8.3环境保护与绿色化学（分层练习）

第八章化学与可持续发展第3节环境保护与绿色化学（分层练习）1．化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法正确的是A．燃煤脱硫有利于实现“碳达峰、碳中和”B．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自Fe2O3C．“方家以磁石磨针锋，则能指南”中的磁石主要成分为Fe3O4D．“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，铁合金的硬度和熔点比纯铁高【答案】C【解析】A．燃煤脱硫是减少二氧化硫的排放，减少酸雨的发生，与实现“碳达峰、碳中和”无关，故A错误；B．Fe2O3为红棕色，不是青色，故B错误；C．Fe3O4俗称磁性氧化铁，具有磁性，磁石主要成分是Fe3O4，故C正确；D．合金的硬度比纯铁高，但熔点比其成分熔点低，故D错误；答案为C。2．绿水青山就是金山银山，下列气体排放到空气中，不会造成空气污染的是A．二氧化碳B．二氧化硫C．二氧化氮D．氨气【答案】A【解析】空气污染主要是粉尘和有害气体，二氧化氮、二氧化硫、氨气都是空气污染物；二氧化碳是空气的成分，不会造成空气污染。3．“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是A．将重质油裂解为轻质油作为燃料B．大规模开采可燃冰作为新能源C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D．研发催化剂将CO2还原为甲醇【答案】D【解析】将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故A不符合题意；大规模开采可燃冰作为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合题意；通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故C不符合题意。4．2021年10月13日，联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会通过《昆明宣言》，《宣言》承诺，确保最迟在2030年使生物多样性走上恢复之路，进而全面实现“人与自然和谐共生”的2050年愿景。从化学角度，下列不利于实现该宣言的是A．燃煤中添加石灰石，以消除SO2对环境的污染B．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用C．禁止使用农药和化肥，保护水资源D．购物时使用布袋等代替塑料袋【答案】C【解析】A．燃煤中添加石灰石，降低二氧化硫排放，以消除SO2对环境的污染，有利于生物多样性，故不选A；B．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用，减少垃圾环境污染，有利于生物多样性，故不选B；C．农药和化肥可以增加粮食的产量，应该合理使用农药和化肥，不能完全禁止使用农药和化肥，故选C；D．购物时使用布袋等代替塑料袋，减少白色污染，有利于生物多样性，故不选D；选C。5．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。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的产物，即原子利用率为100%。下列反应最符合绿色化学中“原子经济”要求的是A．nCH2＝CH2CH2－CH2nB．CH4+2Cl2CH2Cl2+2HClC．Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2OD．3NO2+H2O＝2HNO3+NO【答案】A【解析】选A。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的产物，即原子利用率为100%。nCH2＝CH2CH2－CH2n为加聚反应，产物只有一种，原子利用率达100%，符合。选项A正确；CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl为取代反应，原子利用率没有达100%，不符合。选项B错误；Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O，原子利用率没有达100%，不符合。选项C错误；3NO2+H2O＝2HNO3+NO，原子利用率没有达100%，不符合。选项D错误。6．硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除【答案】D【解析】NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气中的主要大气污染物为碳与氮的氧化物，如NOx和CO等，B错误；氮的固定是指将游离态的氮转化为氮的化合物的过程，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，C错误。7．化学与环保、工农业生产、生活联系十分广泛，下列说法错误的是A．密封包装的食品里常有装铁屑和碳粉小袋，目的是吸收氧气，减缓食品变质B．合理使用农药和化肥，可减少水土污染C．制糖工业用活性炭脱色制白糖，是化学变化D．开发利用新能源，减少化石燃料的使用，可降低碳排放【答案】C【解析】A．食品袋里常有装铁屑和碳粉的小袋，其通过形成微小的原电池，吸收袋内的氧气，防止油脂发生酸败，从而减缓食品变质，A正确；B．合理使用农药和化肥，可治理病虫害，使植物生长茂盛，从而提高产量，同时又可减少水土污染，B正确；C．制糖工业用活性炭脱色制白糖，主要利用活性炭能吸附有色物质的性质，属于物理变化，C错误；D．开发利用太阳能、风能、水能等新能源，可减少含碳燃料(如化石燃料)的使用，从而降低碳的排放，D正确；故选C。8．化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是A．食品加工时不可添加任何防腐剂B．掩埋废旧电池不会造成环境污染C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染【答案】C【解析】食品中适当添加防腐剂（可以延长食品保质期（但要控制食品中防腐剂的添加量符合国家制定的标准，A项说法错误；掩埋废旧电池（废旧电池中的重金属离子会污染土壤和地下水（B项说法错误；天然气不完全燃烧会产生CO，CO是一种有毒的气体，C项说法正确；使用含磷洗涤剂会使水体富营养化（造成水华、赤潮现象，破坏水体生态平衡（造成水体污染（D项说法错误。9．有关化学与可持续发展的说法不正确的是A．理想的新能源应该具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点B．提高金属矿物的利用率，开发环保高效的金属冶炼方法，防止金属的腐蚀，加强废旧金属的回收和再利用等都是合理开发和利用金属资源的主要途径C．合理用药必须在医生、医师指导下，遵循安全、有效、经济等原则D．绿色化学的核心思想是利用化学原理和技术手段，对被污染的环境进行治理【答案】D【解析】A．理想的新能源应该具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点，如太阳能、风能等，故A正确；B．金属资源面临枯蝎，保护金属资源的有效途径之一就是回收再利用、开发环保高效的金属冶炼方法、防止金属的腐蚀等，故B正确；C．用药应在在医生、医师指导下，遵循安全、有效、经济等原则，故C正确；D．利用化学原理和技术手段可以从源头减少或消除环境污染，实现绿色化学的核心思想，故D错误；故选D。10．2022年3月22日是“世界水日”，我国确定的“中国水周”的主题为“推进地下水超采综合治理，复苏河湖生态环境”，下列说法错误的是A．工业废水需要处理达标后才能排放B．生活废水不含重金属污染物，因此可以直接排放C．经处理后的工业废水可以循环使用D．向废水中加入生石灰可降低重金属离子的含量【答案】B【解析】A项，工业废水中含有大量的污染物，因此必须处理达标后才能排放，所以正确，不符合题意；B项，生活废水中虽然不含重金属污染物，但含有大量有机物，会使水体富营养化，因此不能随意直接排放，所以错误，符合题意；C项，为了节省水资源，处理后的工业废水可以循环利用，所以正确，不符合题意；D项，生石灰与水反应生成氢氧根离子，氢氧根离子可以与大部分重金属阳离子反应生成氢氧化物沉淀，达到降低水中重金属离子含量的目的，所以正确，不符合题意。11．下列不符合环境保护和绿色化学理念的是A．禁止使用含铅汽油作为汽车燃料B．用银作催化剂，乙烯和氧气反应制取环氧乙烷，原子利用率100%C．制CuSO4时先将Cu氧化成CuO后再与稀硫酸反应D．用铜和浓硝酸反应制取Cu(NO3)2【答案】D【解析】A项，禁止使用含铅汽油作为汽车燃料，能够减少有毒气体的排放，有利于环境保护，符合绿色化学的理念，不符合题意；B项，采用银作催化剂，乙烯和氧气制取环氧乙烷，原子利用率100%，符合绿色化学的理念，不符合题意；C项，制CuSO4时先将Cu氧化成CuO后再与稀硫酸反应，不会产生有毒气体，消耗的硫酸的量少，符合绿色化学观念，不符合题意；D项，用铜和浓硝酸反应制取Cu(NO3)2，反应过程中除了生成硝酸铜外还生成二氧化氮有毒气体，不符合绿色化学理念，符合题意。12．2022年北京冬奥会成功举办，本届冬奥会体现了科技创新与艺术设计的完美融合。下列说法错误的是A．建造场馆所用的玻璃，属于硅酸盐材料B．传输信号所用的光导纤维，主要成分为单质硅C．能源供给采用风能、太阳能等发电，风能和太阳能均属于可再生能源D．颁奖礼仪服内胆添加了第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料【答案】B【解析】A．玻璃为无机非金属硅酸盐材料，A项正确；B．光导纤维为SiO2，B项错误；C．风能和太阳能均为可再生能源，C项正确；D．石墨烯为碳元素的单质，它是新型无机非金属材料，D项正确；故选B。13．“绿色生活，可持续发展”是上海世博会的主题。下列有关环境、健康可持续发展的叙述中，正确的是①在饲料中加入“瘦肉精”，人食用猪肉后能降低“高血脂”的发病率；②自备购物袋，不用塑料袋；③建立空调液化水和屋面雨水收集系统，充分利用水资源；④大力发展、推广可利用太阳能、风能的城市照明系统；⑤可吸入颗粒(例如硅酸盐粉尘)形成雾霾，对人类健康危害较大；⑥用填埋法处理未经分类的生活垃圾。A．②③④⑤ B．②③④⑥ C．②③④ D．③④⑤⑥【答案】A【解析】①在饲料中加入“瘦肉精”，会在动物肝脏内积累，人食用后会引起中毒现象，不利于人体健康，故①错误；②自备购物袋，不用塑料袋，能够减少白色污染，符合环保、可持续发展的要求，故②正确；③建立空调液化水和屋面雨水收集系统，充分利用水资源，有利于节约水资源，符合环保、可持续发展的要求，故③正确；④大力发展、推广可利用太阳能、风能的城市照明系统，可减少化石燃料的使用，能够起到保护环境、节约能源的作用，故④正确；⑤可吸入颗粒(例如硅酸盐粉尘)形成气溶胶，对人类健康危害较大，故⑤正确；⑥用填埋法处理未经分类的生活垃圾，会污染环境，不符合环保、可持续发展的要求，故⑥错误；综上所述，正确的有②③④⑤；故答案选A。14．中央经济工作会议将碳达峰和碳中和列为主要任务之一，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“绿色化学”等概念越来越受到人们的重视。下列说法不正确的是A．太阳能、地热能、氢能均属于新能源B．低碳是指采用含碳量低的烃类作为燃料C．图中HCl的循环使用体现了“节能减排”思想D．用乙烷和氯气光照制取氯乙烷不是最理想的“原子经济性反应”【答案】B【解析】选B。新能源是指无污染、可持续利用的能源，太阳能、地热能、氢能均属于新能源，故A正确；依据低碳概念可知，低碳是指减少二氧化碳等温室气体的排放，故B错误；图中HCl的循环使用可以节约能源，减少污染物的排放，体现了“节能减排”思想，故C正确；用乙烷和氯气光照制取氯乙烷，除了生成氯乙烷还生成氯化氢等物质，不是最理想的“原子经济性反应”，故D正确。15．2021年已全面开启乡村振兴战略，其中环境治理、人居环境优化、提升农产品产量质量是乡村振兴的重要内容。结合所学化学知识，你认为不合理的是A．利用光驱动合成生物学，将CO2合理转化B．规模种植业中尽量使用传统农家肥，尽量少使用化学肥料和农药C．把塑料等“白色垃圾”回收制成一次性饮用杯子或者焚烧D．垃圾分类回收、处理【答案】C【解析】A．利用光驱动合成生物学，将二氧化碳合理转化，可减少二氧化碳的排放，有利于环境治理，A不符合题意；B．规模种植业中尽量使用传统农家肥，尽量少使用化学肥料和农药，有利于减少土壤污染，B不符合题意；C．把塑料等“白色垃圾”回收制成一次性饮用杯子不利于身体健康，而焚烧会造成污染，不合理，C符合题意；D．垃圾分类回收、处理，有利于资源的再利用，D不符合题意；答案选C。16．环境和资源是人类面临的两大课题。下列说法错误的是A．燃煤时加入生石灰可减少温室气体的排放B．石油经分馏获得的汽油是混合物C．“地沟油”经加工处理后制成肥皂，可以提高资源的利用率D．相同状况下，等体积的甲烷和乙烷相比，乙烷燃烧时的耗氧量更多【答案】A【解析】A．温室气体主要为CO2，而燃煤时加入生石灰主要作用是吸收SO2，减少酸雨的形成，A错误；B．汽油是由石油分馏得到的产品，主要成分是烃类，为混合物，B正确；C．地沟油的成分是油脂，经过皂化反应得到的硬脂酸钠用作肥皂，可提高资源的利用率，C正确；D．同物质的量的烃CxHy，耗氧量比较大小，D正确；故选A。17．工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法类别都正确的是选项污染物处理措施方法类别A含Cr2O72的废水加FeSO4沉降物理法B含纯碱的废水加石灰水反应化学法C含Cu2+等重金属离子的废水加硫酸盐沉降化学法D含复杂有机物的废水通过微生物代谢生物法A． B． C．C D．【答案】D【解析】A．加FeSO4沉降含Cr2O72废水，发生氧化还原反应，是化学方法，故A错误；B．Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH，溶液碱性更强，污染更严重，故B错误；C．CuSO4不是沉淀，处理措施错误，故C错误；D．通过微生物代谢含复杂有机物的废水，是生物法，故D正确；故选D。18．I．燃煤的烟气中含有SO2，为治理雾霾天气，工厂采用多种方法实现烟气脱硫。（1）“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而脱硫，下列试剂中适合用作该法吸收剂的是____________(填字母序号)。A．石灰乳 B．Na2SO3溶液 C．NaOH溶液 D．CaCl2溶液II．某工厂利用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)来吸收燃煤烟气中含有的SO2，还可以得到亚硫酸钠粗品。其流程如图：（2）过程①进行的操作是_______________。（3）要提高SO2吸收效率的可行措施有_________(填数字序号)。①加快烟气的通入速率②将吸收液Na2CO3溶液进行雾化③在高温条件下吸收④适当增加Na2CO3的浓度（4）上述流程中，加入NaOH后，发生化学方程式是________________________________________。（5）亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4，原因是______________________________________，设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量Na2SO4的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，________________________，出现白色沉淀，则证明含有Na2SO4。（6）己知有VL(已换算成标准状况)烟气(SO2)，通入足量H2O2吸收，再加足量BaCl2溶液充分反应后(不考虑气中其他成分的反应)，过滤、洗涤、干燥、称量得到Wg沉淀。烟气中SO2的含量(体积分数)的计算式是______________。【答案】（1）ABC（2）溶解、过滤（3）②④（4）NaOH＋NaHSO3Na2SO3＋H2O（5）Na2SO3被氧化加入过量盐酸，再加入BaCl2溶液（6）EQ\f(22.4W,233V)【解析】工业废残渣先溶解过滤除去废渣，所得碳酸钠溶液中通入SO2，转化为亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠热分解得到亚硫酸钠，据此解答。（1）A项，石灰乳是氢氧化钙的浊液，能与SO2反应，符合题意；B项，Na2SO3溶液能与SO2反应生成亚硫酸氢钠，符合题意；C项，NaOH是强碱，NaOH溶液能与SO2反应，符合题意；D项，亚硫酸的酸性弱于盐酸，CaCl2溶液与SO2不反应，不符合题意；答案为ABC；（2）过程①得到废渣，因此进行的操作是溶解、过滤；（3）①加快烟气的通入速率，吸收不充分，降低吸收率；②将吸收液Na2CO3溶液进行雾化，增大吸收面积，提高吸收率；③在高温条件下吸收，降低二氧化硫的溶解度，降低吸收率；④适当增加Na2CO3的浓度，提高吸收率；答案选②④；（4）上述流程中，加入NaOH后亚硫酸氢钠转化为亚硫酸钠，发生的化学方程式是NaOH＋NaHSO3Na2SO3＋H2O；（5）由于Na2SO3易被氧化Na2SO4，所以亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4，由于硫酸钡不溶于水也不溶于酸，所以证明亚硫酸钠粗品含有少量Na2SO4的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，加入过量盐酸，再加入BaCl2溶液，出现白色沉淀，则证明含有Na2SO4；（6）Wg沉淀是硫酸钡，物质的量是EQ\f(V,233)mol，根据硫元素守恒可知烟气中SO2的含量(体积分数)的计算式是EQ\f(EQ\f(V,233)mol×22.4L·mol－1,VL)×100%＝EQ\f(22.4W,233V)×100%。19．分析下面两个案例并回答有关问题。（1）某城镇生产、生活的分布情况如图所示，河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示。①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是______________________________；②Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因可能是________________________。（2）某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿（主要成分为Fe2O3，还含有SiO2等杂质）、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区建设大型炼铁厂。①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系。据此确定上图中相应工厂的名称A__________、B__________、C__________、D__________；②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式__________；③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有（举出2种措施即可）_________________________。【答案】（1）①造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水，pH降低（或火力发电厂燃烧产生的SO2会导致酸雨，飘落后使Y处等的河水pH降低）②化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养化，水温较高，适于藻类等水生植物生长，河水中溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡（2）①发电厂；焦化厂；炼铁厂；水泥厂②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2③用炼铁厂的炉渣（或CaSiO3）作为水泥厂的原料；用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料；将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO2，减少对空气的污染；建立污水处理系统（只要合理，写出任意两种即可）【解析】（1）①造纸厂排放的碱性污水使X处河水pH升高，火力发电厂净化烟气的酸性废水治理未达标就排放，造成Y处等的河水pH降低（或火力发电厂燃煤产生的SO2会导致酸雨，飘落后使Y处等的河水pH降低）；②Z处河水紧邻化肥厂、农田及污水处理厂，根据已知信息，X处水温较高，溶解氧较少，则产生这种现象的原因可能是化肥厂、农田及生活污水使Z处河水富营养化，水温较高，适于藻类等水生植物生长，河水中溶解氧被大量消耗，导致鱼类死亡；（2）①发电厂、焦化厂需要煤；炼铁厂需要铁矿石、焦炭、石灰石；水泥厂需要的原料为黏土和石灰石。首先推知：D为水泥厂，C为炼铁厂，由A与另外三厂都有联系，可知A为发电厂，则B为焦化厂；②高炉炼铁中得到生铁的方程式为Fe2O3+3COFe+3CO2，产生炉渣的方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑；③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有：用炼铁厂的炉渣（或CaSiO3）作为水泥厂的原料；用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料；将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO2，减少对空气；建立污水处理系统。20．中国科学院官方微信于2017年3月发表《灰霾专题》，提出灰霾中细颗粒物的成因，部分分析如下图所示。（1）根据上图信息可以看出，下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的_______。A．SO2 B．NOx C．VOCs D．NH3硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)通常用来分别表示气体污染物SO2和NO2向和的转化程度。SOR和NOR的计算公式为：已知PM2.5中主要以(NH4)2SO4形式存在，主要以NH4NO3形式存在。(NH4)2SO4比NH4NO3更稳定；NH4NO3和HNO3加热或光照均易分解。某地SOR和NOR的数据如下表所示：季节春季夏季秋季冬季平均SOR0.290.420.280.260.31NOR0.210.140.230.250.21（2）由上表数据可知，SOR和NOR差异最大的季节是_______。A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季（3）结合相关化学原理推测该季节产生这种差异可能的原因。_______。（4）设r=c()/c()，r值可以较好地反映机动车等移动源污染与燃煤等固定源污染的相对大小。已知某地PM2.5浓度及r值随季节变化如图所示。根据该图分析，造成秋冬季节PM2.5偏高的首要原因是_______。A．移动源污染

B．固定源污染（5）假如你是城市管理者，请你提出一条有针对性的措施，以缓解秋冬季节PM2.5污染较严重的问题。_______。烟气脱硝(将NOx转化成无害物质)是工业废气处理中的重要工艺。相对传统的处理工艺，活性炭吸附脱硝法具有工艺过程无二次污染、氮资源和脱硝剂可循环利用等优点。回答下列问题。Ⅰ.活性炭吸附脱硝法的工艺流程如图所示。（6）该流程中活性炭的作用是_______，若入口烟气中NOx以NO形式参加反应，则相应的化学方程式为_______。Ⅱ.某同学选择如下装置(省略夹持仪器)对该方法进行模拟实验：(7)实验前，按h→j，i→k的顺序连接仪器，检查装置_______。按h→j而不是h→k连接仪器的原因是_______。(8)先通入空气，再打开A、B中分液漏斗的活塞，观察到B中出现红棕色气体，此时，所获得的氮氧化物中一定含有_______气体。(9)装置F除了能用于判断气体流速和脱硝效果外，还可用于_______。(10)为达到更好的脱硝效果，实验中应采取的措施有_______(任写1种)。(11)常温常压下，以一定流速和比例混合NO、NH3、空气等气体进行模拟实验，现测得NO入口体积分数为3×104，出口体积分数为6×105，则脱硝百分率为_______%(因混合气体中NO所占比例很小，可忽略脱硝前后气体总体积的变化，计算结果保留小数点后1位)。【答案】（1）A（2）B（3）由于夏季温度较高、光照强度较大，会促进SO2转化为SO，导