高考化学 第4章（非金属及其化合物）第4节 氮及其重要化合物 考点（4）环境污染及其防治讲与练（含解析）.doc

非金属及其化合物李仕才考点四环境污染及其防治1酸雨(1)酸雨：酸雨的ph小于5.6。普通雨水因溶解co2，ph在5.67之间。(2)酸雨的形成硫酸型酸雨的形成过程so2h2oh2so3、2h2so3o2=2h2so4。引起硫酸型酸雨的so2主要来源于化石燃料的燃烧、工业尾气的排放等。硝酸型酸雨的形成过程2noo2=2no2、3no2h2o=2hno3no。引起硝酸型酸雨的nox主要来源于机动车尾气的排放。(3)酸雨的危害破坏森林、草原和农作物，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。(4)酸雨的防治对含so2的废气进行处理和回收利用。开发清洁能源。对含硫燃料脱硫，如在燃料煤中掺氧化钙粉末或碳酸钙粉末，有关化学方程式有：2so22caoo22caso42so22caco3o22co22caso42主要的大气污染物及其危害3.减少污染、保护环境的八项措施(1)将煤与适量生石灰混合后燃烧或对烟道气进行处理，可减少废气中so2的排放。(2)推广使用无铅汽油，在汽车尾气系统中安装催化转化器，使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油替代品，发展电动车等措施，可减少汽车等机动车尾气的污染。(3)禁止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层。(4)使用无磷洗衣粉以减少水华和赤潮的发生。(5)使用合格环保型建筑材料和装饰材料等以减少甲醛的释放，降低居室装修污染。(6)发展低碳经济、倡导低碳生活、增大植被面积等以减少二氧化碳的排放量，从而减弱温室效应。(7)适当减少塑料的使用量并开发使用可降解塑料以减少白色污染。(8)回收利用废旧电池以防止土壤污染和水污染。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1装饰材料释放的甲醛会造成污染。()2na2s可除去污水中的cu2。()3大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的重要因素。()4和co2反应生成可降解聚合物，该反应符合绿色化学的原则。()5改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放。()6co2、ch4、n2等均是造成温室效应的气体。()7使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题。()8使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一。()具体措施：采用无毒、无害的原料；在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行反应；产品应该是环境友好的；具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。一、环境污染与防治1下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是()aco2、ch4、n2等均是造成温室效应的气体b使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一c节能减排符合低碳经济的要求d合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺解析：a项，n2不是造成温室效应的气体，故不正确；使用清洁能源、节能减排、合理开发利用能源都符合化学与可持续发展的要求，故b、c、d都正确。答案：a2每年冬季我国北方大部分地区持续出现大雾，对交通出行、身体健康等方面造成很多不便，这为我国大气环境保护敲响了警钟。关于空气污染，下列说法正确的是()a二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是大气主要污染物b正常雨水的ph等于7c二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体d秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的，值得提倡解析：二氧化碳不属于大气污染物，它是引起温室效应的主要气体，a选项错误；正常雨水中因为溶有二氧化碳而显酸性，b选项错误；二氧化硫可以形成硫酸型酸雨，二氧化氮可以形成硝酸型酸雨，c选项正确；秸秆焚烧不但引起空气污染，还破坏了土壤的结构，造成农田质量下降，并容易引起火灾，引发交通事故，必须禁止，d选项错误。答案：c3下表中的污染与其来源不对应的是()解析：塑料在自然界很难被分解，从而容易造成白色污染，a正确；化石燃料燃烧容易产生大量颗粒物，从而容易造成pm2.5污染，b正确；汽车尾气中含有氮氧化物从而导致环境污染，c正确；水体富营养化主要是由水中氮、磷含量升高导致的，d不正确。答案：d4如图为雾霾的主要成分示意图。下列说法错误的是()aso2、nxoy都属于酸性氧化物b碳氢化合物可引起光化学烟雾c重金属离子可导致蛋白质变性d汽车尾气的大量排放是造成雾霾天气的人为因素之一解析：能与碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，no、no2不是酸性氧化物，a错误；碳氢化合物可引起光化学烟雾，b正确；重金属盐能使蛋白质变性，c正确；汽车尾气的大量排放是造成雾霾天气的人为因素之一，d正确。答案：a52014年“六五”世界环境日，中国主题为“向污染宣战”，下列有关污染的说法不正确的是()a“可燃冰”是一种埋藏在深海下面的燃料，是甲烷和水在高压和低温的条件下形成的，大量使用“可燃冰”不会加剧“温室效应”b农药、化肥的大量施用会导致水体富营养化c使用可降解的塑料袋可以缓解“白色污染”d空气中so2的含量升高会引起“酸雨”，“酸雨”的pho2sod此工艺的优点之一是物质能循环利用解析：结合题中流程可以分析得出其中涉及2个反应，依次为2fe3so22h2o=2fe2so4h、4fe2o24h=4fe32h2o，a错，同时由以上两个氧化还原反应方程式可知c错；用酸性kmno4溶液只能检验溶液c中是否含有fe2，而不能检验fe3，b错。答案：d二、绿色化学与环境保护7下列说法与“绿色思想”不符合的是()a启用大气中细颗粒物(pm2.5)的监测，以追根溯源，采取措施，改善空气质量b开发高效氢能、太阳能等新型电动汽车，以解决城市机动车尾气排放问题c推广使用可降解塑料及布质购物袋，以减少“白色污染”d目前我市的汽油标准已由“国”提高到“国”，这意味着汽车不再排放氮氧化物解析：汽油标准由“国”提高到“国”，主要是汽油中硫含量的要求标准变高，意味着汽车排放so2减少，与氮氧化物排放量无关。答案：d8“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：so22nh3h2o=(nh4)2so3b除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物：no2no2naoh=2nano2h2oc制硫酸铜：cu2h2so4(浓)cuso4so22h2od制硫酸铜：2cuo22cuo、cuoh2so4(稀)=cuso4h2o解析：绿色化学要求我们尽可能研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在工业生产各个环节都争取做到净化和无污染。在选项a、b、d中，每一种物质都得到了充分利用，而且均没有污染产生，但在选项c中，铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的同时还放出了有毒的二氧化硫气体，所以选项c不符合绿色化学的理念。答案：c9绿色化学工艺的特点可以用原子经济化、原料绿色化、催化剂绿色化、溶液绿色化、产品绿色化等来形象地概括。下列说法不符合绿色化学理念的是()a无机化工生产中使用h2o2代替kclo3作氧化剂b生产过程中选用催化剂只需考虑能加快反应即可c物质合成中使用无毒、无害的原料或可再生资源d有机化工生产中所需溶剂尽量不选择苯、氯仿等有机物解析：过氧化氢作氧化剂还原产物为水，无污染，符合绿色化学的理念；选择催化剂既要考虑能加快反应的速率，又要考虑反应物的转化率，是否符合原子经济化，是否有毒等，故b不符合绿色化学理念；物质合成中使用无毒、无害的原料或可再生资源，符合绿色化学的理念；苯、氯仿等有机物有毒，有机化工生产中所需溶剂尽量不选择它们，符合绿色化学的理念。答案：b10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目标产物，即原子利用率为100%。在下列反应类型中能体现这一原子经济原则的是_。置换反应 化合反应分解反应 取代反应加成反应 消去反应加聚反应 缩聚反应答案：知能拓展元素化合物知识综合应用无机框图推断题的解题策略一、内容解读无机推断题集元素及其化合物知识、基本概念和基本理论等知识为一体，具有考查知识面广、综合性强、思考容量大的特点。这种题型不但综合考查学生在中学阶段所学的元素及其化合物、物质结构、元素周期律、电解质溶液、化学平衡、氧化还原反应、化学用语等知识，而且更重要的是它能突出考查学生的综合分析判断能力、逻辑推理能力。且结构紧凑、文字表述少，包含信息多，思维能力要求高。二、解题策略推断题的解题方法及推理过程表示如下：1 物质的特殊颜色(1)有色固体红色：cu、cu2o、fe2o3；红褐色：fe(oh)3；黄色：agi、ag3po4；淡黄色：s、na2o2、agbr；蓝色：cu(oh)2、cuso45h2o；黑色：炭粉、cuo、feo、fes、cus、ag2s、pbs；紫黑色：kmno4、i2。(2)有色溶液fe2(浅绿色)、fe3(黄色)、cu2(蓝色)、mno(紫红色)、fe3与苯酚(紫色)、fe3与scn(红色)、i2与淀粉(蓝色)等。(3)有色气体cl2(黄绿色)、br2(g)(红棕色)、no2(红棕色)、i2(g)(紫色)等。(4)火焰颜色焰色反应：na(黄色)、k(紫色，透过蓝色钴玻璃)、ca2(砖红色)等；淡蓝色：s、h2、h2s、ch4等在空气中燃烧；苍白色：h2在cl2中燃烧。2 物质的特征性质(1)能使品红溶液褪色的气体：so2(加热后又恢复红色)、cl2(加热后不恢复红色)。(2)沉淀特殊的颜色变化白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色：fe(oh)2fe(oh)3；白色沉淀迅速变棕褐色：agohag2o。(3)在空气中变为红棕色no(无色)no2(红棕色)。(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体：co2、so2。(5)通入co2气体变浑浊的溶液：石灰水(co2过量则变澄清)、na2sio3溶液、饱和na2co3溶液、浓苯酚钠溶液、naalo2溶液等。(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：nh3。(7)使湿润的淀粉ki试纸变蓝：no2、cl2、br2、fecl3等。(8)能与so2、cl2、o2等氧化性较强的气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀：h2s。(9)在一定条件下具有漂白性的物质：na2o2、h2o2、so2、氯水、o3、活性炭等。(10)常温下能溶解sio2固体的物质：氢氟酸和naoh溶液。(11)能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体(no2)的溶液：硝酸盐(或硝酸)溶液。(12)滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液：含fe3的盐溶液。(13)烟雾现象棕(黄)色的烟：cu或fe在cl2中燃烧；白烟：na在cl2中或p在空气中燃烧；nh3遇到hcl气体；白雾：由hx等极易溶于水的气体产生。3 物质之间的特征转化关系(1)直线连续型转化关系abc氧化还原反应型anh3(或n2)nono2或nh3n2no。bh2s(或s或fes2)so2so3或h2ssso2。cccoco2或o2co2co。dnana2ona2o2。ecl2fecl3fecl2。fhno3fe(no3)3fe(no3)2。非氧化还原反应型anaohna2co3nahco3。变形：co2nahco3na2co3；或hclco2nahco3。bnaohna2so3nahso3。(也有如a所示类似的变形)cal3al(oh)3alo。变形：ohaloal(oh)3。daloal(oh)3al3。变形：hal3al(oh)3。(2)三角型转化关系铁三角： 铝三角：氯三角：硅三角：(3)交叉型转化关系硫及其重要化合物间的转化：氮及其重要化合物间的转化：钠及其重要化合物间的转化：(4)置换反应型转化关系金属单质置换出金属单质a2alfe2o3al2o32fe(铝热反应；al还可与v2o5、cro3、wo3、mno2等发生置换反应)。bfecuso4=feso4cu。金属单质置换出非金属单质a2mgco22mgoc。b3fe4h2o(g)fe3o44h2。非金属单质置换金属单质ah2cuocuh2o。bcfeofeco。非金属单质置换非金属单质a2f22h2o=4hfo2。b2csio2si2co。cch2o(g)coh2。同主族元素单质间的置换a2na2h2o=2naohh2b2csio2si2co。c2h2so22s2h2o。dcl22hi=2hcli2。不同主族元素单质间的置换a2mgco2 2mgoc。b2f22h2o= 4hfo2。cch2o(g) coh2。dh2scl2=s2hcl。e3cl28nh3= 6nh4cln2。(5)重要工业生产相关的反应工业制取漂粉精：2cl22ca(oh)2=cacl2ca(clo)22h2o。工业合成氨：n23h22nh3。氨的催化氧化：4nh35o2 4no6h2o。电解饱和食盐水：2nacl2h2o2naohh2cl2。电解制镁、铝：mgcl2(熔融)mgcl2、2al2o3(熔融) 4al3o2。工业制玻璃：sio2na2co3na2sio3co2、sio2caco3 casio3co2。工业制硫酸：so2so2或4fes211o22fe2o38so2、2so2o2 2so3、so3h2o=h2so4。工业制粗硅：2csio2 si2co。工业制水煤气：ch2o(g) coh2。4 特殊反应条件(1)高温、高压和催化剂条件n23h22nh3。(2)加热、催化剂条件 4nh35o2 4no6h2o。2so2o22so3。(3)通电条件2nacl2h2o2naohh2cl2。2h2o2h2o2。针对训练1：a、b、c是元素周期表中前18号元素中的3种元素，甲是常见化合物，常温下呈液态，a原子在同周期中半径最小，它们之间存在如图所示关系。下列说法错误的是()a原子半径大小：bacb气态时稳定性：乙甲c与甲含相同元素的另一化合物既有极性键也有非极性键d等浓度时，乙的水溶液在a的同主族无氧酸中酸性最强解析：根据题意及图中转化关系可知，a为f，b为o，c为h，甲为h2o，乙为hf。原子半径大小：ofh，a项正确；非金属性：fo，故气态时稳定性：hfh2o，b项正确；与h2o含相同元素的另一化合物为h2o2，其既有极性键又有非极性键，c项正确；hf为弱酸，hcl、hbr、hi均为强酸，且酸性依次增强，d项错误。答案：d针对训练2：下列各组物质之间通过一步就能实现如图所示转化关系的是()a. bc d解析：中naoh不能一步转化为na2o，错误；中al2o3与naoh反应可转化为naalo2，naalo2与co2反应可转化为al(oh)3，al(oh)3受热分解生成al2o3，al与o2反应可转化为al2o3，al与naoh反应可转化为naalo2，正确；中fecl2与cl2反应可转化为fecl3，fecl3与cu反应可转化为cucl2，cucl2与fe反应可转化为fecl2，fe与盐酸反应可转化为fecl2，fe与cl2反应可转化为fecl3，正确；中n2不能一步转化为no2，错误。答案：b针对训练3：某a族元素是该族元素中在自然界中存在最广泛的元素，常以化合物f的形式存在，其单质a可发生一系列如图所示的化学反应。下列说法正确的是()ad与h溶液反应只有一种碳酸盐生成b电解f与盐酸反应后的溶液以制取单质ac反应、中消耗等量h2o时转移的电子数相同d工业上常用f的悬浊液与cl2反应制取漂白粉解析：本题综合考查元素及其化合物的转化与推理能力。a族元素中在自然界中存在最广泛的是ca，其单质与水反应生成ca(oh)2和h2，由题图中物质的转化关系可知b是h2，c是ca(oh)2，e是nah，h是naoh，f是caco3，caco3受热分解生成co2和cao，而co2恰好与ca(oh)2反应生成caco3和h2o，所以d和g分别是co2和cao。a项，co2与naoh溶液反应可能会生成两种碳酸盐：na2co3和nahco3，错误。b项，ca为活泼金属，一般只能通过电解法来制备，可用电解熔融的cacl2的方法制备，但不能通过电解cacl2溶液制备，因ca为活泼金属，可与水反应，错误。c项，反应为ca2h2o=ca(oh)2h2，h2o是氧化剂，反应消耗1 mol h2o时转移1 mol电子，反应为nahh2o=naohh2，h2o是氧化剂，反应消耗1 mol h2o时，转移了1 mol电子，反应、消耗等量h2o时转移的电子数相同，正确。d项，工业上常用ca(oh)2的悬浊液与cl2反应制取漂白粉，错误。答案：c针对训练4：已知ah是中学化学中的常见物质，a、c、g是金属，e、f是氧化物，b溶于水得蓝色溶液，它们有如图所示的关系(反应中生成的水已略去)。请回答下列问题：(1)反应的化学方程式为_，该反应在生产生活中的用途是_。(2)用金属c制备另一种金属单质是工业上较常用的方法。如：2c4bao3babaoc2o3。常温下c的金属性比ba的金属性_(填“强”或“弱”)。可利用上述方法制取ba的主要原因是_(填字母)。a高温时c的活泼性大于ba的b高温有利于bao分解c高温时baoc2o3比c2o3稳定d金属ba的沸点比金属c的低(3)h的水溶液在工业上可用于净水，其原因是_(用离子方程式表示)。若将h的水溶液加热蒸干并灼烧，得到的固体是_。h的水溶液与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_。(4)金属c和h2o2形成的ch2o2电池是目前比较热门的电池，电池功率大，可作为许多机械的动力电池，其结构如图所示。碳纤维电极的电极反应式为_。该电池总反应式为_。(5)将51.2 g a投入200 ml hno3溶液中恰好反应完全，产生标准状况下的no2、no共31.36 l，则hno3溶液的浓度为_moll1。解析：a、c、g是金属，g和氯气反应生成h，h和kscn溶液反应后溶液呈红色，说明h是fecl3，所以g是fe；c是金属单质，e和f是氧化物，g是fe，结合反应条件知为铝热反应，则c是al，f是al2o3，e是fe2o3；a是金属单质，和氯气反应生成b，b溶于水得蓝色溶液，说明b中含有铜离子，则a是cu，根据元素守恒知，b为cucl2；al和cucl2发生置换反应生成cu和alcl3，d是alcl3，al2o3和hcl反应生成alcl3。(1)反应为铝和氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁，化学方程式为2alfe2o3al2o32fe。(2)al与mg同周期，al的金属性比mg的弱，而ba与mg同主族，ba的金属性比mg的强，故常温下al的金属性比ba的金属性弱。由方程式可知，生成物中ba为气态，al在高温下可将bao中的ba置换出来的原因是ba的沸点低于al的，高温时ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行。(3)fecl3溶液可用于净水的原因是fe3能水解：fe33h2ofe(oh)3(胶体)3h，生成的fe(oh)3胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的杂质。fecl3水解吸热，加热时平衡正向移动，且hcl易挥发，故将fecl3溶液加热蒸干，最终完全转化为fe(oh)3，再灼烧后fe(oh)3分解为fe2o3。fe3具有氧化性，能将i氧化为i2：2fe32i=2fe2i2。(4)碳纤维电极为原电池的正极，碱性电解质溶液中，该极的电极反应是h2o22e=2oh；铝电极为原电池负极，碱性电解质溶液中，该极的电极反应式为al3e4oh=alo2h2o。故电池的总反应式为2al3h2o22oh=2alo4h2o。(5)cu与硝酸反应生成cu(no3)2、no、no2和h2o，根据n原子守恒可得，n(hno3)2n(cu)n(气)23 mol，则c(hno3)15 moll1。答案：(1)2alfe2o3al2o32fe焊接铁轨(或其他合理答案)(2)弱d(3)fe33h2ofe(oh)3(胶体)3hfe2o32fe32i=2fe2i2(4)h2o22e=2oh2al3h2o22oh=2alo4h2o(5)15针对训练5：新型无机非金属材料甲和乙均是高温陶瓷材料，硬度大、熔点高、化学性质稳定。甲、乙分别由原子序数依次增大的x、y、z三种短周期元素中的两种组成。甲与naoh浓溶液共热生成气体丙和化合物丁，丙在标准状况下的密度为0.76 gl1，在丁溶液中滴加盐酸至过量，先生成白色沉淀后溶解。z元素的氧化物是制造光导纤维的主要材料，在1 300 1 400 的条件下，0.1 mol的x单质与4.2 g z单质恰好完全反应制得乙。请回答下列问题：(1)乙的化学式为_；丙的电子式为_。(2)甲与naoh浓溶液共热的化学方程式为_。(3)丁溶液中通入少量co2的离子方程式为_