1、海水资源的开发利用环境保护和绿色化学一、选择题1酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下图，下列有关说法错误的是()A光照能引发酸雨的形成B所涉及的变化均为氧化还原反应C污染空气能加快酸雨的形成D优化能源结构能有效遏制酸雨污染2雾霾灾害是大气长期污染造成的结果，大气污染是全人类急需解决的问题之一。下列有关说法不正确的是()A化石燃料的大量燃烧是造成雾霾天气的一种重要因素B研发高科技防雾霾口罩是治理雾霾的根本途径C大力推行清洁生产技术、加快调整能源结构是治理雾霾的重要途径D大力推广使用电动汽车、太阳能及氢能汽车，减少PM2.5排放3我国在航天、
2、军事、天文等领域的发展备受世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是()A“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料B“歼20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料C“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料D“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅4溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下所示：干海带海带灰水溶液碘单质下列有关叙述正确的是()A碘元素在海水中也有游离态存在B在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C操
3、作a是结晶或重结晶Db是提纯操作，常用蒸馏或分馏5目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法，其流程图如下：下列推断不合理的是()A热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质BSO2吸收溴的反应方程式为SO22H2OBr2=H2SO42HBrC流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等D没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能6海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是()A试剂1可以选用石灰乳B从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2BrCl2=2ClBr2C工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO7二氧化碳捕获和封
4、存技术(CCS)是当今化学的前沿技术，下面通过化学反应捕获CO2的反应中，原子利用率达到100%的是()A2Na2O22CO2=2Na2CO3O2BNa2CO3CO2H2O=2NaHCO3CCa(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClOD2MgCO22MgOC8“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是()实验室中收集氨气采用图甲所示装置实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应ABCD9碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时还能制得氢气，具体流程如下：下列说
5、法正确的是()A分离器中的物质分离操作为过滤B膜反应器中，增大压强有利于提高HI的分解速率和平衡转化率C该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”D碘循环工艺的总反应为2SO24H2OI2=H22H2SO42HI10环保是21世纪人类社会的主要课题之一，十九大报告中提出了新目标“建成富强、民主、文明、和谐、美丽的社会主义现代化强国”。火电厂、燃煤锅炉是SO2污染集中、规模大的行业，石灰石石膏烟脱硫是除去SO2的一种常用方法。其过程如图1。研究发现：pH和温度会对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响；当烟气通入速度一定时，石灰石浆液的脱硫效率与浆液pH的关系如图2，下列有关说法正确的是()图1图2
6、A烟气通入石灰石浆液时的温度越高吸收越快，吸收率越高B石灰石浆液pH5.7时，烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度增大C将脱硫后的气体通入KMnO4溶液，可粗略判断烟气脱硫效率的高低D上述方法中用石灰石浆液吸收64gSO2理论生成22gCO2二、非选择题11当今世界各国充分认识到海洋资源的重要性，海水的综合利用是当今的热点话题之一。(1)利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧过程中排放的SO2造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示：天然海水吸收含硫的烟气后，需要用氧气进行氧化处理，其反应的化学方程式是_，氧化后的海水需要加入NaOH，与之混合后才能排放。该操作的主要目的是_。(2)利用氯碱工业产
7、品来处理含SO2的烟气的流程如图所示：“吸收装置”中发生反应的离子方程式是_。上述流程中循环利用的物质是_。(3)从海水中提纯粗盐后的母液中含有K、Na和Mg2等阳离子。对母液进行一系列的加工可制得金属镁：从离子反应的角度思考，在母液中加入石灰乳所起的作用是_；电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁。下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂是_(填字母)。AArBCO2C空气DO2E水蒸气12某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5m的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义
8、。请回答下列问题：(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：离子HKNaNHSONOCl浓度/molL1未测定410661062105410531052105根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为_，试样的pH_。(2)为减少SO2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是_(填字母)。ACa(OH)2BNa2CO3CCaCl2DNaHSO3(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化：已知汽缸中生成NO的反应：N2(g)O2(g)2NO(g)H0。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内N
9、O排放量越大，原因是_。汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知该反应的H0，简述该设想能否实现及依据：_。目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学方程式为_。(4)利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示。NO2被吸收的离子方程式是_。(5)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。a为电源的_(填“正极”或“负极”)，阳极的电极反应式为_。在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。课
10、时作业13海水资源的开发利用环境保护和绿色化学1.解析：由图示可知，酸雨形成的两个途径中都涉及了光照的条件，故A正确；三氧化硫与水反应生成硫酸，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；由图中信息可知，污染空气中氮的氧化物、碳氢化合物及二氧化硫等大气污染物可以通过光化学反应生成硫酸，在这个过程中，氮的氧化物是催化剂，加快了酸雨的形成，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，能有效减少二氧化硫的排放量，故能有效遏制酸雨污染，故D正确。答案：B2解析：消除污染的根本途径是从源头上消除污染源。答案：B3答案：C4解析：碘在海水中只以化合态(I)存在，没有游离态。操作a是萃取，操作b是分液，然
11、后才是蒸馏等操作来得到单质碘，A、C、D项错误。答案：B5解析：溴易挥发，所以用热空气将溴吹出，A项正确；SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，B项正确；流程中SO2被氧化为H2SO4，不可能被循环使用，C项错误；“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2的海水相比效率更高，消耗能源少，成本低，D项正确。答案：C6解析：煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1廉价且原料来源广泛，故A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2BrCl2=2ClBr2，然后采用萃取的方法从溶液
12、中获取溴，故B正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故C错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，故D正确。答案：C7解析：B项中生成物只有一种，无副产物生成，原子利用率达100%。答案：B8解析：因为氨气的密度比空气小，实验室用向下排空气法收集氨气，氨气溶于水呈弱碱性，可以使滴有酚酞的水溶液变红，符合“绿色化学”；氯气有毒，与钠反应后，多余的氯气被碱液吸收，符合“绿色化学”；铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用气球收集，符合“绿色化学”；浓盐酸和浓氨水都易挥发，不符合“绿色化学”
13、。答案：C9解析：A项，硫酸和氢碘酸均易溶于水，通过过滤不能分离硫酸和氢碘酸，错误；B项，膜反应器中，碘化氢的分解反应是气体的物质的量不变的反应，增大压强，平衡不会移动，不能提高HI的平衡转化率，错误；C项，该工艺中在反应器中碘吸收二氧化硫，在膜反应器中生成的碘化氢又分解生成碘，体现了“碘循环”，正确；D项，从流程图可知，在反应器中，I2氧化SO2，生成硫酸和HI，反应方程式为SO2I22H2O=H2SO42HI，在500时HI分解生成碘和氢气，总反应为SO22H2OH2H2SO4，错误。答案：C10解析：烟气通入石灰石浆液时的温度越高气体二氧化硫的溶解度越小，部分二氧化硫不能被溶解，就会逸出
14、溶液使吸收率降低，故A错误；石灰石浆液pH5.7时，烟气脱硫效率降低的原因是石灰石的溶解度减小，石灰石的浓度减小，脱硫效率随之下降，故B错误；脱硫后的气体是否残存二氧化硫，含多少，可以利用高锰酸钾溶液褪色的程度和快慢粗略判断烟气脱硫效率，故C正确；上述分析得到总反应为：2CaCO32SO2O24H2O=2CaSO42H2O2CO2，1mol二氧化硫反应生成1mol二氧化碳，即每吸收64g二氧化硫理论上同时生成44g二氧化碳，故D错误。答案：C11解析：(1)氧气将H2SO3氧化为硫酸，该反应为2H2SO3O2=2H2SO4，氧化后的“海水”需中和稀释生成的酸(H)后才能排放，即NaOH与硫酸发
15、生中和反应。(2)氯碱工业产品之一为NaOH，用NaOH吸收SO2，其离子方程式为SO2OH=HSO；回收装置中NaHSO3溶液与HCl反应生成NaCl溶液，NaCl溶液又是氯碱工业的原料，故循环利用的物质是NaCl溶液。(3)石灰乳能将镁离子转化为沉淀，则在母液中加入石灰乳所起的作用是沉淀Mg2；用作镁蒸气的冷却剂，应不与Mg反应，只有A符合，而Mg与二氧化碳、氧气、水蒸气等均可反应。答案：(1)2H2SO3O2=2H2SO4NaOH与硫酸发生中和反应(2)SO2OH=HSONaCl溶液(3)沉淀Mg2A12解析：(1)待测试样中离子的电荷守恒为c(H)c(K)c(Na)c(NH)2c(SO
16、)c(NO)c(Cl)，代入数据可得c(H)1.0104molL1，即pH4。(2)SO2为酸性气体，可用碱性溶液来吸收。(3)温度升高，反应N2(g)O2 (g)2NO(g)H0正向移动，并且反应速率加快，所以单位时间内生成的NO的量增加。由于H0，S0，所以HTS0，该反应无法自发进行。由题意知产物应为CO2和N2，反应的化学方程式为2CO2NO2CO2N2。(4)由图示看出NO2将NH4HSO3中的HSO氧化为SO，本身还原为N2，即可写出氧化还原反应的离子方程式。(5)依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极区发生反应SO22e2H2O=SO4H，阳极与电源的正极相连。阴极排出的溶液为S2O，二氧化氮与其发生反应，S2O中硫元素由3价变为亚硫酸根中的4价，S2O被氧化作还原剂；二氧化氮中的氮元素化合价由4价变为氮气中的0价，二氧化氮被还原作氧化剂，依据原子守恒和得失电子守恒可得，发生的离子方程式为4S2O2NO28OH=8SON24H2O，所以该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。答案：(1)酸性4(2)AB(3)温度升高，反应速率加快，平衡右移不能实现，该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均无法自发进行2CO2NO2CO2N2(4)2NO24HSO=N24SO4H(5)正极SO22H2O2e=SO4H1:2