内容正文:
第八章 化学与可持续发展
整理与复习
【学习目标】
1.认识自然资源综合开发利用的方法和意义。
2.掌握化学品的合理使用的基本要求。
3.认识化学在治理污染和保护环境中的重要作用,理解“绿色化学”的概念及意义。
【教材追踪】
目标一:认识自然资源综合开发利用的方法和意义。
任务:根据下列内容回顾梳理自然资源的开发利用的相关知识,完成下列内容及针对训练。
针对训练1:我国古代制得的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法是:将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)以及木炭按一定比例混合,加热至800 ℃左右,即炼出闪烁着金子般光泽的“药金”。下列有关叙述正确的是( )
①“药金”是铜锌合金 ②冶炼过程中炉甘石直接被木炭还原,有锌生成 ③用火焰灼烧法可区分黄金和“药金” ④用稀HNO3能区别黄金和“药金” ⑤表面有黑色氧化物的是“药金”,用稀硫酸洗涤后可去掉黑色膜,但可能显示出铜红色
A.①② B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②③④⑤
针对训练2:海水提镁的主要流程如下:
下列说法正确的是( )
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A.①④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①②③④⑤
针对训练3:关于石油的说法中,不正确的是( )
A.石油是混合物,除含烷烃外,还可能含有环烷烃和芳香烃
B.常压分馏得到的汽油是混合物,没有固定的沸点
C.裂化是化学变化,裂解不是化学变化
D.裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料
针对训练4:溴是海水中的重要元素,海水中溴元素的含量一般为0.065 g·L-1,晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子,向苦卤中通入氯气,可以得到单质溴。下列有关说法正确的是( )
A.向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为Br-+Cl2===Cl-+Br2
B.向苦卤中通入氯气时,溴元素化合价升高,被还原
C.将单质溴从溴水中分离出来,可以利用裂化汽油进行萃取
D.将单质溴从溴水中分离出来,可以利用苯、四氯化碳等多种有机溶剂进行萃取
针对训练5:某燃煤发电厂的废气中有SO2,它是形成酸雨的罪魁之一。处理SO2一般用生石灰或类似物质来吸收。如图是处理该废气的装置示意图。
下列说法不正确的是( )
A.此过程中既有分解反应,也有化合反应
B.CaSO4既是氧化产物,又是还原产物
C.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D.理论上整个过程每转移电子1 mol,会对应生成1 mol CO2
针对训练6:如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。根据以上信息,判断下列相关分析不正确的是( )
A.上述提取Mg的流程中,没有涉及的反应类型是置换反应
B.因氮气的化学性质相对稳定,冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,可选择氮气
C.反应⑥所用的气态氧化剂可从本厂生产烧碱处循环利用或从本厂生产镁单质处循环利用
D.从母液中提取Mg和Br2的先后顺序:先提取Br2,后提取Mg
针对训练7:下列关于石油及石油炼制的叙述中,错误的是( )
A.通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态烯烃
B.含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油
C.裂化汽油不能用于萃取溴水,催化重整可得芳香烃
D.石油分馏是物理变化,分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物
针对训练8:从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法不正确的是( )
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
针对训练9:磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是( )
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
针对训练10:以下为铝土矿(主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2)提取铝的流程,以下说法正确的是( )
A.残渣A主要是H2SiO3
B.滤液A中只存在Fe3+和Al3+
C.滤液C主要是碳酸氢钠和硫酸钠溶液
D.过程Ⅲ可以用HCl替代二氧化碳
目标二:掌握化学品的合理使用的基本要求。
任务:根据下列内容回顾梳理化学品的合理使用的相关知识,完成下列内容及针对训练。
针对训练1:为研究化肥对农作物生长情况的影响,研究人员在相同条件下,在实验用田里施用等量有效成分的化肥,对小麦的产量进行对比研究。下表(“√”表示施用化肥,“×”表示没有施用化肥)显示三年实验的结果
实验用田
施用化肥情况
小麦收成的相对产量
氮肥
磷肥
钾肥
田地1
×
×
×
1.0
田地2
√
×
×
2.2
田地3
×
×
√
1.2
田地4
√
√
√
3.9
根据上表,错误的是( )
A.氮肥可增加小麦的产量
B.没有施肥,小麦不能生长
C.对于增加小麦的收成,氮肥比钾肥效果好
D.同时施用含N、P、K的化肥可获得最大的小麦产量
针对训练2:食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。下列物质不属于食品抗氧化剂的是( )
A.糕点中的配料维生素C
B.方便面里的味精(谷氨酸钠)
C.葡萄酒中的少量二氧化硫
D.火腿肠中的少量亚硝酸钠
针对训练3:“水能载舟,亦能覆舟”,药物能治病,但用药不当也能给人带来伤害,我们应遵医嘱,合理用药。关于药品的使用与作用下列说法正确的是( )
A.R表示处方药,OTC表示非处方药
B.毒品就是有毒的药品
C.西药都是人工合成的,有毒,不能随便吃,中药是天然的,无毒,可放心食用
D.睡觉前服用安眠药,起床后服用兴奋剂,对学生学习很有好处
针对训练4:医生给病人开处方时都会告诉病人服药要饭前或饭后半小时服用,不要空腹吃药。这是为什么呢?对此解释正确的是( )
A.空腹吃药不利于药的消化和吸收
B.空腹吃药会影响药的药效
C.空腹吃药会损伤胃壁,出现胃溃疡等疾病
D.空腹吃药会使病人产生药物过敏
针对训练5:下列食品添加剂与类别对应正确的一组是( )
A.着色剂——胡萝卜素、苯甲酸钠
B.调味剂——亚硝酸钠、味精
C.防腐剂——辣椒红、山梨酸钾
D.营养强化剂——酱油中加的铁、粮食制品中加的赖氨酸
针对训练6:下列说法正确的是( )
A.使用食品添加剂与提倡“绿色食品”相违背
B.含有食品添加剂的食品尽量少食用,以防中毒
C.天然食品添加剂对人体健康无害,故不限量使用
D.食品添加剂在合理的限量范围内使用不影响人体健康
目标三:认识化学在治理污染和保护环境中的重要作用,理解“绿色化学”的概念及意义。
任务:根据下列内容回顾梳理环境保护与绿色化学相关知识,完成下列内容及针对训练。
针对训练1:以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
破坏臭氧层
化石燃料的燃烧
B
SO2
温室效应
汽车尾气的排放
C
NO2
光化学烟雾
工厂废气、汽车尾气的排放
D
CO
酸雨
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
针对训练2:下列有关环境问题的说法正确的是( )
A.燃煤中加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康
C.pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨
D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染
针对训练3:“环境问题”是当今全球共同关注的焦点,在哥本哈根气候大会上中国发挥了重要的作用。下列对环境造成危害的一组首要污染物是( )
A.CO2、SO2、O2 B.NO2、N2、可吸入颗粒物
C.CO2、N2、O2 D.SO2、NO2、可吸入颗粒物
针对训练4:不仅化工生产应遵循绿色化学的原则,化学实验也应遵循绿色化学的原则,实现原料和过程的绿色化。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是( )
A.用过量的氯气进行性质实验
B.用双氧水代替高锰酸钾制取氧气
C.用溴水代替碘水进行萃取实验
D.用铜粉代替铜丝进行Cu与浓硝酸的反应
针对训练5:下列做法符合“绿色化学”思想的是( )
A.在通风橱中制取SO2不用NaOH溶液吸收尾气
B.回收利用废旧电池
C.用燃气热水器代替太阳能热水器
D.将实验室的有机废液直接倒入下水道
针对训练6:自来水加工处理流程如下,下列有关说法不正确的是( )
A.若用FeSO4作混凝剂,最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池
B.投药时常加入适量石灰,是为了除去水中的Mg2+、HCO等
C.自来水生产中,前加氯起消毒杀菌作用,后加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染
D.用ClO2消毒自来水,消毒效率约是同质量氯气的2.63倍
针对训练7:在绿色化学工艺中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物。如用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3,欲使原子利用率达到最高,还需要的反应物是( )
A.H2和CO2 B.CO2和H2O
C.CO和CH3OH D.CH3OH和H2
针对训练8:最近,国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中( )
A.对废水、废气、废渣进行严格处理
B.不排放任何有害物质
C.在化工厂周围种草、种树、种花,使化工厂成为花园式工厂
D.以绿色植物为原料,以生物催化剂实现化工生产过程的化学
【能力进阶】
【跟进训练】
A卷
1.“绿水青山就是金山银山”。下列做法不利于保护环境的是( )
A.推广使用电动汽车等低碳交通工具
B.推广垃圾分类,电子设备以旧换新
C.用生物方法脱除生活污水中的氮和磷
D.加大铅酸蓄电池、含汞锌锰等电池的生产
2.下列有关新能源的说法不正确的是( )
A.新能源与化石能源相比最直接的好处就是环境污染少
B.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转换为电能,实现太阳能的利用
C.氢能是一种清洁的二次能源,可用电解水制氢的方法获取大量氢气实现能源的绿色化
D.解决能源危机的方法是开源节流,即开发新能源和节约现有能源,提高原料的利用率
3.垃圾处理无害化、减量化和资源化逐渐被人们所认识。垃圾的分类收集是实现上述理念的重要措施。某垃圾箱上贴有如图所示的标志,向此垃圾箱中丢弃的垃圾应是( )
A.厨余垃圾 B.可回收垃圾 C.有害垃圾 D.其他垃圾
4.规范市场、诚信交易对科学生产和消费都十分重要。下列使用化学物质处理食品的方法正确的是( )
A.食品中添加过量
B.用硫酸铜溶液喷洒韭菜
C.用无铝膨松剂炸油条
D.用“福尔马林”溶液保鲜,浸泡海参、鱿鱼等海产品
5.化学与资源利用、环境保护及社会可持续发展密切相关。下列说法错误的是( )
A.煤转化为水煤气加以利用是为了节约燃料成本
B.利用太阳能蒸发淡化海水的过程属于物理变化
C.在阳光照射下,利用水和二氧化碳合成的甲醇属于可再生燃料
D.用二氧化碳合成可降解塑料聚碳酸酯,实现“碳”的循环利用
6.下列说法不正确的是( )
A.碳酸钠有碱性,可用作食用碱
B.碳酸氢铵受热分解能产生大量气体,可用作食品膨松剂
C.碳酸钙能与胃酸反应,可用作抗酸药,也可作营养强化剂
D.谷氨酸钠通过增强鲜味发挥作用,可作增味剂
7.化学与生活息息相关,下列说法错误的是( )
A.食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
B.波尔多液是用胆矾、生石灰和水混合制成的一种常见的农药
C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅
D.正常雨水由于溶解了二氧化碳,其pH约为5.6,而酸雨的pH小于5.6
8.有关煤的综合利用如图所示,下列说法正确的是( )
A.煤焦油是纯净物
B.煤是贮存于地下的可再生化石能源
C.②为煤的气化过程,产物中不含CO
D.B为甲醇或乙酸时,原子利用率均达到100%
9.自然资源的合理开发利用是一个重要的课题。以下叙述正确的是( )
A.金属的冶炼过程一定要使用还原剂
B.回收等量废金属的能耗低于金属矿的冶炼
C.可以利用铝热反应制取金属Mg
D.瓦斯、页岩气、沼气的主要成分是甲醛
10.人体胃酸的主要成分是盐酸,胃酸可助消化食物,但胃酸过多会损伤胃黏膜,使人感觉不适,抗酸药可以减少胃里过多的胃酸。下列药物不属于抗酸药的是( )
A.阿司匹林()
B.胃舒平[主要成分:]
C.碳酸氢钠片(主要成分:)
D.胃得乐(主要成分:)
11.某同学用烧渣(主要成分为)制取绿矾,设计了如图所示的流程,下列说法中正确的是( )
A.为了提高烧渣的浸出率,可采用浓硫酸
B.X可以是或
C.为了调节pH,加入氢氧化钠溶液一定要过量
D.将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可得绿矾
12.正确使用化肥和农药可以促进农业生产,下列说法中正确的是( )
A.长期使用DDT不会导致残留污染
B.使用可溶性磷肥有利于植物对磷的吸收
C.和草木灰混合使用肥料更佳
D.有机磷杀虫剂可降解,可以大量使用
13.为了从海带灰浸取液中提取碘,某同学设计了如下实验方案:
下列说法正确的是( )
A.①中反应的离子方程式:
B.②中分液时含的溶液从分液漏斗上口倒出
C.③操作得到的上层溶液中含有
D.操作Z的名称是加热
14.下列金属的冶炼(“→”前为原料,“→”后为所得的金属),①→Mg、②→Mn、③ZnO→Zn、④HgO→Hg、⑤磁铁矿→Fe、⑥NaCl→Na,其中最适宜用热还原法冶炼的是( )
A.①②④⑥ B.③④ C.②③⑤ D.②③④⑤
15.高铁酸钾是绿色、高效的消毒剂,可用下列方法制取。
(1)如图装置可制取,则装置A中发生的反应为__________________。
(2)装置A哪个地方需要改进:__________________。
(3)a的作用是__________________,装置B中NaOH溶液的作用是__________________。
(4)硫酸亚铁是生产钛白的副产品,价格低,以硫酸亚铁为原料制备高效净水剂高铁酸钾()可大大降低成本。其生产工艺如下:
①写出步骤③的化学方程式:__________________。
②写出确定制得的已洗涤干净的操作:__________________。
16.以铝土矿(主要成分为,含和铁的氧化物等杂质)为原料制备铝与硫酸亚铁,工艺流程如下所示,请回答下列问题:
(1)步骤①中提高碱浸速率的方法是____________________(任写一条)。
(2)滤液Ⅰ中主要的阴离子是和____________________。
(3)写出步骤③生成沉淀C的化学方程式:____________________。
(4)步骤⑤加入过量铁粉的目的是____________________(用离子方程式解释)
(5)检验滤液Ⅲ中的金属阳离子的方法是____________________。
(6)滤液Ⅲ经过____________________(实验操作)、过滤、洗涤、干燥得到硫酸亚铁晶体,过滤时需要的玻璃仪器有__________________(填序号)。
17.研究在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的主要以4种无机碳形式存在,其中占95%。写出溶于水产生的方程式:________________________________.
(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:________________________.____________
②同位素示踪法证实光合作用释放出的只来自于,用标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:
+__________________
18.[2024春·高一·河南郑州·月考校考]“绿水青山就是金山银山”,保护地球,建设美丽家园,是我们每个人的责任和义务。请回答下列有关问题:
(1)下列做法有利于保护环境的是____________(填序号)。
A.露天焚烧秸秆,增加土壤肥力
B.回收利用废旧金属,减少矿产资源的开发
C.化学实验产生的有毒气体应及时排至室外,以防止实验人员中毒
D.化工厂建在海边,将污水排入大海,防止污染土壤
(2)煤、石油等化石燃料直接燃烧时会产生而污染大气。
①可用溶液吸收,写出该反应的离子方程式:______________。
②利用石灰乳除工业燃煤尾气中的硫氧化物和氮氧化物的工艺如图所示,该工艺既能净化尾气,又能获得应用广泛的和。
a.可以调节水泥的硬化时间。尾气中与石灰乳、空气反应生成的化学方程式为______________。
b.可制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。尾气中NO、与石灰乳反应生成和的化学方程式为______________。
B卷
1.[2025春·高一·河北廊坊·期末]化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是( )
A.活性炭可用作食品脱色剂 B.铁粉可用作食品脱氧剂
C.谷氨酸钠可用作食品增味剂 D.五氧化二磷可用作食品干燥剂
2.[2026春·高一·江苏南京·月考校考]处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质
3.[黑吉辽蒙2025年高考真题]东北三省及内蒙古资源丰富,下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是( )
A.石灰石煅烧 B.磁铁矿炼铁 C.煤的液化 D.石油分馏
4.[2024届·山西晋中·模拟考试校考]下列应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
5.铬的氧化物常用于制备,下列判断正确的是( )
A.焙烧过程中,1 mol 被氧化失去6个电子
B.第2步反应中,作还原剂
C.可用铝热反应冶炼金属铬,该反应为吸热反应
D.酸性重铬酸钾溶液可用于检测酒驾,反应中乙醇被分解生成
6.某实验小组用印刷线路板酸性刻蚀废液(含有、和)为原料制备纳米CuO的流程如下:
下列说法中不正确的是( )
A.“氧化”步骤发生反应的离子方程式为
B.“除铁”步骤中分离滤渣的操作需要使用的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒
C.滤液中溶质为和
D.灼烧过程反应的化学方程式为
7.铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是( )
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有和
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
8.[2024届·全国·二模]从炼钢粉尘(主要含、和)中提取锌的流程如下:
“盐浸”过程ZnO转化为,并有少量和浸出。下列说法错误的是( )
A.“盐浸”过程若浸液pH下降,需补充
B.“滤渣”的主要成分为
C.“沉锌”过程发生反应
D.应合理控制用量,以便滤液循环使用
9.山梨酸是一种常见的食品防腐剂,其结构简式为。下列有关说法不正确的是( )
A.可发生加成、加聚、氧化和取代反应
B.山梨酸可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳
C.山梨酸与KOH反应生成的钾盐也是常见的防腐剂
D.防腐剂能抑制微生物的生长,故可随意添加
10.[2024秋·高三·福建莆田·期中校考]化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C.可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
11.为回收利用含的废液,某小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中,加入足量溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗可用升华法进一步提纯
12.以下不符合“绿色发展,保护生态环境”理念的是( )
A.含酶洗衣粉代替含磷洗衣粉
B.化工生产过程中“先污染,后治理”
C.用秸秆、粪便生产沼气,实现垃圾资源化
D.实现原子利用率100%
13.环氧乙烷是一种重要的有机合成原料。
旧的合成方法是,
新的合成方法是
新、旧方法对比,下列说法错误的是( )
A.旧方法对环境污染大
B.新方法原料更易得
C.新方法原子利用率高
D.新、旧方法对设备的腐蚀性都小
14.[2025春·高一·四川眉山·月考校考]工业上用洗净的废铜屑作原料来制备,从节约原理及防治环境污染的角度考虑,宜采取的方法是( )
A.
B.
C.
D.
15.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)为除去粗盐中的杂质(),加入的试剂顺序正确的是________________(填序号)。
A.NaOH溶液→溶液→溶液→过滤后加盐酸
B.溶液→NaOH溶液→溶液→过滤后加盐酸
C.NaOH溶液→溶液→溶液→过滤后加盐酸
D.溶液→NaOH溶液→溶液→过滤后加盐酸
(2)制备钠单质的方法之一是电解熔融NaCl,写出电解的化学方程式:________________________.
(3)某化学兴趣小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料:的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,设计了如图实验装置:
①图中仪器B的名称是______________________,冷却水的出口为“________________________”(填“甲”或“乙”)。
②2C中液体的颜色为__________________________.
③D装置的作用是______________________________.
(4)已知某溶液中、、的物质的量之比为2:3:4,现欲使溶液中的Cl、Br、的物质的量之比变成4:3:2,那么需要通入的物质的量是原溶液中I的物质的量的________(填序号)。
A. B. C. D.
16.某工厂排放的废水中含有Cu2+、Fe2+、Hg2+、H+等离子,某化学小组为了充分利用资源和保护环境,准备回收废水中的铜和汞,同时得到绿矾。他们设计了如下实验方案:
(1)现有仪器:酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等,完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的仪器是____(填字母);设计简单实验检验绿矶是否变质,简述你的操作________________________________。
(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是________________,步骤Ⅱ中____(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。
(3)步骤Ⅲ的实验装置如图所示,加热装置应与装置____(填“中”“乙”或“丙”)连接,理由是________________________________。
(4)利用氧化铜制取铜有如下四种方案:
方案甲:利用氢气还原氧化铜;
方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;
方案丙:利用炭粉还原氧化铜;
方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉、过滤,再将滤淹溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。
从安全角度考虑,方案________不好;从产品纯度考虑,方案________不好。
(5)写出步骤Ⅰ中涉及反应的离子方程式________________________________。
17.某铜矿石的主要成分是,还含有少量的和某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如下所示(已知:)
(1)滤液A中铁元素的存在形式为__________________________(填离子符号),生成该离子的离子方程式为________________________。检验滤液A中存在该离子的试剂为__________________(填试剂名称)
(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为________________________,
在实验室中完成此实验还需要的试剂是____________________。
a.
b. KCI
c. Mg
d.
(3)为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解,应________________,直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于0.1 g);灼烧时必须用到的实验仪器是________________。
(4)溶液G与固体混合物B反应的离子方程式为________________。
(5)将溶液滴入一定量的溶液中,得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水),该盐受热分解产生三种氧化物,则该盐的化学式是________________。
18.某沿海城市采用反渗透法将海水淡化,得到淡水供市民使用,剩余母液继续加工获得其他产品。母液中主要含有等离子。某实验小组同学模拟工业生产流程,进行如下实验。
(1)写出实验室制备氯气的化学方程式______________________。
(2)海水淡化的方法还有______________________(写出一种)
(3)Ⅰ中,电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业,写出该反应的离子方程式______________________。
(4)Ⅱ中的离子反应方程式为______________________。
Ⅲ中,加入适量固体的目的是____________________。
(5)写出Ⅳ中反应的离子方程式____________________。
(6)与过程Ⅱ类似,工业上常用“空气吹出法”实现海水提溴,将海水浓缩至1 L,使用该法最终得到若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为__________________mg/L.
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第八章 化学与可持续发展
整理与复习
【学习目标】
1.认识自然资源综合开发利用的方法和意义。
2.掌握化学品的合理使用的基本要求。
3.认识化学在治理污染和保护环境中的重要作用,理解“绿色化学”的概念及意义。
【教材追踪】
目标一:认识自然资源综合开发利用的方法和意义。
任务:根据下列内容回顾梳理自然资源的开发利用的相关知识,完成下列内容及针对训练。
针对训练1:我国古代制得的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。其冶炼方法是:将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)以及木炭按一定比例混合,加热至800 ℃左右,即炼出闪烁着金子般光泽的“药金”。下列有关叙述正确的是( )
①“药金”是铜锌合金 ②冶炼过程中炉甘石直接被木炭还原,有锌生成 ③用火焰灼烧法可区分黄金和“药金” ④用稀HNO3能区别黄金和“药金” ⑤表面有黑色氧化物的是“药金”,用稀硫酸洗涤后可去掉黑色膜,但可能显示出铜红色
A.①② B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②③④⑤
【答案】C
【解析】冶炼过程中,先发生ZnCO3ZnO+CO2↑,再还原ZnO,故②错误;因为“药金”是铜锌合金,故灼烧时生成CuO、ZnO,且溶于稀HNO3。
针对训练2:海水提镁的主要流程如下:
下列说法正确的是( )
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A.①④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①②③④⑤
【答案】A
【解析】电解熔融氯化镁的反应属于氧化还原反应,因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶、过滤,因此③是错误的。
针对训练3:关于石油的说法中,不正确的是( )
A.石油是混合物,除含烷烃外,还可能含有环烷烃和芳香烃
B.常压分馏得到的汽油是混合物,没有固定的沸点
C.裂化是化学变化,裂解不是化学变化
D.裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料
【答案】C
【解析】石油是混合物,除含烷烃外,还可能含有环烷烃和芳香烃,故A正确;常压分馏得到的汽油是混合物,混合物没有固定的沸点,故B正确;裂化是在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,裂解是石油化工生产过程中,以比裂化更高的温度,使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程,裂化和裂解过程中都有新物质生成,属于化学变化,故C错误;石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料,故D正确。
针对训练4:溴是海水中的重要元素,海水中溴元素的含量一般为0.065 g·L-1,晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子,向苦卤中通入氯气,可以得到单质溴。下列有关说法正确的是( )
A.向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为Br-+Cl2===Cl-+Br2
B.向苦卤中通入氯气时,溴元素化合价升高,被还原
C.将单质溴从溴水中分离出来,可以利用裂化汽油进行萃取
D.将单质溴从溴水中分离出来,可以利用苯、四氯化碳等多种有机溶剂进行萃取
【答案】D
【解析】向苦卤中通入氯气,离子方程式为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2,A错误;在反应中Br元素化合价升高,被氧化,B错误;裂化汽油中含有烯烃,可以和Br2发生加成反应,故裂化汽油不能作萃取剂,C错误;苯、四氯化碳都可从溴水中萃取出单质溴,D正确。
针对训练5:某燃煤发电厂的废气中有SO2,它是形成酸雨的罪魁之一。处理SO2一般用生石灰或类似物质来吸收。如图是处理该废气的装置示意图。
下列说法不正确的是( )
A.此过程中既有分解反应,也有化合反应
B.CaSO4既是氧化产物,又是还原产物
C.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D.理论上整个过程每转移电子1 mol,会对应生成1 mol CO2
【答案】D
【解析】A项,CaCO3受热分解成CaO和CO2,CaO和SO2反应生成CaSO3,CaSO3和O2反应生成CaSO4,所以过程中有分解反应和化合反应;B项,CaSO3和O2反应生成CaSO4,CaSO4既是氧化产物又是还原产物;C项,此过程可以吸收SO2,减少酸雨的形成;D项,根据反应得关系式2CO2~O2,即每转移2 mol电子,会对应1 mol CO2,符合题意。
针对训练6:如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。根据以上信息,判断下列相关分析不正确的是( )
A.上述提取Mg的流程中,没有涉及的反应类型是置换反应
B.因氮气的化学性质相对稳定,冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,可选择氮气
C.反应⑥所用的气态氧化剂可从本厂生产烧碱处循环利用或从本厂生产镁单质处循环利用
D.从母液中提取Mg和Br2的先后顺序:先提取Br2,后提取Mg
【答案】B
【解析】贝壳(主要成分为CaCO3)经过高温煅烧可以生成A为CaO,氧化钙可与水反应生成B为氢氧化钙,与母液反应生成氢氧化镁,氢氧化镁与盐酸发生复分解反应生成氯化镁,电解熔融氯化镁可生成氯气和镁,不涉及置换反应,A正确;Mg与氮气反应生成氮化镁,不能冷却镁蒸气,B错误;电解食盐水和熔融MgCl2都生成氯气,可用于反应⑥所用的气态氧化剂,C正确;若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,Ca(OH)2能和氯气反应生成氯化钙和次氯酸钙和水,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2,则先提纯溴,D正确。
针对训练7:下列关于石油及石油炼制的叙述中,错误的是( )
A.通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态烯烃
B.含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油
C.裂化汽油不能用于萃取溴水,催化重整可得芳香烃
D.石油分馏是物理变化,分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物
【答案】B
【解析】石油的催化裂化的目的是获得轻质油,提高轻质油特别是汽油的产量和质量;而裂解的目的是获得气态烯烃,提高烯烃特别是乙烯的产量,A正确;煤油和柴油是石油的常压分馏产物,含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡油等,B错误;裂化汽油中含烯烃,故能和溴发生加成反应,不能用于萃取溴水中的溴,催化重整可得芳香烃,C正确;石油的分馏是物理变化,分馏石油得到的各个馏分为烃类物质的混合物,D正确。
针对训练8:从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法不正确的是( )
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
【答案】A
【解析】A项,实验灼烧干海带应在坩埚中进行;B项,I-―→I2发生氧化反应;C项,淀粉遇I2变蓝色;D项,CCl4能萃取碘水中的I2。
针对训练9:磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:
下列叙述错误的是( )
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
【答案】D
【解析】A对,处理废旧磷酸亚铁锂电池,回收金属Al、Fe、Li等,可实现资源的再利用,并有利于保护环境;B对,由流程图示可知,正极片碱溶得到NaAlO2溶液和含磷酸亚铁锂滤渣,利用NaAlO2溶液可获得Al,利用含磷酸亚铁锂滤渣可获得Fe、Li;C对,含磷酸亚铁锂滤渣加入H2SO4/HNO3,Fe2+被氧化成Fe3+,加入碱液后Fe3+生成Fe(OH)3沉淀;D错,滤液加入碳酸钠生成Li2CO3沉淀,而Li2SO4易溶于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3。
针对训练10:以下为铝土矿(主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2)提取铝的流程,以下说法正确的是( )
A.残渣A主要是H2SiO3
B.滤液A中只存在Fe3+和Al3+
C.滤液C主要是碳酸氢钠和硫酸钠溶液
D.过程Ⅲ可以用HCl替代二氧化碳
【答案】C
【解析】铝土矿主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2,加入过量的稀硫酸溶解、过滤得到的滤渣A为二氧化硅,滤液A为硫酸铝和硫酸亚铁、硫酸铁,滤液中加入过量氢氧化钠溶液和过量硫酸反应,沉淀亚铁离子、铁离子,残渣B主要是氢氧化铁和氢氧化亚铁,滤液B主要是偏铝酸钠溶液,通入过量的二氧化碳气体过滤得到的滤液C为碳酸氢钠和硫酸钠,固体C为氢氧化铝,灼烧得到的D为氧化铝,电解熔融氧化铝生成铝。分析可知残渣A主要是SiO2,故A错误;滤液A中有Fe3+、Al3+、Fe2+、H+,故B错误;分析可知滤液C主要是碳酸氢钠和硫酸钠溶液,故C正确;盐酸为强酸,能与氢氧化铝反应,所以过程Ⅲ不可以用HCl替代二氧化碳,故D错误。
目标二:掌握化学品的合理使用的基本要求。
任务:根据下列内容回顾梳理化学品的合理使用的相关知识,完成下列内容及针对训练。
针对训练1:为研究化肥对农作物生长情况的影响,研究人员在相同条件下,在实验用田里施用等量有效成分的化肥,对小麦的产量进行对比研究。下表(“√”表示施用化肥,“×”表示没有施用化肥)显示三年实验的结果
实验用田
施用化肥情况
小麦收成的相对产量
氮肥
磷肥
钾肥
田地1
×
×
×
1.0
田地2
√
×
×
2.2
田地3
×
×
√
1.2
田地4
√
√
√
3.9
根据上表,错误的是( )
A.氮肥可增加小麦的产量
B.没有施肥,小麦不能生长
C.对于增加小麦的收成,氮肥比钾肥效果好
D.同时施用含N、P、K的化肥可获得最大的小麦产量
【答案】B
【解析】由表中数据可知施加氮肥时能够提高小麦的产量,A正确;不施加化肥,小麦也能生长,只不过长势不好,B错误;对于增加小麦的收成,氮肥比钾肥效果好,C正确;同时施用含N、P、K的化肥可获得最大的小麦产量,D正确。
针对训练2:食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。下列物质不属于食品抗氧化剂的是( )
A.糕点中的配料维生素C
B.方便面里的味精(谷氨酸钠)
C.葡萄酒中的少量二氧化硫
D.火腿肠中的少量亚硝酸钠
【答案】B
【解析】维生素C、二氧化硫以及亚硝酸钠都具有还原性,可与氧气发生氧化还原反应而阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期,而谷氨酸钠为调味剂,不作抗氧化剂。
针对训练3:“水能载舟,亦能覆舟”,药物能治病,但用药不当也能给人带来伤害,我们应遵医嘱,合理用药。关于药品的使用与作用下列说法正确的是( )
A.R表示处方药,OTC表示非处方药
B.毒品就是有毒的药品
C.西药都是人工合成的,有毒,不能随便吃,中药是天然的,无毒,可放心食用
D.睡觉前服用安眠药,起床后服用兴奋剂,对学生学习很有好处
【答案】A
【解析】R表示处方药,是指经医生处方才能购买,并在医生监控或指导下使用的药物,OTC是非处方药,是不需持有医生处方就可直接从药店或药房购买使用的药物;不管是中药还是西药,合成的还是天然的,大部分有毒,俗话说“是药三分毒”,不可滥用。
针对训练4:医生给病人开处方时都会告诉病人服药要饭前或饭后半小时服用,不要空腹吃药。这是为什么呢?对此解释正确的是( )
A.空腹吃药不利于药的消化和吸收
B.空腹吃药会影响药的药效
C.空腹吃药会损伤胃壁,出现胃溃疡等疾病
D.空腹吃药会使病人产生药物过敏
【答案】C
【解析】胃有很强的消化功能,靠的是胃内的盐酸、胃蛋白酶和黏液。盐酸是一种腐蚀性很强的酸,食物进入胃里,盐酸就会把食物中的细菌杀死。胃里的盐酸浓度较高,足足可以把金属锌溶解掉。胃虽消化能力很强,但它不会消化掉自己,是因为胃黏膜或胃液内存在的一种特别物质,能抵抗盐酸和胃蛋白酶的作用。同时,胃壁在分泌盐酸以后,盐酸由于受到黏膜表面上皮细胞的阻挡,不会倒流,也就不会腐蚀胃壁。但若胃内产生的胃酸过多,或者空腹吃药,损伤胃壁,胃开始消化自己,就会出现胃溃疡等疾病。所以,切勿空腹吃药。
针对训练5:下列食品添加剂与类别对应正确的一组是( )
A.着色剂——胡萝卜素、苯甲酸钠
B.调味剂——亚硝酸钠、味精
C.防腐剂——辣椒红、山梨酸钾
D.营养强化剂——酱油中加的铁、粮食制品中加的赖氨酸
【答案】D
【解析】胡萝卜素属于着色剂,苯甲酸钠属于防腐剂;亚硝酸钠属于防腐剂,而且还具有抗氧化作用,味精属于调味剂;辣椒红属于着色剂,山梨酸钾属于防腐剂;酱油中加的铁、粮食制品中加的赖氨酸均属于营养强化剂。
针对训练6:下列说法正确的是( )
A.使用食品添加剂与提倡“绿色食品”相违背
B.含有食品添加剂的食品尽量少食用,以防中毒
C.天然食品添加剂对人体健康无害,故不限量使用
D.食品添加剂在合理的限量范围内使用不影响人体健康
【答案】D
【解析】“绿色食品”是指无公害食品,要求生产食品的环境好,食品的生产过程遵守国家有关规定,产品经过专门检测,包装、储存、运输等过程中也要严格按照有关标准进行。食品添加剂是为改善食物的色、香、味或延长保质期而加入的天然的或人工合成的化学物质。食品添加剂的使用和提倡“绿色食品”不相违背。食品添加剂按来源可分为天然提取物和人工化学合成品,只要在合理的限量范围内使用,就不会对人体造成伤害。
目标三:认识化学在治理污染和保护环境中的重要作用,理解“绿色化学”的概念及意义。
任务:根据下列内容回顾梳理环境保护与绿色化学相关知识,完成下列内容及针对训练。
针对训练1:以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
破坏臭氧层
化石燃料的燃烧
B
SO2
温室效应
汽车尾气的排放
C
NO2
光化学烟雾
工厂废气、汽车尾气的排放
D
CO
酸雨
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
【答案】C
【解析】化石燃料燃烧主要排放二氧化碳气体,与温室效应有关,而与破坏臭氧层无关,故A错误;工厂废气的排放产生大量二氧化硫气体,是形成酸雨的主要污染物,而温室效应是由二氧化碳引起的,故B错误;工厂废气、汽车尾气排放大量的氮氧化物,氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物,故C正确;形成酸雨与二氧化硫及氮的氧化物有关,CO是一种有毒气体,与酸雨无关,故D错误。
针对训练2:下列有关环境问题的说法正确的是( )
A.燃煤中加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康
C.pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨
D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染
【答案】A
【解析】石灰石在煤燃烧过程中分解为CaO,CaO和SO2结合为CaSO3,进一步转化为CaSO4,可减少SO2污染;当空气中臭氧的含量超过10-5%(体积分数)时,就会对人体、动植物及暴露在空气中的物质造成危害;pH小于5.6的雨水称为酸雨;含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化,形成“水华”“赤潮”等水体污染。
针对训练3:“环境问题”是当今全球共同关注的焦点,在哥本哈根气候大会上中国发挥了重要的作用。下列对环境造成危害的一组首要污染物是( )
A.CO2、SO2、O2 B.NO2、N2、可吸入颗粒物
C.CO2、N2、O2 D.SO2、NO2、可吸入颗粒物
【答案】D
【解析】凡是属于空气成分的均不属于污染物。A项中CO2、O2,C项中CO2、N2、O2,B项中N2均不属于污染物;D项中SO2、NO2、可吸入颗粒物均为大气污染物。
针对训练4:不仅化工生产应遵循绿色化学的原则,化学实验也应遵循绿色化学的原则,实现原料和过程的绿色化。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是( )
A.用过量的氯气进行性质实验
B.用双氧水代替高锰酸钾制取氧气
C.用溴水代替碘水进行萃取实验
D.用铜粉代替铜丝进行Cu与浓硝酸的反应
【答案】B
【解析】氯气有毒,过量Cl2会造成环境污染,A项错误;用H2O2代替高锰酸钾制氧气,提高了原子的利用率,并且产物无污染,B项正确;溴水易挥发出有毒的溴蒸气,C项错误;用铜丝进行Cu和浓硝酸的反应可随时控制反应的发生与停止,减少氮氧化物的生成,从而减少对大气的污染,D项错误。
针对训练5:下列做法符合“绿色化学”思想的是( )
A.在通风橱中制取SO2不用NaOH溶液吸收尾气
B.回收利用废旧电池
C.用燃气热水器代替太阳能热水器
D.将实验室的有机废液直接倒入下水道
【答案】B
【解析】在通风橱中制取SO2不用NaOH溶液吸收尾气会污染空气,A不符合“绿色化学”要求;回收利用废旧电池可减少电池对环境的污染,B符合“绿色化学”要求;用燃气热水器代替太阳能热水器会增大大气污染物的排放,增加化石能源的消耗,C不符合“绿色化学”要求;将实验室的有机废液直接倒入下水道会污染环境,D不符合“绿色化学”要求。
针对训练6:自来水加工处理流程如下,下列有关说法不正确的是( )
A.若用FeSO4作混凝剂,最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池
B.投药时常加入适量石灰,是为了除去水中的Mg2+、HCO等
C.自来水生产中,前加氯起消毒杀菌作用,后加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染
D.用ClO2消毒自来水,消毒效率约是同质量氯气的2.63倍
【答案】A
【解析】A中最终将以Fe(OH)3形式进入反应沉淀池;B、C正确;D中首先知道含氯氧化剂一般变为氯离子,设ClO2质量为m g,ClO2得到的电子数为×5,Cl2则得到×2,故前者约是后者的2.63倍。
针对训练7:在绿色化学工艺中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物。如用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3,欲使原子利用率达到最高,还需要的反应物是( )
A.H2和CO2 B.CO2和H2O
C.CO和CH3OH D.CH3OH和H2
【答案】C
【解析】原子利用率达到最高,即CH3C≡CH与选项中的物质化合完全转化成CH2===C(CH3)COOCH3,根据原子守恒可知,只有C项符合题意。
针对训练8:最近,国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中( )
A.对废水、废气、废渣进行严格处理
B.不排放任何有害物质
C.在化工厂周围种草、种树、种花,使化工厂成为花园式工厂
D.以绿色植物为原料,以生物催化剂实现化工生产过程的化学
【答案】B
【解析】绿色化学的核心是从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,即在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质,B项符合题意。
【能力进阶】
【跟进训练】
A卷
1.“绿水青山就是金山银山”。下列做法不利于保护环境的是( )
A.推广使用电动汽车等低碳交通工具
B.推广垃圾分类,电子设备以旧换新
C.用生物方法脱除生活污水中的氮和磷
D.加大铅酸蓄电池、含汞锌锰等电池的生产
答案:D
解析:A.推广使用电动汽车,可减少燃料油的使用量,从而降低大气中的碳排放,A不合题意;
B.推广垃圾分类,电子设备以旧换新,有利于资源的充分利用,B不合题意;
C.用生物方法脱除生活污水中的氮和磷,可实现水的再利用,C不合题意;
D.加大铅酸蓄电池、含汞锌锰等电池的生产,不利于对环境的保护,D符合题意;
故选D。
2.下列有关新能源的说法不正确的是( )
A.新能源与化石能源相比最直接的好处就是环境污染少
B.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转换为电能,实现太阳能的利用
C.氢能是一种清洁的二次能源,可用电解水制氢的方法获取大量氢气实现能源的绿色化
D.解决能源危机的方法是开源节流,即开发新能源和节约现有能源,提高原料的利用率
答案:C
解析:A选项,新能源是清洁能源,环境污染少,故A正确的;
B选项,晶体硅可用来制造太阳能电池,故B正确的;
C选项,利用电解水的方法得到氢气做能源,得到氢能源是新能源,但此法需消耗电能,不符合要求,故C错误;
D选项,解决能源危机的方法是开发新能源和节约现有能源,提高原料的利用率,故D正确;
故选C。
3.垃圾处理无害化、减量化和资源化逐渐被人们所认识。垃圾的分类收集是实现上述理念的重要措施。某垃圾箱上贴有如图所示的标志,向此垃圾箱中丢弃的垃圾应是( )
A.厨余垃圾 B.可回收垃圾 C.有害垃圾 D.其他垃圾
答案:B
解析:图示标志为可回收标志,故选B。
4.规范市场、诚信交易对科学生产和消费都十分重要。下列使用化学物质处理食品的方法正确的是( )
A.食品中添加过量
B.用硫酸铜溶液喷洒韭菜
C.用无铝膨松剂炸油条
D.用“福尔马林”溶液保鲜,浸泡海参、鱿鱼等海产品
答案:C
解析:A项,亚硝酸钠有毒,因此不能过量添加到食品中,所以错误;B项,硫酸铜可引起人中毒,因此不能用于喷洒韭菜,所以错误;C项,与明矾相比,用无铝膨松剂炸油条,可减少人体对铝的摄入量,所以正确;D项,福尔马林是甲醛的水溶液,能杀菌消毒,但本身有毒,严禁用于食品的防腐,所以错误。
5.化学与资源利用、环境保护及社会可持续发展密切相关。下列说法错误的是( )
A.煤转化为水煤气加以利用是为了节约燃料成本
B.利用太阳能蒸发淡化海水的过程属于物理变化
C.在阳光照射下,利用水和二氧化碳合成的甲醇属于可再生燃料
D.用二氧化碳合成可降解塑料聚碳酸酯,实现“碳”的循环利用
答案:A
解析:A.煤转化为水煤气加以利用是为了减少环境污染,A错误;
B.利用太阳能蒸发淡化海水得到含盐量较大的淡水,其过程属于物理变化,B正确;
C.在阳光照射下,利用水和二氧化碳合成甲醇,甲醇为燃料,可再生,C正确;
D.用二氧化碳合成可降解塑料聚碳酸酯,聚碳酸酯再降解回归自然,实现“碳”的循环利用,D正确;
故选A。
6.下列说法不正确的是( )
A.碳酸钠有碱性,可用作食用碱
B.碳酸氢铵受热分解能产生大量气体,可用作食品膨松剂
C.碳酸钙能与胃酸反应,可用作抗酸药,也可作营养强化剂
D.谷氨酸钠通过增强鲜味发挥作用,可作增味剂
答案:D
解析:碳酸钠有碱性,可用作食用碱,A正确;碳酸氢铵受热分解放出气体,常用作食品膨松剂,B正确;碳酸钙能够和胃酸(盐酸)反应,生成钙离子,可用作抗酸药,也可作营养强化剂,C正确;谷氨酸钠(味精)可以增强食品鲜味,可作增味剂,D错误。
7.化学与生活息息相关,下列说法错误的是( )
A.食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
B.波尔多液是用胆矾、生石灰和水混合制成的一种常见的农药
C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅
D.正常雨水由于溶解了二氧化碳,其pH约为5.6,而酸雨的pH小于5.6
答案:C
解析:二氧化硫具有杀菌消毒、抗氧化和漂白的能力,食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用,但要在规定的范围内使用,控制好用量,A正确;波尔多液由胆矾、生石灰和水混合制成,是一种常用的农药,B正确;制造光导纤维的主要材料是二氧化硅,C错误;正常雨水由于溶解了二氧化碳,其pH约为5.6,当雨水的pH小于5.6时为酸雨,D正确。
8.有关煤的综合利用如图所示,下列说法正确的是( )
A.煤焦油是纯净物
B.煤是贮存于地下的可再生化石能源
C.②为煤的气化过程,产物中不含CO
D.B为甲醇或乙酸时,原子利用率均达到100%
答案:D
解析:煤焦油是由苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等物质组成的混合物,A错误;煤属于不可再生能源,B错误;②为煤的气化过程,焦炭与水蒸气在高温下的反应产物有CO、,C错误;水煤气的主要成分为CO和,B为或时,③中发生的反应为或,生成物均只有1种,原子利用率均达到100%,D正确。
9.自然资源的合理开发利用是一个重要的课题。以下叙述正确的是( )
A.金属的冶炼过程一定要使用还原剂
B.回收等量废金属的能耗低于金属矿的冶炼
C.可以利用铝热反应制取金属Mg
D.瓦斯、页岩气、沼气的主要成分是甲醛
答案:B
解析:金属的冶炼过程不一定要使用还原剂,例如加热AgO生成Ag单质,A错误;废金属中金属含量、纯度都相对较高,故回收等量废金属的能耗一般低于金属矿的冶炼,B正确;Mg的活动性比A1强,不可以利用铝热反应制取金属Mg,C错误;瓦斯、页岩气、沼气的主要成分是甲烷,不是甲醛,D错误。
10.人体胃酸的主要成分是盐酸,胃酸可助消化食物,但胃酸过多会损伤胃黏膜,使人感觉不适,抗酸药可以减少胃里过多的胃酸。下列药物不属于抗酸药的是( )
A.阿司匹林()
B.胃舒平[主要成分:]
C.碳酸氢钠片(主要成分:)
D.胃得乐(主要成分:)
答案:A
解析:阿司匹林不能用作抗酸药,A项符合题意;氢氧化铝能与盐酸反应生成氯化铝和水,能用于治疗胃酸过多,B项不符合题意;碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,能用于治疗胃酸过多,C项不符合题意;碳酸镁能与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,能用于治疗胃酸过多,D项不符合题意。
11.某同学用烧渣(主要成分为)制取绿矾,设计了如图所示的流程,下列说法中正确的是( )
A.为了提高烧渣的浸出率,可采用浓硫酸
B.X可以是或
C.为了调节pH,加入氢氧化钠溶液一定要过量
D.将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可得绿矾
答案:D
解析:浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在,浓度低,烧渣的浸出率会降低,A错误;如果试剂X选用或,则得不到,试剂X应选用Fe,铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,同时铁会与剩余的稀硫酸反应,则离子方程式为,B错误;加入过量的氢氧化钠溶液,可能沉淀,同时也会溶解,C错误;由溶液得到结晶水合物的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,D正确。
12.正确使用化肥和农药可以促进农业生产,下列说法中正确的是( )
A.长期使用DDT不会导致残留污染
B.使用可溶性磷肥有利于植物对磷的吸收
C.和草木灰混合使用肥料更佳
D.有机磷杀虫剂可降解,可以大量使用
答案:B
解析:DDT难降解,长期使用会有残留,A错误;磷肥分水溶性、弱酸溶性、难溶性,使用可溶性磷肥更利于植物吸收,B正确;草木灰呈碱性,铵态氮肥与碱性物质反应能释放氨气,降低肥效,C错误;大量使用有机磷杀虫剂可能导致人中毒,D错误。
13.为了从海带灰浸取液中提取碘,某同学设计了如下实验方案:
下列说法正确的是( )
A.①中反应的离子方程式:
B.②中分液时含的溶液从分液漏斗上口倒出
C.③操作得到的上层溶液中含有
D.操作Z的名称是加热
答案:C
解析:①中在酸性溶液中不可能生成,故A错误;四氯化碳的密度比水大,②中分液时含的溶液从分液漏斗下口放出,故B错误;碘化钠水溶液的密度比四氯化碳小,③中得到的上层溶液中含有,故C正确;从含有碘的悬浊液中得到固体碘,应该采用过滤的方法,故D错误。
14.下列金属的冶炼(“→”前为原料,“→”后为所得的金属),①→Mg、②→Mn、③ZnO→Zn、④HgO→Hg、⑤磁铁矿→Fe、⑥NaCl→Na,其中最适宜用热还原法冶炼的是( )
A.①②④⑥ B.③④ C.②③⑤ D.②③④⑤
答案:C
解析:金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、物理分离法,金属活动顺序表中的金属冶炼:活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得:较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法制得,常用还原剂有(C、CO、等);Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得,Pt、Au用物理分离的方法制得。由分析可知答案选C。
15.高铁酸钾是绿色、高效的消毒剂,可用下列方法制取。
(1)如图装置可制取,则装置A中发生的反应为__________________。
(2)装置A哪个地方需要改进:__________________。
(3)a的作用是__________________,装置B中NaOH溶液的作用是__________________。
(4)硫酸亚铁是生产钛白的副产品,价格低,以硫酸亚铁为原料制备高效净水剂高铁酸钾()可大大降低成本。其生产工艺如下:
①写出步骤③的化学方程式:__________________。
②写出确定制得的已洗涤干净的操作:__________________。
答案:(1)
(2)应将通入的导管插入液面以下
(3)搅拌,使反应充分进行;吸收尾气
(4)①
②取少量洗涤液于试管中,硝酸酸化后,滴加溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净
解析:(1)装置A中与及过量的KOH发生反应生成,反应的化学方程式为。
(2)为保证与及KOH充分反应,应将通入的导管插入液面以下。
(3)a的作用是搅拌,使反应充分进行,装置B中NaOH溶液用于吸收Cl₂尾气。
(4)①步骤③为与浓溶液在碱性条件下反应,化学方程式为。
②制得的中可能混有的杂质为,故取少量洗涤液于试管中,硝酸酸化后,滴加溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净。
16.以铝土矿(主要成分为,含和铁的氧化物等杂质)为原料制备铝与硫酸亚铁,工艺流程如下所示,请回答下列问题:
(1)步骤①中提高碱浸速率的方法是____________________(任写一条)。
(2)滤液Ⅰ中主要的阴离子是和____________________。
(3)写出步骤③生成沉淀C的化学方程式:____________________。
(4)步骤⑤加入过量铁粉的目的是____________________(用离子方程式解释)
(5)检验滤液Ⅲ中的金属阳离子的方法是____________________。
(6)滤液Ⅲ经过____________________(实验操作)、过滤、洗涤、干燥得到硫酸亚铁晶体,过滤时需要的玻璃仪器有__________________(填序号)。
答案:(1)粉碎铝土矿、适当升高温度等(任写一条,合理即可)
(2)、
(3)
(4)
(5)取滤液Ⅲ少许于试管中,加入KSCN溶液,无现象,再通入,溶液变为红色
(6)蒸发浓缩、冷却结晶BD
解析:(1)为提高碱浸速率,可粉碎铝土矿以增大其与NaOH溶液的接触面积、适当升高温度等。
(2)由思路导引可知滤液Ⅰ中主要的阴离子是、、。
(3)步骤③中二氧化碳过量,反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,化学方程式为。
(4)步骤⑤加入过量铁粉的目的是将全部还原为,除去铁离子,反应的离子方程式为。
(5)滤液Ⅲ中的金属阳离子为亚铁离子,检验方法是取滤液Ⅲ少许于试管中,加入KSCN溶液,无现象,再通入,溶液变为红色。
(6)滤液Ⅲ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸亚铁晶体,过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故选BD。
17.研究在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的主要以4种无机碳形式存在,其中占95%。写出溶于水产生的方程式:________________________________.
(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:________________________.____________
②同位素示踪法证实光合作用释放出的只来自于,用标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:
+__________________
答案:(1)、
(2)①
②
解析:(1)溶于水后与反应生成,发生部分电离产生,方程式为.
(2)①通过固碳途径图可知,钙化作用是将转化为,同时释放出,反应为。
②由于方程式中中的都来自于,所以根据氧原子守恒,方程式中左边为,再根据碳原子守恒,方程式左边补充
18.[2024春·高一·河南郑州·月考校考]“绿水青山就是金山银山”,保护地球,建设美丽家园,是我们每个人的责任和义务。请回答下列有关问题:
(1)下列做法有利于保护环境的是____________(填序号)。
A.露天焚烧秸秆,增加土壤肥力
B.回收利用废旧金属,减少矿产资源的开发
C.化学实验产生的有毒气体应及时排至室外,以防止实验人员中毒
D.化工厂建在海边,将污水排入大海,防止污染土壤
(2)煤、石油等化石燃料直接燃烧时会产生而污染大气。
①可用溶液吸收,写出该反应的离子方程式:______________。
②利用石灰乳除工业燃煤尾气中的硫氧化物和氮氧化物的工艺如图所示,该工艺既能净化尾气,又能获得应用广泛的和。
a.可以调节水泥的硬化时间。尾气中与石灰乳、空气反应生成的化学方程式为______________。
b.可制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。尾气中NO、与石灰乳反应生成和的化学方程式为______________。
答案:(1)B
(2);a.;b.
解析:(1)露天焚烧秸秆会对空气造成严重的污染,A项错误;回收利用废旧金属,减少矿产资源的开发,既节约了能源,又减少了对环境的污染,B项正确;化学实验产生的有毒气体排至室外,会对室外的环境造成污染,C项错误;化工厂建在海边,将污水排入大海,会对海水造成污染,D项错误。
(2)①通入溶液中发生氧化还原反应生成和,离子方程式为;a.尾气中与、石灰乳反应生成和水,化学方程式为。b.尾气中与石灰乳反应生成和水,化学方程式为。
B卷
1.[2025春·高一·河北廊坊·期末]化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是( )
A.活性炭可用作食品脱色剂 B.铁粉可用作食品脱氧剂
C.谷氨酸钠可用作食品增味剂 D.五氧化二磷可用作食品干燥剂
答案:D
解析:五氧化二磷有毒,与水反应会放出大量的热,并生成酸性较强的磷酸,故五氧化二磷不能用于干燥食物,D错误。
2.[2026春·高一·江苏南京·月考校考]处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质
答案:D
解析:A(×)“沉铜”过程中,Fe与发生置换反应生成和Cu,正确的离子方程式为。B(×)“碱浸”过程中若NaOH过量,会使转化为可溶于水的。C(×)“氧化”前Fe元素的化合价为+2,“氧化”后得到沉淀,Fe的化合价升高。D(√)“沉锂”过程中加入后有析出,利用了的溶解度比小的性质。
3.[黑吉辽蒙2025年高考真题]东北三省及内蒙古资源丰富,下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是( )
A.石灰石煅烧 B.磁铁矿炼铁 C.煤的液化 D.石油分馏
答案:D
解析:石灰石的主要成分为,煅烧时生成CaO和,属于化学变化,A不符合题意;磁铁矿的主要成分为,炼铁过程中Fe的化合价发生变化,属于化学变化,B不符合题意;煤的液化是指从煤中产生液体燃料,有新物质生成,属于化学变化,C不符合题意;石油分馏是依据各物质的沸点不同得到含碳原子少的轻质油的过程,属于物理变化,D符合题意。
4.[2024届·山西晋中·模拟考试校考]下列应用中涉及氧化还原反应的是( )
A.使用明矾对水进行净化
B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热
D.荧光指示牌被照发光
答案:C
解析:明矾净水的原理是利用水解生成的胶体吸附水中的悬浮物,从而达到净水的目的,其反应过程不涉及氧化还原反应,A不符合题意;盐水的凝固点比水低,雪上撒盐使雪周围的水转化成盐水,同样温度下盐水不会凝固,而雪会不断融化,故撒盐融雪不涉及氧化还原反应,B不符合题意;暖贴中主要含铁粉、活性炭、无机盐和水等物质,使用时撕开外包装袋,氧气进入,会发生铁的吸氧腐蚀而放出热量,涉及氧化还原反应,C符合题意;荧光指示牌上涂有荧光材料,当光照射到荧光材料上时,电子从其低能态跃迁到高能态,当电子从高能态重新跃迁回低能态时,释放的能量部分以荧光形式放出,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。
5.铬的氧化物常用于制备,下列判断正确的是( )
A.焙烧过程中,1 mol 被氧化失去6个电子
B.第2步反应中,作还原剂
C.可用铝热反应冶炼金属铬,该反应为吸热反应
D.酸性重铬酸钾溶液可用于检测酒驾,反应中乙醇被分解生成
答案:B
解析:焙烧过程中,Cr由+3价升高到+6价,1 mol 被氧化失去6个电子,A错误;第2步反应中,被还原为,则作还原剂,B正确;铝热反应为典型的放热反应,C错误;酸性重铬酸钾溶液与乙醇反应,乙醇被氧化成乙酸,D错误。
6.某实验小组用印刷线路板酸性刻蚀废液(含有、和)为原料制备纳米CuO的流程如下:
下列说法中不正确的是( )
A.“氧化”步骤发生反应的离子方程式为
B.“除铁”步骤中分离滤渣的操作需要使用的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒
C.滤液中溶质为和
D.灼烧过程反应的化学方程式为
答案:D
解析:“氧化”步骤中,加入的可将氧化为,结合原子守恒、电荷守恒及得失电子守恒可知,该反应的离子方程式为,A正确;“除铁”步骤中分离滤渣的操作为过滤,需要使用的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,B正确;加入CuO后,滤液中溶质为,加入过量发生反应,故滤液中溶质为和剩余的,C正确;灼烧过程在空气中进行,故反应的化学方程式为,D错误。
7.铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是( )
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有和
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
答案:C
解析:烟气中含有HF,陶瓷中含有二氧化硅,两者会发生反应:,对陶瓷造成腐蚀,A正确;喷淋液体,与烟气逆向接触,使得反应物接触面积增大,反应速率快,可提高吸收效率,B正确;因为吸收塔中加入了过量的,吸收塔中的产物为、NaF,合成槽中反应的物质均为碱性物质,故不能生成,C错误;合成槽中会发生反应:,滤液中会含有,可进入吸收塔循环利用,D正确。
8.[2024届·全国·二模]从炼钢粉尘(主要含、和)中提取锌的流程如下:
“盐浸”过程ZnO转化为,并有少量和浸出。下列说法错误的是( )
A.“盐浸”过程若浸液pH下降,需补充
B.“滤渣”的主要成分为
C.“沉锌”过程发生反应
D.应合理控制用量,以便滤液循环使用
答案:B
解析:“盐浸”过程中加入与调节pH≈9,NH₃溶于水显碱性,水解使溶液显酸性,因此若浸液pH下降,则需补充,A正确;“盐浸”过程中只有少量和浸出,所以“滤渣”的主要成分为、,只含有少量,B错误;“沉锌”过程发生反应,C正确;应合理控制用量,以便滤液中主要含有、而能循环到“盐浸”过程中使用,D正确。
9.山梨酸是一种常见的食品防腐剂,其结构简式为。下列有关说法不正确的是( )
A.可发生加成、加聚、氧化和取代反应
B.山梨酸可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳
C.山梨酸与KOH反应生成的钾盐也是常见的防腐剂
D.防腐剂能抑制微生物的生长,故可随意添加
答案:D
解析:由于山梨酸分子中含有碳碳双键和羧基,故可发生加成、加聚、氧化和取代反应,山梨酸可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,A、B正确;山梨酸钾也是常见的防腐剂,C正确;防腐剂能抑制微生物的生长,但需要按照规定控制用量,D错误。
10.[2024秋·高三·福建莆田·期中校考]化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C.可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
答案:B
解析:苯甲酸是弱酸,苯甲酸钠是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,苯甲酸钠能够杀灭引起食品变质的细菌或抑制该细菌的生长繁殖,从而达到防腐的目的,A错误;豆浆属于胶体,丁达尔效应是胶体粒子对光线的散射形成的,B正确;能与丝织品中的色素分子结合生成无色物质,从而达到漂白的目的,C错误;维生素C有较强的还原性,可作抗氧化剂,D错误。
11.为回收利用含的废液,某小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中,加入足量溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗可用升华法进一步提纯
答案:B
解析:向含的废液中加入溶液,会发生反应,其中NaIO极不稳定,会发生歧化反应,最终得到和含NaI、的水溶液,此时上下两层均为无色,A正确;分液时,位于下层,溶液A位于上层,上层液体应从上口倒出,B错误;加入试剂X会得到粗,表明溶液中与发生归中反应生成,反应的离子方程式为,反应物中需要大量,因此试剂X可选用硫酸,C正确;易升华,粗可用升华法进一步提纯,D正确。
12.以下不符合“绿色发展,保护生态环境”理念的是( )
A.含酶洗衣粉代替含磷洗衣粉
B.化工生产过程中“先污染,后治理”
C.用秸秆、粪便生产沼气,实现垃圾资源化
D.实现原子利用率100%
答案:B
解析:含酶洗衣粉代替含磷洗衣粉可减少水体富营养化,A不符合题意;绿色化学核心思想是从源头减少或消除环境污染,B符合题意;植物秸秆、粪便含有生物质能,可通过发酵制取沼气,从而有效利用生物质能,实现垃圾资源化,C不符合题意;反应中产物只有一种,实现了原子利用率100%,符合绿色化学理念,D不符合题意。
13.环氧乙烷是一种重要的有机合成原料。
旧的合成方法是,
新的合成方法是
新、旧方法对比,下列说法错误的是( )
A.旧方法对环境污染大
B.新方法原料更易得
C.新方法原子利用率高
D.新、旧方法对设备的腐蚀性都小
答案:D
解析:旧方法使用作原料,对环境污染大,A正确;与相比较,更易得,B正确;旧方法中除生成环氧乙烷外,还生成HCl、等,原子利用率小于100%,新方法原子利用率理论上是100%,比旧方法高,C正确;旧方法生成HCl,对设备有腐蚀性,D错误。
14.[2025春·高一·四川眉山·月考校考]工业上用洗净的废铜屑作原料来制备,从节约原理及防治环境污染的角度考虑,宜采取的方法是( )
A.
B.
C.
D.
答案:C
解析:Cu和浓硝酸、稀硝酸反应均有有毒气体生成,会污染环境,A、B不符合题意;Cu和浓硫酸反应也会生成有毒气体,会污染环境,D不符合题意。
15.海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)为除去粗盐中的杂质(),加入的试剂顺序正确的是________________(填序号)。
A.NaOH溶液→溶液→溶液→过滤后加盐酸
B.溶液→NaOH溶液→溶液→过滤后加盐酸
C.NaOH溶液→溶液→溶液→过滤后加盐酸
D.溶液→NaOH溶液→溶液→过滤后加盐酸
(2)制备钠单质的方法之一是电解熔融NaCl,写出电解的化学方程式:________________________.
(3)某化学兴趣小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料:的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,设计了如图实验装置:
①图中仪器B的名称是______________________,冷却水的出口为“________________________”(填“甲”或“乙”)。
②2C中液体的颜色为__________________________.
③D装置的作用是______________________________.
(4)已知某溶液中、、的物质的量之比为2:3:4,现欲使溶液中的Cl、Br、的物质的量之比变成4:3:2,那么需要通入的物质的量是原溶液中I的物质的量的________(填序号)。
A. B. C. D.
答案:(1)BC (2)
(3)①直形冷凝管 甲②深棕红色或红棕色 ③吸收尾气(4)C
解析:(1)应先加入溶液除去,再加入溶液除去和,二者加入顺序不能颠倒,如果加反了,过量的将不能被除去。而加入NaOH溶液除去的顺序不受限制,最后过量的碳酸钠和氢氧化钠用盐酸除去即可,故B、C正确。
(2)制备钠单质的方法之一是电解熔融NaCl,电解反应的化学方程式为
(3)①由装置图可知,提纯溴利用的方法是蒸馏,仪器B为直形冷凝管,冷却水应从下端进入,上端流出,故冷却水的出口为甲。
②控制温度为59℃,使溴单质挥发,通过冷凝得到呈深红棕色或红棕色的液态溴单质。
③进入D装置的物质为溴蒸气,溴蒸气有毒,为避免其污染环境,需要进行尾气吸收。
(4)已知还原性:,反应后有剩余,说明浓度没有变化,通入的只与发生反应,设原溶液中含有2 mol 、3 mol、4mol-,通入后,它们的物质的量之比变为4:3:2,则各离子及其物质的量分别为4 mol 、3 mol、、增加了2mol,减少了2mol,说明通入了1 mol,则通入的的物质的量是原溶液中的物质的量的,故选C。
16.某工厂排放的废水中含有Cu2+、Fe2+、Hg2+、H+等离子,某化学小组为了充分利用资源和保护环境,准备回收废水中的铜和汞,同时得到绿矾。他们设计了如下实验方案:
(1)现有仪器:酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等,完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的仪器是____(填字母);设计简单实验检验绿矶是否变质,简述你的操作________________________________。
(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是________________,步骤Ⅱ中____(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。
(3)步骤Ⅲ的实验装置如图所示,加热装置应与装置____(填“中”“乙”或“丙”)连接,理由是________________________________。
(4)利用氧化铜制取铜有如下四种方案:
方案甲:利用氢气还原氧化铜;
方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;
方案丙:利用炭粉还原氧化铜;
方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉、过滤,再将滤淹溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。
从安全角度考虑,方案________不好;从产品纯度考虑,方案________不好。
(5)写出步骤Ⅰ中涉及反应的离子方程式________________________________。
答案:(1)B、C;取少量晶体溶于水,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,说明绿矾已变质
(2)将Cu2+、Hg2+全部转化成铜和汞;不能
(3)甲;汞易挥发且有剧毒
(4)甲、乙;丙
(5)Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Hg2++Fe=Hg+Fe2+、2H++Fe=Fe2++H2↑
解析:(1)滤液中硫酸亚铁的浓度较低,先蒸发水得到热饱和溶液,然后降温结晶,最后过滤得到硫酸亚铁晶体;绿矾变质生成+3价铁,检验Fe3+用KSCN溶液。
(2)加入过量的铁粉,将铜离子和汞离子全部转化成单质;若用盐酸代替硫酸,制得的绿矾中会混有氯化亚铁。
(3)汞在常温下呈液态,汞和汞蒸气都有剧毒,收集汞要在密闭装置里进行,且要采用冷凝装置。
(4)氢气、一氧化碳易燃,用其还原氧化铜.存在不安全因素;用炭还原氧化铜,所得铜中易混有炭粉。
17.某铜矿石的主要成分是,还含有少量的和某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如下所示(已知:)
(1)滤液A中铁元素的存在形式为__________________________(填离子符号),生成该离子的离子方程式为________________________。检验滤液A中存在该离子的试剂为__________________(填试剂名称)
(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为________________________,
在实验室中完成此实验还需要的试剂是____________________。
a.
b. KCI
c. Mg
d.
(3)为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解,应________________,直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于0.1 g);灼烧时必须用到的实验仪器是________________。
(4)溶液G与固体混合物B反应的离子方程式为________________。
(5)将溶液滴入一定量的溶液中,得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水),该盐受热分解产生三种氧化物,则该盐的化学式是________________。
答案:(1) 氯水和KSCN溶液(或双氧水和KSCN溶液等,合理即可)
(2) ac
(3)灼烧,冷却至室温后称重,重复多次 坩埚
(4)
(5)[或
解析:(1)溶于酸反应生成铜和铜盐,铜和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子,所以滤液A中含亚铁离子,检验亚铁离子的方法为先加KSCN溶液,若不变色,再加氯水,变红色,说明含有亚铁离子。
(2)金属A1与氧化铁、氧化铜发生置换反应生成金属单质,该反应的化学方程式为,其中用于焊接钢轨的反应为,进行铝热反应还需要氯酸钾和镁条来引发该反应。
(3)为使固体完全分解,应反复灼烧,多次称量,灼烧应在坩埚中进行。
(4)向固体混合物B中加足量的NaOH溶液,二氧化硅与之反应生成硅酸钠和水。
(5)生成的绿色不溶于水的盐(不含结晶水)为铜绿,化学式为。
18.某沿海城市采用反渗透法将海水淡化,得到淡水供市民使用,剩余母液继续加工获得其他产品。母液中主要含有等离子。某实验小组同学模拟工业生产流程,进行如下实验。
(1)写出实验室制备氯气的化学方程式______________________。
(2)海水淡化的方法还有______________________(写出一种)
(3)Ⅰ中,电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业,写出该反应的离子方程式______________________。
(4)Ⅱ中的离子反应方程式为______________________。
Ⅲ中,加入适量固体的目的是____________________。
(5)写出Ⅳ中反应的离子方程式____________________。
(6)与过程Ⅱ类似,工业上常用“空气吹出法”实现海水提溴,将海水浓缩至1 L,使用该法最终得到若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为__________________mg/L.
答案:(1)
(2)蒸馏法(或电渗析法、离子交换法)
(3)
(4) 除去
(5)
(6)60
解析:(1)二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为。
(2)目前淡化海水的方法有多种,如:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,其中最常用的是蒸馏法。
(3)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气,反应的离子方程式为。
(4)Ⅱ中的反应是氯气置换苦卤中的溴,离子方程式为;硫酸根离子能够与钙离子反应生成硫酸钙沉淀,所以加入氯化钙溶液的目的是除去。
(5)氢氧化镁更难溶,Ⅳ中镁离子与氢氧化钙反应生成氢氧化镁和钙离子,该反应的离子方程式为。
(6)将1 海水浓缩至1 L,使用该法最终得到36 g溴,若提取率为60%,则1海水中含有的溴元素的质量为,则该海水中溴元素的浓度为。
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