?　海水資源的開發(fā)利用　環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

一、選擇題
1.(2019·南寧模擬)海水是巨大的化學(xué)資源庫,下列有關(guān)海水綜合利用說法正確的是 (　　)
A.海水的淡化,只需經(jīng)過化學(xué)變化就可以得到
B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化
C.從海水中可以得到NaCl,電解熔融NaCl可制備金屬Na
D.利用海水、鋁、空氣的航標(biāo)燈的原理是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
【解析】選C。海水淡化主要是通過物理方法分離得到,故A錯(cuò)誤;海水曬鹽是利用氯化鈉溶解度隨溫度變化不大,蒸發(fā)溶劑析出溶質(zhì),過程中無化學(xué)變化,故B錯(cuò)誤;從海水中可以得到NaCl晶體,電解熔融氯化鈉得到金屬鈉,是工業(yè)制備鈉的方法,故C正確;海水、鋁、空氣可以形成原電池反應(yīng)提供電能,航標(biāo)燈的原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯(cuò)誤。
2.下列有關(guān)環(huán)境問題的說法正確的是 (　　)
A.燃煤時(shí)加入適量石灰石,可減少廢氣中SO2的量
B.臭氧的體積分?jǐn)?shù)超過10-4%的空氣有利于人體健康
C.CO、NO、NO2都是大氣污染氣體,在空氣中都能穩(wěn)定存在
D.含磷合成洗滌劑易被細(xì)菌分解,故不會導(dǎo)致水體污染
【解析】選A。由CaCO3CaO+CO2↑及2CaO+2SO2+O22CaSO4,A正確;低空臭氧濃度過大對人體有害,B錯(cuò)誤;2NO+O22NO2,故NO在空氣中不能穩(wěn)定存在,C錯(cuò)誤;水體含磷量高,會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,D錯(cuò)誤。
3.下列有關(guān)說法不正確的是 (　　)
A.重點(diǎn)查處露天燒烤、非法小廣告、施工揚(yáng)塵、道路遺撒等環(huán)境秩序類問題
B.對鍋爐和汽車等產(chǎn)生的有害氣體和煙塵等進(jìn)行處理
C.提倡步行、騎自行車、乘公交車等“低碳”出行方式
D.氫能是清潔能源,工業(yè)上用電解水法制大量氫氣符合節(jié)能減排理念
【解析】選D。A項(xiàng),查處露天燒烤、非法小廣告、施工揚(yáng)塵、道路遺撒等環(huán)境秩序類問題,有利于環(huán)境的改善,正確;B項(xiàng),對鍋爐和汽車等產(chǎn)生的有害氣體和煙塵等進(jìn)行處理,可減少霧霾的產(chǎn)生,正確;C項(xiàng),提倡步行、騎自行車、乘公交車等“低碳”出行方式,減少了化石燃料的使用,既節(jié)約了資源又實(shí)現(xiàn)了環(huán)保,正確;D項(xiàng),電解水會消耗大量的電能,錯(cuò)誤。
【加固訓(xùn)練】
下列有關(guān)生活和生產(chǎn)中的化學(xué)知識描述正確的是 (　　)
A.日常生活中使用可降解塑料以防止“白色污染”
B.“霧霾天氣”“溫室效應(yīng)”“光化學(xué)煙霧”的形成都與氮氧化物無關(guān)
C.酸雨的形成主要是因?yàn)榛剂先紵欧诺膹U氣中含有大量的碳氧化物
D.生鐵煉鋼時(shí)須除去生鐵中全部的碳,以避免因鋼鐵中含有碳而發(fā)生電化學(xué)腐蝕
【解析】選A?！鞍咨廴尽笔怯删垡蚁┑入y以降解的塑料制品導(dǎo)致的環(huán)境污染,使用可降解塑料可以防止“白色污染”,A項(xiàng)正確;“光化學(xué)煙霧”的形成與氮氧化物有關(guān),“霧霾天氣”和“溫室效應(yīng)”也與氮氧化物有關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;酸雨分為硫酸型和硝酸型,主要是由于化石燃料燃燒排放的廢氣中含有大量的二氧化硫或氮氧化物所致,C項(xiàng)錯(cuò)誤;生鐵煉鋼的過程中,含碳量在減少,但不能完全除去,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(2019·太原模擬)下列所示物質(zhì)的工業(yè)制備方法合理的是 (　　)
A.制Si:SiO2SiCl4Si
B.制H2SO4:黃鐵礦SO2H2SO3H2SO4
C.鹵水中提取Mg:鹵水(主要含MgCl2)Mg(OH)2…MgCl2Mg
D.侯氏制堿法:飽和食鹽水NaHCO3(s)Na2CO3
【解析】選D。SiO2與鹽酸不反應(yīng),制Si:SiO2+2CSi+2CO↑、Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl,A項(xiàng)錯(cuò)誤;制硫酸:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2、2SO2+O2 2SO3、SO3+H2OH2SO4,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鹵水中提取鎂,向鹵水中加入石灰乳而不是NaOH,C項(xiàng)錯(cuò)誤;侯氏制堿法,向飽和食鹽水中先通入NH3,NH3極易溶于水且使溶液呈堿性,再通入CO2,有利于CO2的吸收,D項(xiàng)正確。
二、非選擇題
5.直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題,將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫,最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在如圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng),氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳,從而有利于二氧化碳的回收利用,達(dá)到減少碳排放的目的。

請回答下列問題:
(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中,引發(fā)的主要環(huán)境問題有__________ (填字母)。?
A.溫室效應(yīng)　　　　　　　B.酸雨
C.粉塵污染 D.水體富營養(yǎng)化
(2)在煙氣脫硫的過程中,所用的石灰石漿液在進(jìn)入脫硫裝置前,需通一段時(shí)間的二氧化碳,以增加其脫硫效率;脫硫時(shí)控制漿液的pH,此時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。
①二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為________。?
②亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為_______________ _____________________。?
【解析】(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有的粉塵會造成粉塵污染,含有的二氧化硫(與空氣接觸可產(chǎn)生三氧化硫)會造成酸雨,二氧化碳可以造成溫室效應(yīng),故應(yīng)選A、B、C。
(2)①因CO2+CaCO3+H2OCa(HCO3)2,故二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為Ca(HCO3)2;②1 mol Ca(HSO3)2被氧氣氧化肯定生成1 mol CaSO4,根據(jù)硫元素守恒,還要有H2SO4生成,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO4。
答案:(1)ABC
(2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氫鈣)
②Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO4
6.海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘,某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):

(1)步驟①的實(shí)驗(yàn)操作名稱是________。?
(2)現(xiàn)有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品。完成該實(shí)驗(yàn)尚缺少的玻璃儀器是________。?
(3)步驟③中能選用CCl4從碘水中萃取碘的原因是________。?
A.CCl4與水不互溶
B.CCl4可與I2發(fā)生取代反應(yīng)
C.CCl4的密度比水大
D.CCl4不易燃燒,可作滅火劑
E.碘在CCl4中的溶解度比在水中大很多
(4)步驟③中還可選擇______________作萃取劑。?
(5)步驟②中反應(yīng)的離子方程式是?______________________________。?
(6)請?jiān)O(shè)計(jì)一種簡單的實(shí)驗(yàn)方法,檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘:
?__________________________________________________________。?
【解析】(1)分離難溶性物質(zhì)與溶液的方法是過濾。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程圖可以看出,完成實(shí)驗(yàn)需要經(jīng)過灼燒、浸泡、過濾、氧化、萃取、分液、蒸發(fā)等步驟,由此可以判斷出實(shí)驗(yàn)尚缺少的玻璃儀器是漏斗和分液漏斗。
(3)萃取劑需要滿足的條件是:①與原溶劑互不相溶;
②溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度且不與萃取劑反應(yīng),CCl4符合萃取劑的選擇條件。
(6)檢驗(yàn)水溶液中是否含有單質(zhì)碘的試劑是淀粉溶液,看兩種溶液相遇是否變藍(lán)來確定是否含有單質(zhì)碘。
答案:(1)過濾　(2)漏斗、分液漏斗
(3)A、E　(4)苯(合理即可)
(5)Cl2+2I-2Cl-+I2
(6)取少量待測液注入試管中,滴加淀粉溶液,若溶液變藍(lán)色,說明水溶液中存在I2,否則水溶液中無I2

一、選擇題
1.海水是巨大的資源寶庫,下列關(guān)于海水綜合利用的說法錯(cuò)誤的是 (　　)

A.海水制淡水主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等
B.海水制鹽、發(fā)展氯堿工業(yè)都是發(fā)生物理變化
C.海水提溴過程中通入Cl2將溴離子氧化為溴單質(zhì)
D.工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂
【解析】選B。A.海水制淡水主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等,正確;B.氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水,產(chǎn)生了新物質(zhì),有氯氣、氫氣、氫氧化鈉生成,發(fā)生化學(xué)變化,錯(cuò)誤;C.海水中的溴元素以溴離子形式存在,所以海水提溴過程中先通入Cl2將溴離子氧化為溴單質(zhì),再將溴吹出,正確;D.氧化鎂的熔點(diǎn)較高,所以工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂,正確。
2.綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)要符合綠色化學(xué)思想,如減少污染,防止浪費(fèi)等。下列符合綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求的是 (　　)
A.用銅與濃硫酸反應(yīng)制取CuSO4,并用少量品紅溶液吸收尾氣
B.將CO還原Fe2O3后的尾氣直接排入空氣中
C.用CCl4進(jìn)行萃取操作練習(xí)時(shí),將溴水改成碘水
D.將Zn和稀硫酸制H2后的廢液倒入水槽后,再清洗玻璃儀器
【解析】選C。品紅溶液可以用來檢驗(yàn)SO2氣體,但不能用來吸收尾氣,A錯(cuò)誤;CO還原Fe2O3后的尾氣中含有少量CO氣體,直接排放到空氣中會造成污染,B錯(cuò)誤;溴易揮發(fā),而碘不易揮發(fā),C正確;鋅與稀硫酸制氫氣后的廢液倒入水槽會污染環(huán)境,D錯(cuò)誤。
3.(2019·贛州模擬)工業(yè)上利用空氣吹出法提取溴的部分流程如下:
含溴的海水A含Br-、Br的溶液含Br2的水溶液B液溴
下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.②中可以采用純堿溶液,發(fā)生的反應(yīng)是:3Br2+6C+3H2O5Br-+Br+6HC
B.第③步,需加入氧化性酸,才能將Br-化為Br2
C.B溶液顏色要比A溶液顏色深
D.第④步,可采用蒸餾的方法
【解析】選B。純堿溶液吸收Br2,反應(yīng)為3C+3Br25Br-+Br+3CO2↑或3Br2+6C+3H2O5Br-+Br+6HC,A項(xiàng)正確;第③步,發(fā)生Br-、Br在酸性條件下的歸中反應(yīng):5Br-+Br+6H+Br2+3H2O,無需加入氧化性酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;A中溴為Br-,B中溴為Br2,B溶液顏色要比A溶液顏色深,C項(xiàng)正確;第④步,由溴水得到液溴,可采用蒸餾的方法,D項(xiàng)正確。
4.工業(yè)上制備相關(guān)物質(zhì),涉及的反應(yīng)原理及部分流程較為合理的是 (　　)
A.制取鎂:海水Mg(OH)2MgOMg
B.冶煉鋁:鋁土礦NaAlO2無水AlCl3Al
C.制溴:濃縮海水Br2HBr(aq)Br2
D.制碘:海帶海帶灰 I2(aq)I2
【解析】選C。A項(xiàng)制取Mg應(yīng)電解MgCl2;B項(xiàng)制取Al應(yīng)電解Al2O3;D項(xiàng)熱裂汽油與I2反應(yīng),應(yīng)用CCl4或苯萃取。
二、非選擇題
5.(2017·北京高考)SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。
(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:

①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________ ______________________________________________。?
②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:______________。?
③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:__________________。?
④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60 g·mol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的v1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。?
(2)NSR(NOx儲存還原)工作原理:
NOx的儲存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示。


①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是__________。?
②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與的物質(zhì)的量之比是______________。?
③還原過程中,有時(shí)會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下,15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:______?□15NNO+□H2O。
【解析】(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,結(jié)合原子守恒,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑。
②NH3在催化劑作用下還原NO2生成氮?dú)夂退?根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3+6NO2 7N2+12H2O。
③SO2在O2作用下與NH3、H2O反應(yīng)形成(NH4)2SO4,此反應(yīng)中SO2是還原劑,氧氣是氧化劑,結(jié)合電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4。
④吸收NH3的硫酸的物質(zhì)的量為v1×10-3L× c1 mol·L-1 -v2 ×10-3L×c2 mol·L-1 ×=(v1c1-v2c2)×10-3mol,根據(jù)關(guān)系式[CO(NH2)2]～2NH3～H2SO4,故尿素的物質(zhì)的量為(v1c1-v2c2)×10-3mol,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是[(v1c1-v2c2)×10-3mol×60 g·mol-1]÷a g×100%= %。
(2)①由圖示可知BaO和NO2作用生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再被還原為N2,可知儲存NOx的物質(zhì)是BaO;②由圖示可知,第一步反應(yīng)為H2與Ba(NO3)2作用生成NH3,每摩爾Ba(NO3)2作用生成NH3共轉(zhuǎn)移16 mol電子,根據(jù)電子守恒,參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為16 mol÷2=8 mol,則消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是8∶1;③反應(yīng)物為15NO與NH3,結(jié)合產(chǎn)物中有水,可知還有另一反應(yīng)物為O2,NH3為還原劑,15NO與O2是氧化劑,因產(chǎn)物均為15NNO,則15NO與NH3以1∶1參加反應(yīng),設(shè)參與反應(yīng)的15NO與NH3的物質(zhì)的量為x,O2的物質(zhì)的量為y,根據(jù)電子得失守恒,x+ 4y=4x,x∶y=4∶3,化學(xué)反應(yīng)方程式為415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。
答案:(1)①CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑
②8NH3+6NO27N2+12H2O
③2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4
④ %
(2)①BaO?、?∶1?、?15NO+4NH3+3O2　4　6


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