专题4环境保护、绿色化学在化工生产中的应用

必考部分第四章常见的非金属及其化合物微专题4环境保护、绿色化学在化工生产中的应用在化工生产中常产生各种三废污染，会使空气质量下降、水体受污染、人们的生活生产受到影响。在高考命题中，常以化工生产为背景，考查各种污染物的来源、性质和危害，以及如何防治，让考生体会化学对环境保护的重要意义，树立绿色化学的观念。一、环境保护、绿色化学1．绿色化学有关概念(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。绿色化学的理念在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：①采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；③产品应该是环境友好的；④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”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。[调研1]环境问题及解决措施Ⅰ.臭氧层空洞大气平流层中O2吸收紫外线可变成臭氧(O3)，而冰箱中的制冷剂氟利昂在紫外线作用下分解出氯原子，氯原子能加速臭氧的分解，从而破坏平流层中的臭氧层。同样超音速飞机的尾气及发动机尾气中的NO也能加快O3的分解，反应式如下：NO＋O3―→NO2＋2O；NO2＋O―→NO＋O2。请你写出总的反应式：____________；其中NO的作用是________和________。Ⅱ.水源污染(富营养化)(1)工农业及城市生活污水中含磷。家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)。关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的是(

)A．磷是生物所需的营养元素，不必除去B．含磷的污水是很好的肥料，不必除去C．含磷污水排到自然水中引起藻类大量繁殖，使水变质，必须除去D．磷对人无毒，除去与否都无关紧要(2)赤潮我国沿海出现了大面积赤潮，赤潮是红藻、蓝藻等在较短时间内大量繁殖形成的，它造成的严重后果是_____________________。赤潮是水体富营养化的结果，主要是因为____________等，使水中含有大量的________元素对应的离子。为了防止水污染，我国许多地区已经对洗衣粉的成分加以限制，不得再销售含有________(从下述选项中选)的洗衣粉。A．硅酸钠

B．烷基苯磺酸钠C．三聚磷酸钠

D．蛋白质Ⅲ.酸雨(1)自然界“酸雨”形成的原因主要是(

)A．未经处理的工业废水的任意排放B．大气中二氧化碳含量增多C．工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼D．汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体(2)SO2主要来自于硫酸工厂废气和含硫矿物的燃烧。①若用Na2SO3溶液来吸收工厂的SO2尾气，加热吸收液可获得高浓度的SO2，变废为宝。你能写出主要的化学方程式吗？②为除去燃料中的硫，可采用如图所示脱硫工艺。你能写出主要的化学方程式吗？Ⅳ.光化学烟雾大气污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氢化合物在太阳光的照射下，在低空大气中发生复杂的光化学反应(大气中的氧气也参加了反应)，形成白色或浅蓝色有特殊气味的光化学烟雾。光化学烟雾中主要含二次污染物，如醛类、酮类、臭氧、过氧乙酰硝酸酯等。光化学烟雾严重危害人体健康，损害植物及橡胶制品等。汽车尾气污染：汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式____________________________________________________。(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是_____________________________________________。(3)控制城市空气污染源的方法可以有________。A．开发氢能源

B．使用电动车C．植树造林

D．戴上呼吸面具(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是_______________________________________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)。二、常见的无机化工生产无机化工原理在考查方面的另外一个着力点是以全新的信息考查化学反应原理在合成氨、工业制H2SO4、氯碱工业及无机非金属材料方面的应用。中学化学需要掌握的重要的化工生产原理如下：(6)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。按照图示流程，将am3(标准状况)含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量为ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2________kg。解析：(1)该流程中，能将含硫尾气吸收，充分利用了废弃物，同时减少了大气中能形成酸雨的SO2，故A、C项符合，该过程对白色污染无影响。(2)软锰矿用稀硫酸溶解且通入SO2后，溶液中含有反应生成的金属阳离子，其中MnO2被SO2还原为Mn2＋，其他金属变成相应的金属阳离子Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Ni2＋，故加入MnCO3后发生反应MnCO3＋2H＋===Mn2＋＋CO2↑＋H2O而消耗了溶液中的H＋，使溶液的pH升高，使得Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀而除去。[调研4]

(2012·四川理综)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在下图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。请回答下列问题：(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有________。(填写字母编号)A．温室效应

B．酸雨C．粉尘污染

D．水体富营养化(2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱