1、课时达标作业14 海水资源的开发利用环境保护和绿色化学基础题1.“践行绿色发展理念，建设美丽中国”要求工业生产符合绿色化学或环境保护理念。原子利用率是衡量绿色化学的重要指标，下列化工生产工艺是理想的绿色化学工艺的是()A工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅B利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱C工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾D石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷2化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是()ACO2属于大气污染物B酸雨是pH小于7的雨水CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧3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
2、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4化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法正确的是()A绿色化学的核心是对环境污染进行综合治理B烟、云、雾在阳光照射下可观察到丁达尔现象C“温室效应”“酸雨”的形成都与氮氧化合物有关D高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”5下列做法与环保理念不符合的是()A采用增大臭氧浓度来改善空气质量B利用地热、潮汐等能源替代化石燃料C使用可降解
3、塑料减少“白色污染”D选用不含氮、磷的洗涤剂防止蓝藻污染6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操作a是结晶或重结晶Db是提纯操作，常用蒸馏或分馏7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
4、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8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SO能力题9.二氧化碳捕获和封存技术(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=CaCO32HClOD2MgCO22MgOC10“
5、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ABC D11一种从含Br废水中提取Br2的过程包括过滤、氧化、正十二烷萃取及蒸馏等步骤。已知：Br2CCl4正十二烷密度/gcm33.1191.5950.753沸点/58.7676.8215217下列说法正确的是()A用甲装置过滤时，需不断搅拌B丙装置中用正十二烷而不用CCl4，是因为其密度小C用乙装置将Br氧化为Br2D可用装置丁进行蒸馏，先收集正十
6、二烷再收集Br212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=H22H2SO42HI13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
7、合后才能排放。该操作的主要目的是_。(2)利用氯碱工业产品来处理含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)。AAr BCO2 C空气 DO2 E水蒸气14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2.5 m的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动
8、车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。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)2 BNa2CO3 CCaCl2 DNaHSO3(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
9、(g)O2(g)2NO(g)H0。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO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。SO2NO2N2 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
10、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_。课时达标作业14海水资源的开发利用环境保护和绿色化学1.解析：A项，工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅，反应为2CSiO2Si2CO，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；B项，利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱，反应的化学方程式为Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；C项，工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾过程中铜和浓硫酸反应生成二氧化硫污染性气体，原子利用率不是100%，错误；D项，石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷：，原
11、子利用率是100%，符合“绿色化学”的理念，正确。答案：D2解析：SO2及氮的氧化物是导致酸雨形成的主要物质，而CO2是造成温室效应的主要物质；CO2无毒，不属于大气污染物；酸雨是pH小于5.6的降水。答案：D3解析：消除污染的根本途径是从源头上消除污染源。答案：B4解析：绿色化学的核心指利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境的污染，A项错；“温室效应”的形成与CO2有关，C项错；制作光导纤维的原料是SiO2，D项错。答案：B5答案：A6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，然后才是蒸馏等操作来得到单质碘，A、C、D项错误。答案：B7解析：溴易挥发
12、，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：C8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
13、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：C9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：B10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”。答案：C11解析：A项，过滤时不能搅拌，错误；B项，丙装置中用正十二
14、烷而不用CCl4，是因为其沸点与溴相差大，萃取后的溶液可通过蒸馏而分离，错误；C项，用乙装置利用氯气将Br氧化为Br2，正确；D项，可用装置丁进行蒸馏，先收集Br2再收集正十二烷，错误。答案：C12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=H2SO42H
15、I，在500 时HI分解生成碘和氢气，总反应为SO22H2OH2H2SO4，错误。答案：C13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
16、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(3)沉淀Mg2A14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)c(NO)c(Cl)，代入数据可得c(H)1.0104 molL1，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2CO2NO2CO
17、2N2。(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
