2024-2025学年新教材高中化学第八章化学与可持续发展第3节环境保护与绿色化学练习含解析新人教版必修2

PAGE1-第3节环境爱护与绿色化学基础达标一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．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(D)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，调整pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀D．在废水中加石灰，调整pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀解析：用离子交换法费用高，不经济，A不选；用H2SO4会引入H＋，pH下降，B不选；用NaOH使碱性增加，且费用高，不选C；石灰价格便宜，且能达到处理效果，选D。2．绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是(C)3．下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是(A)①“绿色化学”是指肯定无污染的化学过程②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程③“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程④“绿色化学”是人们志向中的化学过程，无法实现⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴⑥合理施用农药属于“绿色化学”⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程⑧开发利用氢能源属于“绿色化学”⑨富含叶绿素的食品属于“绿色食品”⑩簇新的蔬菜属于“绿色食品”⑥无污染的平安、优质、养分类食品属于“绿色食品”⑩贴有“绿色”防伪标记的食品属于“绿色食品”A．③⑧⑪ B．①②③⑤⑥⑧⑩C．②⑥⑦⑨ D．④解析：①～⑧是对绿色化学的叙述。绿色化学的核心是从源头上削减或消退工业生产对环境的污染，强调最志向的原料经济性原则和污染物的零排放。所以①中的“肯定无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、⑥中的“合理施用农药”、⑦中的“加强环境监测”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴，③、⑧正确。⑨～⑫是对绿色食品的描述，只有⑪正确。二、非选择题4.20世纪90年头初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是探讨和找寻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)下列各项属于“绿色化学”要求的是__D__(填字母，下同)。A．处理废弃物 B．治理污染点C．削减有毒物 D．杜绝污染源(2)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某三位学生分别设计了从该污染水中回收纯净的金属铜的方案。在制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？__第③步__。应增加哪些措施防止污染？__增加冷凝回收装置__。解析：(1)依据题干描述，绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝。(2)第③步中，由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。5．以下是与绿色化学、环境爱护和人类健康休戚相关的三个主题，请依据已知信息回答下列问题：(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是__AD__(填字母)。A．CH2CH2＋HCl→CH3CH2ClB．CH3CH2OH＋HCleq\o(——→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Cl＋H2OC．CH3CH3＋Cl2eq\o(——→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HClD．CH2CHCl＋H2eq\o(——→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Cl由上述四个反应可归纳出，原子经济性最高的是__加成反应__(填反应类型)。(2)有毒物质的无害化处理也是绿色化学探讨的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，它可将废水中少量的CN-等有毒的酸根离子氧化而除去。请写出用ClO2将废水中的CN-氧化成无毒气体的离子方程式：__2ClO2＋2CN-2CO2＋N2＋2Cl-__，该方法的优点是__产物为无毒无害的Cl-、CO2和N2__。(3)某饮用水厂由自然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如下：活性炭的作用是__吸附水中的有机物(或除去水中的异味)__；O3消毒的优点是__反应产物无毒无害__。解析：(1)原子经济性高，即理论上原子的利用率尽可能达到100%，没有副产物。A、D两项中的原子利用率都是100%。(2)把CN-氧化成无毒气体，说明C、N分别生成了CO2、N2，ClO2的还原产物应当是无毒的Cl-。(3)活性炭能吸附水中的有机物，从而除去异味。用O3消毒时，其产物为无毒无害的O2。实力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．下列环保建议中，不符合“绿色化学”思想的是(CD)A．提倡生活垃圾分类收集B．用自然气代替汽油和柴油作发动机燃料C．未经处理的工业废水和生活污水的随意排放D．运用添加剂抑制水中全部动植物的生长2．下列不利于“清水蓝天”工程实施的是(A)A．将废旧电池深埋，防止污染环境B．加强城市生活污水脱氮除磷处理，遏制水体富养分化C．主动推广太阳能、风能、地热能及水能等的运用，削减化石燃料的运用D．农作物秸秆收割后可发酵制造沼气和农家肥解析：废旧电池作深埋处理睬污染土壤，A错误；加强城市生活污水脱氮除磷处理，遏制水体富养分化，有利于爱护水资源，B正确；主动推广清洁能源的运用，削减化石燃料的运用，有利于爱护环境，C正确；农作物收割后留下的秸秆发酵后作为农家肥，可循环运用，不产生污染，符合“绿色化学”理念，D正确。3．造成雾霾的重要缘由之一是汽车尾气的排放，汽车加装尾气处理装置可以削减有害尾气的排放。在汽车尾气净扮装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如下图所示。下列说法错误的是(BC)A．NO2是该过程的中间产物B．汽车尾气的主要污染成分为CO2和NOC．NO和O2必需在催化剂表面才能反应D．该催化转化的总反应方程式：2NO＋O2＋4COeq\o(,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2解析：由题目供应的图可知：2NO＋O22NO2,2NO2＋4COeq\o(,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2，NO2是该过程的中间产物，故A正确：汽油不完全燃烧可生成CO，空气中的氮气在气缸中放电条件下可生成NO，汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等，故B正确；NO和O2在常温下就能反应生成NO2，故C错误；该反应的反应物是NO、O2、CO，生成物是CO2、N2，反应条件是催化剂，所以该反应方程式2NO＋O2＋4COeq\o(,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2，故D正确。二、非选择题4．SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2含量不得超过0.02mg·L-1。(1)酸雨是降水呈酸性(pH小于5.6)的统称，个别地方甚至低于2.1(食醋的pH＝3)。引起酸雨的罪魁祸首是大气中的SO2和氮的氧化物。它们的主要来源是煤和石油的燃烧，全世界每年排放1.5亿吨的SO2。①SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化，最终与雨水形成硫酸型酸雨。试写出这两个反应的化学方程式：__2SO2＋O2eq\o(═══,\s\up7(光))2SO3__；__SO3＋H2OH2SO4__。②汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中都含有氮的氧化物，全世界每年排放量约为5×107kg。NO2溶于水生成__HNO③酸雨可导致的危害有__A、B、D__(填序号)。A．腐蚀建筑物 B．导致树木枯萎C．造成洪涝灾难 D．恶化人类环境④为了削减酸雨的形成，必需削减SO2的排放量，对燃料中的硫化物进行__脱硫__，对废气中的氮的氧化物用__碱液__汲取。(2)某化学爱好小组选用如图所示的试验装置，测定工业原料气(含SO2、N2、O2)中SO2的含量(已知碘能氧化H2SO3，生成H2SO4)。①若原料气从左向右流时，上述装置连接的依次是：原料气__c，d→b，a→e__(用字母和箭头表示)。②写出装置B中发生反应的离子方程式：__I2＋SO2＋2H2O2I-＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋__；当装置B中出现__蓝色恰好变成无色__现象时，马上停止通气。③你认为下列试剂中，可以用来代替试管中的碘-淀粉溶液的是__A__(填序号)。A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液C．溴水 D．氨水④若碘溶液的浓度为0.05mol·L-1，体积为20mL，收集到的N2与O2的体积为297.6mL(已折算为标准状况下的体积)。那么SO2的含量是否超标？__超标__。解析：(1)①据信息可以写出化学方程式：2SO2＋O2eq\o(═══,\s\up7(光))2SO3，SO3＋H2OH2SO4。②NO2溶于水中与水反应生成HNO3与NO，化学方程式为3NO2＋H2O2HNO3＋NO。③酸雨的酸性较强，能腐蚀建筑物，导致树木枯萎等从而恶化人类环境，但不会造成洪涝灾难。④为了削减酸雨的形成，必需削减SO2的排放量，对燃料进行脱硫处理。对废气中的氮氧化物用碱液汲取。(2)因废气中的SO2能与I2发生化学反应：SO2＋I2＋2H2OH2SO4＋2HI，当B中蓝色恰好变成无色时，说明SO2恰好完全反应，依据消耗掉I2的物质的量即可求出SO2的体积，剩余气体N2和O2可用排水法(短管进，长管出)而测出二者的体积，即可求出SO2的体积分数，故装置的连接依次为原料气→c，d→b，a→e。SO2也能被酸性KMnO4氧化且有明显的试验现象，溴水也能与SO2反应，但Br2易挥发，会产生试验误差。NaOH溶液、氨水也能消耗SO2，但无明显试验现象。由条件知n(SO2)＝n(I2)＝0.05mol·L-1×0.02L＝0.001mol，即其体积为22.4mL，所以工业原料气总体积为297.6mL＋22.4mL＝320mL，其中SO2的质量为0.001mol×64g·mol-1＝0.064g，故SO2的含量为eq\f(64mg,0.32L)＝200mg·L-1>0.02mg·L-1，所以SO2含量超标。5．干脆排放煤燃烧产生的烟气会引起严峻的环境问题，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