子得失最小公倍数是6,所以Cu、的化学计量数为3,、NO的化学计量数为2,还有6个没有参加氧化还原反应,也是由硝酸提供,所以的化学计量数改为2+6=8,根据H原子守恒,可知水的化学计量数为4,化学方程式为,用双线桥法表示失去:
(2),则,,即被还原的硝酸的物质的量为1mol,根据可知表现为酸性的硝酸的物质的量为2mol,故反应共消耗硝酸的物质的量。反应的Cu的物质的量是1mol,失去2mol电子,开始时硝酸为浓硝酸,被还原产生,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,硝酸被还原,还原产物变为NO,假设的物质的量为x,则NO的物质的量为(1 mol-x),根据电子守恒,可得,解得x=0.5mol,1mol-x=0.5mol,故二者的物质的量之比为1:1
(3)所给的物质中,中氮元素化合价位于最高价,具有氧化性,对应还原产物为NO,能将还原性的氧化为、,根据电子守恒、原子守恒,可得化学方程
(4)铜与硝酸反应会产生一氧化氮、二氧化氮等大气污染物,A项错误。N元素被完全利用,没有污染物生成,该途径符合“绿色化学”原理,B项正确。所给出途径中氧化铜与水不反应,不能制得氢氧化铜,C项错误。所给出途径中铜与稀硫酸不反应,不能制得硫酸铜;铜与浓硫酸反应会产生二氧化硫气体,污染大气,D项错误。
17.按要求回答下列问题:
某水域发生了 “水华”现象,水面上有大量的白色漂浮物, 类似于海面上的“赤潮”。取水样分析:绿藻含量比正常 情况下偏高很多,含氧量明显偏低,浑浊度增加。
(1)造成该水域“水华”现象最可能的原因是( )
A.水土流失
B.该水域周围的工厂向水域中排放了有毒的废水
C.该水域农业生产中长期使用农药
D.生活废水大量排人该水域,使水质富营养化
(2)下列项目与水中溶解氧的含量无关的是( )
A.水温或水深 B.大气氧分压 C.水中无机物 D.水中有机物
(3)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位为mg/L, 我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg/L。某化学小组同学设计了以下实验步骤,测定某河水的DO。
第一步,向烧瓶中加入200 mL水样;第二步,向烧瓶中依次迅速加入1 mL无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI 无氧溶液(过量),充分反应完全;第三步,再加入适量硫 酸,调节溶液的pH ;第四步,从烧瓶中取出40.00 mL溶 液,向其中滴加0.0l000mol/L溶液,当加入的溶液的体积为4.50 mL时恰好完全反应。
已知:; ;。
该水样的DO=__________ mg/L (保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标:____________ (填“是”或“否")。
答案:(1)D
(2)C
(3)9.0 是
解析:(1)由题给信息可知,该水域属于水体的富营养化,可能是含有植物生长的营养元素增多,所以D项正确。
(2)A项,温度和压强对氧气的溶解度有影响,所以错误;B 项,大气氧分压越大,水中溶解氧越多,反之越少,因此有影响,所以错误;C项,水中无机物与氧气不发生反应,因此无影响,所以正确;D项,水中有机物的光合作用生成氧气,腐败消耗氧气,因此有影响,所以错误。
(3)由, ,,得到定量关系为,的物质的量为,因此对应的物质的量为,所以200 mL水样中含氧气。氧气浓度=,水中溶 氧 量(DO) =,生活饮用水源的DO不能低于则此水样符合标准。
18.二氧化碳的捕获和利用是我国能源领域实现碳达峰、碳中和目标的一个重要研究方向。回答下列问题:
(1)某校科研人员利用溶液实现“碳捕获”的技术如图所示。
①在整个“捕捉”过程中,将溶液喷成雾状是为了__________________。
②“碳捕获”技术是减少排放的一种途径,若用氢氧化钠溶液吸收,反应后碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1:1,则反应的离子方程式为__________________。
③下列试剂中,同样能用于“捕捉”的是__________________(填标号)。
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.石灰乳
(2)的捕获和转化可减少排放并实现资源利用,原理如图所示。
①图中可循环利用的物质有__________________(填化学式)。
②若产生等物质的量的CO和,写出反应Ⅱ的化学方程式:__________________。
答案:(1)①增大溶液与的接触面积,使反应更快更充分
②
③D
(2)①、
②
解析:(1)①“捕捉”过程中,将溶液喷成雾状是为了增大溶液与的接触面积,使反应更快更充分。
②,,根据反应后碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1:1,可判断参与反应的二氧化碳与氢氧化钠的物质的量之比为2:3,则反应的离子方程式为。
③A、B、C项物质均不与反应,不能“捕捉”;石灰乳[主要成分为]可与反应生成,可用于“捕捉”,D符合题意。
(2)反应Ⅰ为,反应Ⅱ的反应物为和,生成的CO和的物质的量相等,则反应Ⅱ为,结合反应Ⅰ、Ⅱ可知,CaO、可循环利用。
B卷
1.[2026届·海南·模拟考试]世界地球日的主旨是提高民众对现有环境问题的意识,通过绿色低碳生活,改善地球的整体环境。下列做法符合这一主旨的是( )
A.垃圾分类处理,实现资源的再利用
B.城市街道中的落叶就地焚烧,以改善城市环境
C.废旧电池掩埋处理,可以节约处理费用
D.施用大量农药,提高农作物的产量
答案:A
解析:垃圾分类处理,实现资源的再利用,有利于改善环境,A符合题意;落叶就地焚烧易产生有害气体,污染空气,B不符合题意;废旧电池含有重金属,直接掩埋处理会造成土壤污染,C不符合题意;施用大量农药,会造成地下水的污染,D不符合题意。
2.[2025春·高一·四川绵阳·月考校考]绿色发展是新质生产力的内在要求,化学在绿色发展方面发挥着重要作用。下列有关叙述错误的是( )
A.推广使用煤炭、石油脱硫技术,可以减少酸雨的产生
B.推广碳捕集和储存技术,助力碳达峰、碳中和
C.推广使用有机高分子材料石墨烯,让电池更轻薄、充电更快速
D.推广光触媒(即光催化)技术,将汽车尾气中的NO和CO转化为无毒气体
答案:C
解析:
选项
分析
正误
A
推广使用煤炭、石油脱硫技术,可以减少的排放,从而减少酸雨的产生
√
B
二氧化碳是产生温室效应的主要气体,推广碳捕集和储存技术,逐步实现二氧化碳零排放,有利于实现碳达峰、碳中和
√
C
石墨烯为碳单质,不是有机高分子材料
×
D
将汽车尾气中的NO和CO转化为无毒气体,减少空气污染物的排放,符合绿色发展理念
√
3.化学与科技、社会、生产密切相关,下列有关说法错误的是( )
A.乙醇汽油的广泛使用能减少有害气体的排放
B.无磷洗涤剂的推广使用,能有效减少水体富营养化的发生
C.海水淡化可以解决淡水供应危机,向海水中加入明矾可以使海水淡化
D.倡导“低碳经济”“低碳生活”有助于减轻温室效应
答案:C
解析:明矾能净水,但不能淡化海水,C项错误。
4.合成环氧乙烷()的三种常用方法如下:
方法①:
方法②:
方法③:
已知:过氧乙酸具有乙酸的性质,也具有过氧化氢的性质。
下列说法错误的是( )
A.环氧乙烷不属于烷烃
B.利用方法①合成环氧乙烷时,反应温度越高越好
C.方法②的化学方程式中n=2,X为
D.利用方法③合成环氧乙烷,原子利用率为100%
答案:B
解析:
选项
分析
正误
A
环氧乙烷中含有氧元素,不属于烷烃
√
B
根据过氧乙酸具有的性质可知,过氧乙酸受热易分解,因此方法①中反应温度不能太高
×
C
根据原子守恒可知,方法②的化学方程式中X为,n=2
√
D
方法③的反应中没有副产物生成,原子利用率为100%
√
5.[2024春·高一·福建福州·月考联考]党的十九大强调树立“社会主义生态文明观”。下列做法不应该提倡的是( )
A.研发可降解高分子材料,缓解白色污染问题
B.扩大铅蓄电池、含汞干电池的生产,满足消费需求
C.采用碳捕集和封存技术,逐步实现二氧化碳零排放
D.大力发展太阳能、风能等清洁能源,减少对化石燃料的依赖
答案:B
解析:A、“白色污染”的原因主要是由于大部分塑料在自然环境中很难降解,长期堆积会破坏土壤,污染地下水,危害海洋生物的生存,如果焚烧含氯塑料会产生氯化氢对空气造成污染,故研发可降解高分子材料可以缓解白色污染问题,做法正确;故不符合题意;、铅汞属于有害元素,故扩大铅蓄电池、含汞干电池的生产会带来环境问题,做法错误;故符合题意;C、二氧化碳的排放会引起温室效应,故采用碳捕集和封存技术可以减少二氧化碳排放,缓解温室效应,做法正确;故不符合题意;D、化石燃料燃烧造成空气污染,如产生二氧化硫、一氧化碳、浮沉等,故开发清洁燃料减少环境污染,做法正确;故不符合题意;故选B。
6.[2024届·陕西宝鸡·三模]化学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列说法不正确的是( )
A.“库车绿氢”用光伏发电电解水制氢,能有效减少碳排放
B.国产大飞机“”使用的芳纶蜂窝材料属于有机高分子材料
C.国产“龙芯”的主要材料与光导纤维的材料相同
D.“鲲龙”水陆两栖飞机所用的航空煤油是石油分馏产品
答案:C
解析:A.用光伏发电系统制的电能,然后电解水制绿氢,能有效减少碳排放,A正确;
B.芳纶属于有机合成高分子材料,B正确;
C.芯片的主要成分为单质硅,光导纤维的主要成分为二氧化硅,两者主要成分不同,C错误;
D.航空煤油是石油分馏产品,D正确;
故选C。
7.[2024届·安徽·一模联考]化学与社会,生活,环境,工业生产等密切相关。下列说法错误的是( )
A.杭州亚运会火炬采用“零碳甲醇”作为燃料,它是利用焦炉气中的氢气和从工业尾气中捕捉的共同合成,是符合“碳中和”属性的绿色能源
B.用“杯酚”分离和,反映出了超分子具有分子识别的特性
C.聚乳酸等高分子材料在微生物的作用下可降解为小分子,为消除“白色污染”带来了希望
D.豆腐是具有悠久历史的传统美食,其制作原理是利用盐卤等物质使豆浆中的蛋白质变性
答案:D
解析:“零碳甲醇”是利用焦炉气中的氢气和从工业尾气中捕捉的共同合成,每生产1t这种“零碳甲醇”可消耗,可实现循环内零排放,是符合“碳中和”属性的绿色能源,A正确;将和的混合物加入一种空腔大小适配的“杯酚”中,“杯酚”能把装起来而不能装下,反映出超分子“分子识别”的特性,B正确;聚乳酸可在微生物的作用下降解为小分子,再进一步转变为和等物质而消失,C正确;豆腐在制作过程中可加入膏,等物质使蛋白质发生聚沉,而不是变性,D错误。
8.[2023秋·高二·广东阳江·期末]氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。某兴趣小组设计实验制备少量纯净的无水氯化铝(装置如图,夹持装置已省略)。
查阅资料:无水氯化铝()的熔点为190℃,常压下在178℃升华,遇潮湿空气剧烈水解。
下列叙述正确的是( )
A.试剂X为饱和氯化钠溶液,试剂Y可以是碱石灰
B.将硬质试管代替导管直接弯入集气瓶的目的是防止堵塞
C.采用氢氧化钠溶液可以完全吸收尾气,防止大气污染
D.高温反应中氯气是氧化剂,氧化铝发生氧化反应
答案:B
解析:氯化铝遇水剧烈水解,故试剂X为浓硫酸,A错误;易升华,遇冷凝华成固体,导管太细易造成堵塞,B正确;氯气和炭粉、氧化铝反应,产物中有,不能被NaOH溶液吸收,C错误;反应中氯气是氧化剂,炭粉发生氧化反应,D错误。
9.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A.推广使用燃煤脱硫技术,减轻污染
B.实施绿化工程,减轻扬尘污染
C.研发燃料电池汽车,减轻机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的使用量
答案:D
解析:A、B、C项措施都是可采取的措施,D项中增加石油、煤炭的使用量会使空气中的等污染物的含量增加。
10.[2024春·高一·吉林吉林·期末联考]鼓励园区、企业、社区、学校等基层单位开展绿色、清洁、零碳引领行动,把建设美丽中国转化为全社会行为自觉。下表中解决相应环境问题所采取的措施错误的是( )
选项
环境问题
措施
A
臭氧层空洞
限制氟氯烃类物质的生产和使用
B
酸雨
改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放
C
白色污染
回收利用废旧塑料,开发可降解塑料制品
D
水体富营养化
禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥
A.A B.B C.C D.D
答案:D
解析:A.氟利昂能破坏臭氧层,限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量可减缓臭氧空洞的产生,所采取的措施科学,故A不选;
B.正常雨水含碳酸,酸雨是指PH值小于5.6的雨水,N、S的氧化物可导致酸雨发生,酸雨是由于雨水中溶有二氧化硫或氮氧化物生成硝酸、硫酸,改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量,所采取的措施科学,故B不选;
C.白色污染是人们对难降解的塑料垃圾污染环境现象的一种形象称谓,它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物,回收利用废旧塑料,开发可降解塑料制品,会减少白色污染,故C不选;
D.富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶氧量下降,鱼类及其它生物大量死亡的现象,禁止使用含磷洗衣粉,但庄稼生长需氮肥,不能禁止施用氮肥,故D选;
故选:D。
11.某中学化学课外小组为检测某化工污水(可能含有、葡萄糖或其他污染物)中的污染物设计出如图所示检测方案并进行实验探究:
下列有关说法正确的是( )。
A.该小组用pH试纸测定的结果明显错误
B.加入过量烧碱溶液并加热至沸腾无砖红色沉淀证明无和葡萄糖
C.加入硝酸酸化后再加入硝酸银溶液,产生淡黄色沉淀说明一定存在
D.该污水含有的污染物可能是氢溴酸
答案:D
解析:该小组用pH试纸测定的结果是pH=3.5,pH试纸一般有两种,一种是广泛pH试纸,测定结果为1~14的整数,另一种为精密pH试纸,测定范围小,测定结果可以精确到小数点后一位,因此无法判断该小组用pH试纸测定的结果是否错误,A错误;加入过量烧碱溶液并加热至沸腾,无砖红色沉淀,可以证明和葡萄糖不都存在,但无法证明二者均不存在,B错误;虽然加人硝酸酸化后加人硝酸银溶液,产生浅黄色沉淀,由于污染物种类不定,产生的淡黄色沉淀可能是一定量氯化银和碘化银的混合物,因此无法确定是否一定存在,C错误;由于溶液pH=3.5,加入硝酸酸化后加入硝酸银溶液,产生淡黄色沉淀,因此该污水中含有的污染物可能是氢溴酸,D正确。
12.[2024届·长安一中·模拟考试]有科研工作者研究发现,以负载Ce-Pt-Pd氧化处理后的不锈钢丝网具有较好的催化性能,可以消除VOCs(挥发性有机化合物,如苯、甲苯、丙酮等)、的污染,如图所示简要表示了该催化过程及反应机理。有关说法错误的是( )
A.不锈钢丝网可增大催化剂与VOCs的接触面积
B.氧气参与了上述催化反应
C.碳原子在该催化反应中得电子
D.该催化剂可用于机动车尾气的处理
答案:C
解析:不锈钢丝网的网状结构增大了催化剂与反应物的接触面积,A说法正确;
Ce、Pt、Pd等金属氧化物为催化剂,在该反应中催化剂参与了反应,但催化剂在反应前后质量和化学性质不变,说明氧气以这些金属氧化物为“纽带”将氧元素传递给VOCs,达到了氧化的目的,B说法正确;
挥发性有机物中碳元素的化合价低于+4价,而生成物中碳元素为+4价,故碳原子在该催化反应中失电子,C说法错误;
该催化机理可消除VOCs及的污染,这些污染物也是机动车尾气的主要成分,D说法正确。
13.碳循环经济是科学家研究的重要课题,下图是某科学家团队提出的碳循环模式。下列有关说法不正确的是( )
A.该循环有利于缓解温室效应,减少对常规能源的依赖
B.该循环所涉及的化学反应不可能都是放热反应
C.有机物和无机物之间在一定条件下可以相互转化
D.和合成甲醇,符合绿色化学中的最理想的“原子经济”
答案:D
解析:根据示意图可知,该循环能利用光能、风能将、转化为化合物甲醇,因此有利于缓解温室效应,减少对常规能源的依赖,A正确;根据示意图可知,该循环所涉及的化学反应不可能都是放热反应,B正确;由无机物和可以合成有机物甲醇,甲醇发生氧化反应,又可以生成和,故有机物和无机物之间在一定条件下可以相互转化,C正确;根据原子守恒可知,和合成甲醇的过程中还有生成,不符合绿色化学中的最理想的“原子经济”,D错误。
14.“煤制油”的关键技术是煤的气化,目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气反应:,该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(用空气代替)来提供:。下列说法不正确的是( )
A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B.第一个反应需要吸热,故煤的气化从能量角度来看,得不偿失
C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高
D.上述两个反应,反应后的混合气体中除去CO、后主要是合成氨的两种原料气
答案:B
解析:虽然在煤的气化过程中会有一部分煤的潜在能量遭到损失,但因为加工后得到的气态燃料的热利用率高,而且比较清洁,故从总体来看,将煤气化后再使用还是比较合理的,B错误。
15.[2016年全国高考真题]氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的__________________,反应的化学方程式为______________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→______(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,
使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中_____________
②反应的化学方程式
____________
将注射器活塞退回原处并固定,
待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝集
打开K2
③_______________
④______________
答案:(1)① A; 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+ 2H2O(或B;NH3·H2ONH3↑+H2O);
②;
(2)①红棕色气体慢慢变浅;②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O;
③Z中NaOH溶液产生倒吸现象;④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压。
解析:(1)①在实验室中,利用氢氧化钙与混合加热发生复分解反应制取氨气,氢氧化钙与都是固体,固体混合物加热制取气体,故应选用A装置进行,制取氨气,发生反应的化学方程式为;也可以利用的不稳定性,该物质受热分解产生氨气和水制取氨气,这时应该选择的装置是装置B,反应的化学方程式是:
②利用A(或B)装置制得的氨气,由于氨气是碱性气体,所以需要利用碱性干燥剂碱石灰进行干燥,然后再根据氨气的密度比空气小的性质,用向下排空气法收集,氨气是大气污染物,要进行尾气处理,可利用其在水中极容易溶解的性质,用水作吸收剂进行尾气处理,故装置的连接顺序为。
(2)①具有强氧化性, 有强还原性,两者相遇,会发生氧化还原反应产生氮气和水,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的方程式: ,根据反应方程式可知反应现象是: Y管内看到红棕色气体颜色变浅最终为无色,同时在注射器的内壁有水珠产生;
②根据①分析可知发生该反应的方程式是;
③反应后由于容器内气体的物质的量减少,所以会使容器内气体压强减小。当打开后,烧杯内溶液在大气压强的作用下会倒吸进入Y管内;
④溶液进入Y管内的原因是由于该反应是气体体积减小的反应,反应发生导致装置内压强降低,在外界大气压的作用下而发生倒吸现象。
16.[2017年江苏高考真题]砷是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有,其中原因是________ .
(2)和水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与的关系分别如图-1和图-2所示。
①以酚酞为指示剂(变色范围8.0~10.0),将溶液逐滴加入到溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_______.
②第一步电离方程式的电离常数为,则______________.
(3)溶液的对吸附剂X表面所带电荷有影响. 时,吸附剂X表面不带电荷; 时带负电荷, 越高,表面所带负电荷越多; 时带正电荷, 越低,表面所带正电荷越多. 不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂吸附砷的质量)如图-3所示.
①在7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随升高而迅速下降,其原因是_____.
②在4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为__________。提高吸附剂对三价砷去除效果可采取的措施是_____.
答案:(1)酸性溶液吸收了空气中的
(2)①
②2.2
(3)①在7~9之间,随升高转变为,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加;
②在4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以和阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以分子存在,与吸附剂表面产生的静电引力小;加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷;
解析:(1)碱性溶液易吸收空气中的CO2,CO2与碱发生反应CO2+2OH-=CO32-+H2O,故吸附剂X中含有CO32-
(2)①观察图1知,在pH为8~10之间,H3AsO3的分布分数逐渐减小,H2AsO3-的分布分数逐渐增大,故该过程中,NaOH与H3AsO3反应生成NaH2AsO3和水,离子方程式为OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O
②由的第一步电离方程式知, ,观察图2知,当pH=2.2,即时, 的分布分数和的分布分数相等,即,故
(3)①吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力越大,在pH7∼9之间,随pH升高转变为,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加,导致在pH7∼9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,
故答案为:在pH7∼9之间,随pH升高转变为,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加;
②在pH4∼7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以和阴离子存在,pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多,所以静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小,所以在pH4∼7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱;
在pH4∼7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,如果能将三价砷转化为五价砷,能有效的去除三价砷,所以采取的措施是加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷,
故答案为:在pH4∼7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以和阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小;加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷。
17.为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
回答下列问题:
(1)固体1含有的物质是______________________________、、 ;捕获剂所捕获的气体主要是________________________.__
(2)若X是空气,则上述反应中NO和的物质的量之比最好为______________,若空气过量,导致的结果会是__________________________.
(3)流程中处理含的废水时发生反应的离子方程式为____________________。气体1也可通过催化剂直接转化成无污染气体,反应的化学方程式为________________________。
(4)若工业废气中主要含、,不考虑其他成分,则可用下列工艺生产 过饱和溶液[ 过饱和溶液是生产焦亚硫酸钠()的原料]
pH=4.1时, I中反应的化学方程式为________________________________;工艺中加入固体、并再次通入废气的目的是__________________________________________.
答案:(1) CO
(2)4:1 NO将会被氧化成,无法与反应生成无污染的
(3)
(4) 加入固体会生成 ,再次通入废气,又重新生成得到亚硫酸氢钠的过饱和溶液
解析:(1)石灰乳的成分为,能与、反应生成、,加入石灰乳过量,还有剩余的,NO被X氧化生成,被NaOH溶液吸收,所以气体2中被捕获剂捕获的气体主要为CO
(2)根据反应流程可知,当反应物恰好完全反应生成亚硝酸钠时,二者配比为最佳配比,设NO为x mol、为y mol,根据得失电子守恒可知,x×(3-2)=y×2×2,所以x:y=4:1;若空气过量,NO将会被氧化生成,无法与废水中的反应生成无污染的
(4)pH=4.1时,I中碳酸钠与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,反应的化学方程式为;工艺中加入固体会生成 ,再次通入废气,又重新生成,得到亚硫酸氢钠的过饱和溶液。
18.化学工作者一直在积极探索影响大气质量的因素及改善措施。
(1)硫酸盐是大气中可吸入颗粒物的主要成分之一,是在含水的气溶胶液滴中通过化学反应产生的。
①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到____________________效应。
②大气中的转化为硫酸盐的过程中,以下物质能起氧化作用的是________________________(填字母序号)。
A. B. C. D.
③有研究者发现特定条件下,大气中的会成为氧化的主要物质,于是认为,当城市大气中的可吸入颗粒物严重超标时,应采取汽车限行措施,原因是______________________。
(2)燃煤烟气中含有和,工业上常用亚氯酸钠()对燃煤烟气进行脱硝和脱硫处理。
已知:酸性条件下,会转化成和。是黄绿色、易溶于水的气体,具有强氧化性,能氧化或。
Ⅰ.在实验室模拟脱硝过程:调节吸收液的pH为5,向其中通入含NO的模拟烟气。
①测得脱硝反应后溶液中的阴离子为和,则脱硝反应的离子方程式为________________________。
②测得脱硝效率(即NO的吸收率)随温度变化的曲线如图所示。结合已知信息分析,温度大于50℃时,随温度升高脱硝效率下降的原因是__________________________________。
Ⅱ.在实验室模拟同时脱硝、脱硫过程:调节吸收液的pH为5,向其中通入含和NO(体积比2:1)的模拟烟气。
③测得脱硝、脱硫反应后溶液中的阴离子为、和,其中c()=a,c()=b,已知脱硫效率为100%,计算脱硝效率为______________________。
答案:(1)①丁达尔;②AD;
③汽车尾气中含,能将氧化成硫酸盐,从而增加大气中可吸入颗粒物含量
(2)①(或);
②吸收液pH为5,显酸性,转化成,温度升高,气体容易从溶液体系中逸出,使脱硝反应难以发生;
③
解析:(1)①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到丁达尔效应;②大气中的转化为硫酸盐的过程中,能起氧化作用的是和;③汽车尾气中含,能将氧化成硫酸盐,从而增加大气中可吸入颗粒物含量。
(2)①氧化NO的离子方程式为;②吸收液pH为5,显酸性,转化成,温度升高,气体容易从溶液体系中逸出,使脱硝反应难以发生;③根据得失电子守恒,有,解得实际上得到的,因为和NO的体积比为2:1,且脱硫效率为100%,所以理论上得到的,故脱硝率为。
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