新教材高中化第8章化与可持续发展第3节基次时环境保护与绿色化作业含解析新人教版必修第二册

PAGE6-环境保护与绿色化学(建议用时：25分钟)[基础过关练]1．常见的污染分为一次污染和二次污染。二次污染是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或微生物作用下发生变化所生成的新污染物，如反应2NO＋O2=2NO2中，二氧化氮为二次污染物。下列三种气体：①二氧化硫；②二氧化氮；③硫化氢。其中能生成二次污染物的是()A．只有①② B．只有②③C．只有①③ D．①②③D[SO2和NO2本身都是有毒气体，是污染物，而它们与雨水反应生成的酸雨，是二次污染物；H2S有毒，H2S被氧化后的产物是SO2气体，因而也能产生二次污染物。]2．空气污染物通常以气态形式进入地面或低层大气环境。空气污染物与其主要来源不对应的是()污染物主要来源A甲醛劣质家具的生产与使用BNO和NO2飞机、汽车尾气C悬浮颗粒物建筑施工、化石燃料的燃烧DSO2雷电时在空气中产生D[甲醛主要来源于劣质家具的生产与使用，故A正确；大气中氮氧化物的主要来源是燃煤、汽车尾气排放，故B正确；悬浮颗粒物的主要来源是化石燃料的燃烧和施工产生的扬尘，故C正确；SO2的主要来源是化石燃料的燃烧，故D错误。]3．化学与科技、社会、生产密切相关，下列有关说法不正确的是()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C[海水淡化可以解决淡水供应危机，明矾能净水，但不能淡化海水，C错误。]4．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是()A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关C[雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。]5．某冶金厂废水的pH为4.5，含超标10倍的Pb2＋。该厂处理废水的下列设计中，比较合理的是()A．用离子交换法除去Pb2＋B．在废水中加硫酸，生成PbSO4沉淀C．在废水中加NaOH，调节pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀D．在废水中加石灰，调节pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀D[废水量太大，不能用离子交换法；加硫酸虽能除去Pb2＋，但增加了溶液酸度；石灰比NaOH廉价，故选用石灰。]6．制取乙醇的下列反应中原子经济性最差的是()A．乙烯水化法：CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up11(催化剂))CH3CH2OHB．乙醛还原法：CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up11(催化剂))CH3CH2OHC．卤代烃水解法：CH3CH2Br＋H2O→CH3CH2OH＋HBrD．酯类水解法：CH3COOC2H5＋H2Oeq\o(→,\s\up11(稀硫酸),\s\do10(△))CH3COOH＋C2H5OHC[A、B项中两个反应的原子利用率都是100%，C项中反应的原子利用率约为36.2%，D项中反应的原子利用率约为43.4%。]7．绿色化学是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应不符合绿色化学理念的是()A．消除硫酸厂尾气排放：SO2＋2NH3＋H2O=(NH4)2SO3B．消除硝酸厂的氮氧化物污染：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2OC．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up11(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．制CuSO4：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up11(△))2CuO，CuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2OC[二氧化硫是有害气体，用氨气吸收，消除污染，A项符合绿色化学的理念；二氧化氮和一氧化氮都是有害气体，用氢氧化钠溶液吸收，消除污染，B顶符合绿色化学的理念；浓硫酸的还原产物是二氧化硫，对环境有污染，C项不符合绿色化学的理念；铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，对环境无污染，D项符合绿色化学的理念。]8．(素养题)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型水处理剂，它有比高锰酸钾更强的氧化性，在水中反应被还原为Fe3＋。(1)高铁酸钠中铁元素的化合价为________；高铁酸钠能消毒杀菌，这是基于它的什么性质________。(2)高铁酸钠用于水处理，除了能消毒杀菌外，它还能沉降水中的悬浮杂质，起到净水作用，请说明其净水原理：____________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]高锰酸钾是强氧化剂，常用于消毒杀菌，显然Na2FeO4因强氧化性而能杀菌消毒；其铁元素的还原产物为Fe3＋，Fe3＋可发生水解，生成Fe(OH)3胶体，故有类似于明矾的净水作用。[答案](1)＋6强氧化性(2)高铁酸钠的还原产物是Fe3＋，Fe3＋可发生水解，生成Fe(OH)3胶体，它可吸附水中悬浮的杂质或泥沙颗粒等一起凝聚而沉降，达到净水的效果[拓展培优练]9．发展循环经济应当在技术可行、经济合理和有利于节约资源、保护环境的前提下，按照减量化优先的原则实施。下列说法有悖于循环经济理念的是()A．将有机垃圾转化为气态燃料B．大力开采石油、煤、天然气满足社会生产需要以加快经济发展C．将1molCH4转化为4molH2用于合成氨D．CO、CH3OH和C3H4合成CH2=C(CH3)COOCH3B[大力开采化石燃料不符合绿色化学发展要求，应加快新能源、新材料的开发和利用。1molCH4在一定条件下可与H2O反应生成3molH2和1molCO,1molCO在一定条件下与H2O反应又得到1molH2，使CH4生产H2的量达到最大值，符合循环经济理念。根据反应CO＋CH3OH＋C3H4→CH2CCH3COOCH3，可知其原子利用率为100%，符合循环经济理念。]10．我国科学家在绿色化学领域取得了新进展，利用双催化剂Cu和Cu2O，在水溶液中用H原子将CO2高效还原为重要工业原料之一的甲醇，反应机理如图所示。下列有关说法不正确的是A．CO2生成甲醇是通过多步还原反应实现的B．催化剂Cu结合氢原子，催化剂Cu2O结合含碳微粒C．该催化过程中只涉及化学键的形成，未涉及化学键的断裂D．有可能通过调控反应条件获得甲醛HCHO等有机物C[CO2Heq\o(→,\s\up11(H))COOH，既有C=O键的断裂也有O—H键的形成，C项不正确。]11．“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”是目前化学发展的主题之一。下列不属于绿色化学内容的是()A．在厂房周边多种草、种树、种花B．以绿色化学理论为指导，采用对环境无污染的、经济上可行的化学生产过程C．利用无毒原料，在生产的各个环节都实现无环境污染的生产工艺D．生产过程中，充分利用原料的全部原子，实现零排放和零污染A[在厂房周边多种草、种树、种花，可以美化环境、净化空气，但与绿色化学无关，A符合题意；以绿色化学理论为指导，采用对环境无污染的、经济上可行的化学生产过程，可以减少对环境的污染和破坏，属于绿色化学内容，B不符合题意；利用无毒原料，在生产的各个环节都实现无环境污染的生产工艺，可以在生产各个环节减少对环境的污染，属于绿色化学内容，C不符合题意；生产过程中，充分利用原料的全部原子，实现零排放和零污染，杜绝了环境污染，属于绿色化学内容，D不符合题意。]12．二氧化碳气体能引起温室效应，“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利用，其工艺流程如图所示，下列叙述正确的是()A．CO2是引起酸雨的主要物质之一B．能源消耗低是该技术的一大优点C．捕捉CO2可使用小苏打溶液D．捕捉到的CO2可作化工原料D[CO2是引起温室效应的主要物质之一，故A错误；由流程示意图可知，该捕捉技术反应复杂且能耗大，故B错误；CO2和小苏打溶液不反应，故C错误；CO2可以和许多物质发生反应，因此可作化工原料，故D正确。]13．(素养题)含有农药、染料、酚、氰化物以及引起色度、臭味的废水，常用化学氧化法进行处理，所用的氧化剂有氯类(如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等)和氧类(如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)。一个典型实例是用氯氧化法处理含有剧毒的氰化物(含CN－)的废水。在碱性条件下(pH＝8.5～11)，氯气可将氰化物中的CN－氧化为只有其毒性eq\f(1,1000)的氰酸盐(含CNO－)。(1)写出含CN－的废水用氯气氧化生成氰酸盐的离子方程式为_________________________________________________________。(2)若向含CNO－的废水中再通入氯气，可使CNO－转化为无毒的气体，写出这个反应的离子方程式为______________________。(3)在用液氯不便的地区，可用漂白粉处理含CN－的废水，若将其氧化为CNO－，其离子方程式为_________________________。[解析](1)CN－是在碱性条件下被Cl2氧化的，故反应中有OH－参加，产物除生成氰酸根外还应有Cl－及H2O，离子方程式为CN－＋Cl2＋2OH－=CNO－＋2Cl－＋H2O。(2)当Cl2过量时，(1)中的产物CNO－与Cl2反应，碱性条件下不可能产生CO2及其他气体，而碳元素的存在形式为COeq\o\al(2－,3)，无毒气体一定为N2，离子方程式为2CNO－＋3Cl2＋8OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6Cl－＋4H2O＋N2。(3)由于漂白粉中的ClO－具有强氧化性，故可发生反应为CN－＋ClO－=CNO－＋Cl－。[答案](1)CN－＋Cl2＋2OH－=CNO－＋2Cl－＋H2O(2)2CNO－＋3Cl2＋8OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6Cl－＋4H2O＋N2(3)CN－＋ClO－=CNO－＋Cl－14．(素养题)绿色化学是预防污染的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是________。A．处理废弃物 B．治理污染点C．减少有毒物 D．杜绝污染源(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。A．建在西部干旱区可以脱贫致富B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区C．企业有权自主选择厂址D．不宜建在人口稠密的居民区(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四