1、环境保护与绿色化学(30分钟50分)一、选择题(本题包括4小题,每小题4分,共16分)1.保护环境已成为人类的共识。人类应以可持续发展的方式使用资源,以合理的方式对废物进行处理并循环使用。下列做法不利于环境保护的是()A.将发电厂的煤脱硫处理B.将煤转化为水煤气作燃料C.回收并合理处理聚乙烯塑料废物D.电镀废液经中和后直接排放【解析】选D。对煤进行脱硫处理,目的是减少燃烧后SO2的排放;将煤转化为水煤气,可以提高煤的燃烧效率,减少因不完全燃烧而产生CO的排放;回收并合理处理聚乙烯塑料废物,可减少白色污染,变废为宝;电镀废液往往含重金属离子或CN-等,必须进行处理后方可排放,仅中和是不可排放的,
2、D项不利于环境保护。2.(2020深圳高一检测)十八大以来,习近平总书记在多个场合强调,“绿水青山就是金山银山”,对环境生态环保尤为重视,下列说法不符合绿色化学理念的是()A.研发可降解高分子材料,减少“白色污染”B.利用有机垃圾发酵生产沼气作生活燃料C.推广利用太阳能、风能的城市照明系统D.将造纸废水通过高压水井压到地下,节约成本【解析】选D。研发可降解高分子材料,减少塑料制品的使用,从而减少“白色污染”,符合社会可持续发展理念,A正确;回收有机垃圾用于生产沼气,可以减小其他形式不可再生能源的使用,是低碳理念,B正确;我国的能源结构中以燃煤为主,煤属于不可再生能源,发展低碳经济,减少化石燃料
3、的消耗,积极推广可再生能源,C正确;造纸的废水中含有有毒、有腐蚀性的物质,将造纸废水通过高压水井压到地下,污染土壤、地下水资源,不符合可持续发展理念,D错误。【补偿训练】化学与工农业生产、日常生活密切相关。下列做法不符合低碳与环保要求的是()A.加快煤、石油、天然气的开采与使用,提高人们的生活质量B.农业生产中使用易降解的生物农药C.居民楼及民房外墙采用保温材料D.工业生产中使用新技术,提高燃料的利用率【解析】选A。大量开采和使用化石燃料,会大量排放二氧化碳,A项符合题意;易降解的生物农药残留物易转化成可溶、可降解小分子,对环境的危害很小;外墙保温可以减少取暖和降温对物质和能量的消耗;燃料利用
4、率提高,可以减少二氧化碳的排放,B、C、D不符合题意。3.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()选项氧化物环境问题主要来源ACO2酸雨化石燃料的燃烧BSO2光化学烟雾汽车尾气的排放CNO2温室效应工厂废气的排放DCOCO中毒燃料的不完全燃烧【解析】选D。A中,CO2对应的环境问题是温室效应;B中,SO2对应的环境问题是酸雨,主要来源于煤的燃烧和硫酸厂排放的废气;C中,NO2对应的环境问题是酸雨及光化学烟雾,主要来源于汽车尾气的排放。4.“绿色化学”是指从技术、经济上设计出可行的化学反应,尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中不符合绿色化学理念的是()A.除硫酸厂尾气:S
5、O2+2NH3+H2O(NH4)2SO3B.消除硝酸工业尾气氮氧化物的污染:NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2OC.制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2OD.制CuSO4:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O【解析】选C。C项产物中有SO2生成,SO2是大气污染物,可导致酸雨。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)5.目前地球环境污染问题越来越严重。请回答下列问题:(1)臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量的增加,从而使全球皮肤癌的发病人数明显增多。造成这一现象的主要原因是_(填序号,下同)。A.人们大量使用了氟氯代烃B.人们
6、在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气C.石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气D.硝酸、硫酸工厂排放了大量的二氧化硫和一氧化氮(2)光化学烟雾产生的主要原因是_。A.汽油的不完全燃烧B.大量使用农药、化肥C.白色塑料垃圾的漂浮D.金属矿物的冶炼(3)化肥、农药的使用导致人类癌症发病率的增加,其中“六六粉”曾经是广泛使用的一种农药,它是由苯与氯气通过加成反应制得的,写出该反应的化学方程式:_。【解析】(1)臭氧空洞主要是氟氯代烃的使用。(2)光化学烟雾的主要原因是氮氧化物及排放至空气中的部分有机物在阳光(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物,与汽车尾气关系密切。(3)根据题意,结合苯的结构及苯与
7、H2的加成可推出该加成反应的方程式。答案:(1)A(2)A(3)+3Cl2【补偿训练】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。硫酸钙可在如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
8、硫效率;脱硫时控制浆液的pH,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为_。亚硫酸氢钙被足量氧气氧化成硫酸钙的化学方程式为_。【解析】 (1)煤燃烧的产物中有CO2、烟尘以及SO2,分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨。没有营养元素排入水中,不会引起水体富营养化。(2)CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2。亚硫酸氢钙具有还原性,可被氧化为硫酸钙。答案:(1)ABC(2)Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙)Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO41.(6分)(双选)“绿水青山就是金山银山”,下列做法不符合绿色化学理念的是()A.用Cu和
9、浓HNO3生产Cu(NO3)2B.在汽车的排气管上加催化转化装置,将NO和CO转化为N2和CO2C.将重污染企业转移到偏远的农村,以提高城市的空气质量D.研发新的物质合成路径,提高反应物的原子利用率【解析】选A、C。以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜,有副产品二氧化氮、水生成,同时二氧化氮有毒,故A错误;NO和CO属于有毒气体,NO和CO在催化剂作用下转化为无毒的CO2和N2,符合绿色化学理念,故B正确;将重污染企业转移到偏远的农村,污染农村环境,不符合绿色化学理念,故C错误;研发新的物质合成路径,减少副反应发生,提高反应物的原子利用率,符合绿色化学理念,故D正确。2.(14分)绿色化学是“预防污染
10、”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+四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。在能制得纯铜的方案中,哪一步操作会导致环
11、境污染?_。【解析】(1)根据题干描述:绿色化学是“预防污染”的根本手段,因此应从“源头”上杜绝。(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区,同时要考虑水资源和交通问题。(3)第步由于汞的沸点低、易挥发、有毒,因此会造成环境污染。答案:(1)D(2)BD(3)第步【互动探究】(1)上题(3)中加入稀盐酸的作用是_。提示:除去过量铁粉。滤渣中含有Cu、Hg和过量铁粉,加入稀盐酸可以溶解铁粉。(2)针对(3)中对环境的污染,应增加哪些措施防止污染_。提示:增加冷凝回收装置。由于汞的沸点低、易挥发,可以采用冷凝装置进行回收。【补偿训练】酸雨形成的原理之一可表示如下:含硫燃料AB硫酸请回答下列问
12、题:(1)A物质的化学式为_,B物质的化学式为_。(2)三个反应中,不属于氧化还原反应的是_(填序号)。(3)SO2中硫元素显+4价,它可以降低到0价,利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的_(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2,以达到减少污染的目的。(4)雨水的pH5.6时,就判断为酸雨。已知pH=-lgc(H+),经测定某次降雨中只含硫酸,且其浓度为510-5molL-1,则这次降雨_(填“是”或“不是”)酸雨。(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫,其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害的SO2气体,在英国已进行了一个研究,结果表明:高烟囱可以有效降低地面S
13、O2的浓度。在20世纪60年代到70年代的10年间,由发电厂排放的SO2增加了35%,但由于高烟囱的建造,地面SO2浓度降低了30%之多。你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_。A.少用煤作燃料B.把工厂的烟囱建高C.燃料脱硫D.把工厂迁移到农村E.开发新能源请从全球环境保护的角度,分析这种建高烟囱的方法是否可取?_,理由是_。【解析】(1)酸雨形成的反应原理为含硫燃料SO2SO3H2SO4,故A为SO2,B为SO3。(2)以上三个反应中,反应不是氧化还原反应。(3)SO2中硫元素显+4价,由SO2S的反应中,SO2作氧化剂,故需加入还原剂。(4)雨水中c(H+)=2c(H2SO4)=2510-5=10-4(molL-1),pH=-lgc(H+)=-lg10-4=45.6,故该次降雨为酸雨。(5)煤燃烧可产生大量SO2,故少用煤作燃料及燃料脱硫、开发新能源都能减少SO2的排放;把工厂烟囱造高及把工厂迁到农村,都不能减少SO2的排放。把工厂烟囱建高,排放SO2的量没有改变,只是减少了地面SO2的含量。答案:(1)SO2SO3(2)(3)还原剂(4)是(5)ACE不可取没有减少SO2的排放量