第八章　化学与可持续发展　章末整合　重点突破 学案（含答案）

第八章　化学与可持续发展 章末整合　重点突破
2.化学品的合理使用
3．环境保护与绿色化学
1．(2021·全国乙卷，1)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中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
2．(2021·全国甲卷，7)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
3．(2021·河北，4)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PM2.5
C．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
4．(2020·浙江1月选考，10)下列说法不正确的是(　　)
A．天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料
B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化
C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油
D．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能
5．[2021·全国甲卷，26(1)(2)]碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为___________________________________________
_______________________________________________________________________________，
生成的沉淀与硝酸反应，生成_______________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为________________________；
若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为______________；当＞1.5后，单质碘的收率会降低，原因是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________。
突破一　金属冶炼方法与金属活泼性关系
1．冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂；②电解法；③热分解法。
下列金属各采用哪种方法？
(1)Fe、Zn、Cu等相对较活泼金属________(填序号，下同)。
(2)Na、Mg、Al等活泼金属_________________________________________________________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属__________________________________________________________。
2．金属锂是密度最小的金属，等质量的金属锂能释放出更多的电子，故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂可以采用的方法是___________________。
突破二　化学中的“三馏”和“两裂”
1．化学中“三馏”的比较
名称 干馏 蒸馏 分馏
原理 隔绝空气加强热使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同
产物 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物
类型 化学变化 物理变化 物理变化
2.化学中“两裂”的比较
名称 定义 目的
裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链烃
1．(2022·南京高一期末)下列说法正确的是(　　)
A．石油的分馏、裂化、裂解均属于化学变化
B．煤的干馏、气化、液化均属于物理变化
C．汽油、煤油、柴油、聚乙烯均是纯净物
D．石油在加热和催化剂的作用下可使烃分子重整生成苯、甲苯等有机物
2．下列说法错误的是(　　)
石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br
A．石油主要是由烃组成的混合物
B．①主要发生物理变化
C．②包括裂化、裂解等过程
D．③是加成反应，产物名称是二溴乙烷
突破三　六大环境问题及其危害
环境问题 主要污染物 主要危害
酸雨(雨水pH<5.6) SO2及氮氧化物(NOx) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小
臭氧层空洞 氟氯代烃、氮氧化物(NOx) 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害
光化学烟雾 碳氢化合物、氮氧化物(NOx) 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
白色污染 难降解的废弃塑料 在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；易被动物当成食物吞入，导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解
赤潮(海水中)和水华(淡水中) 废水中含N、P等营养元素 水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡
1．当今环境污染已成为人类面临的重大威胁，下列对应关系不完全正确的是(　　)
A．酸雨——SO2、NO2、CO2等
B．光化学烟雾——NO2、CxHy等
C．温室效应——CO2、CH4等
D．白色污染——难降解的塑料膜、塑料袋等
2．(2022·河南安阳实验中学高一月考)下列有关环境问题的说法正确的是(　　)
A．燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
C．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨
D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染
突破四　以资源开发利用为背景的化工流程
1．无机工艺流程试题结构模型
规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循环”。
2．对原料预处理的常用方法
(1)研磨——减小固体颗粒的体积，增大固体与液体或气体的接触面积，加快反应速率。
(2)水浸——与水接触反应或溶解。
(3)酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
(4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质。
(5)煅烧——改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。
3．解题思路
(1)首尾对比：对比分析原料与目标产物之间的关系，确定原料中需保留的元素(主元素)和需去除的元素(杂质)，同时比较物质变化和主要元素化合价的变化。
(2)主元素跟踪：跟踪主要物质(元素)的转化形式和转化方法，即原料→中间物质→目标产物。
(3)除杂分析：分析原料中的“杂质”转化除去过程，分析每一步骤的目的以及反应产物、反应过程。
(4)综合判断：根据题干信息、流程信息、题中设问信息审题、解题(读完全题再做题)。
1．以下为铝土矿(主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2)提取铝的流程，以下说法正确的是(　　)
A．残渣A主要是H2SiO3
B．滤液A中阳离子只存在Fe3＋和Al3＋
C．过程Ⅲ可以用HCl替代二氧化碳
D．滤液C主要是碳酸氢钠和硫酸钠溶液
2．(2022·天津市第二十一中学高一期中)目前世界上60%的镁是从海水中提取的，主要步骤如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．为使海水中的MgSO4转化成Mg(OH)2，试剂①可选择石灰乳
B．加入试剂①后，分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤
C．通过电解熔融的无水MgCl2得到48 g Mg，共转移4 mol电子
D．加入试剂②反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O
3．(2022·河北邢台南和区第一中学高一检测)溴及溴化物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。以海水为原料提取溴单质的流程如下：
请回答下列问题：
(1)海水中溴元素主要以NaBr、MgBr2和CaBr2等形式存在，“氧化池”中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________，
氧化产物为________________(填化学式)。
(2)“吹出塔”中通入热空气吹出溴蒸气，说明溴单质最具有的性质可能是________(填字母)。
A．氧化性 B．还原性
C．易挥发性 D．活泼性
(3)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
反应后溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)“蒸馏塔”中通入水蒸气的目的是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(5)粗液溴含少量Cl2，提纯溴单质的方法是加入X，蒸馏、冷凝。X可能是________(填字母)。
A．NaI B．NaBr C．FeCl2 D．NaOH E．NaCl
(6)实验室保存液溴的试剂瓶中加一层水，其目的是_______________________________。
章末整合　重点突破
体验高考
1．D　2.C
3．D　[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；工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理，D正确。]
4．B
5．(1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－　AgNO3　②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2　I2、FeCl3　I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O
解析　(1) ①由流程图可知悬浊液中含AgI ，AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag，FeI2易溶于水，在离子方程式中能拆，故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环。②通入Cl2的过程中，因I－还原性强于Fe2＋，Cl2先氧化还原性强的I－，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2；若反应物用量比＝1.5时即Cl2过量，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好将全部I－和Fe2＋氧化，故氧化产物为I2、FeCl3；当>1.5即Cl2过量特别多，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低。(2)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物即含I－的物质；再向混合溶液中(含I－)加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的两个反应中I－为中间产物，总反应为IO与HSO发生氧化还原反应，生成SO和I2，根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得：2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O。
重点突破
突破一
跟踪训练
1．(1)①　(2)②　(3)③
2．电解法
解析 　锂的金属性介于钠和镁之间，其冶炼方法应与钠和镁的冶炼方法(电解法)相同。
突破二
跟踪训练
1．D
2．D　[石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，故A正确；分馏是物理变化，故B正确；由分馏产品得到乙烯发生了裂化、裂解，故C正确；乙烯与溴发生加成反应得到1,2－二溴乙烷，故D错误。]
突破三
跟踪训练
1．A　[CO2排放过多会引起温室效应，但不会造成酸雨。]
2．A　[燃煤中加入CaCO3可吸收SO2，最终生成CaSO4，可减少SO2排放，A正确；O3的体积分数超过10－4%的空气不利于人体健康，B错误；pH小于5.6的降水通常称为酸雨，C错误；含磷洗涤剂排入水体中，会造成水体富营养化，造成水体污染，D错误。]
突破四
跟踪训练
1．D　[铝土矿主要含Fe3O4、Al2O3、SiO2，加入过量的稀硫酸溶解、过滤得到的滤渣A为二氧化硅，滤液A为硫酸铝和硫酸亚铁、硫酸铁，滤液中加入过量氢氧化钠溶液和过量硫酸反应，沉淀亚铁离子、铁离子，残渣B主要是氢氧化铁和氢氧化亚铁，滤液B主要是偏铝酸钠溶液，通入过量的二氧化碳气体过滤得到的滤液C为碳酸氢钠和硫酸钠，固体C为氢氧化铝，灼烧得到的D为氧化铝，电解熔融氧化铝生成铝。分析可知残渣A主要是SiO2，故A错误；滤液A中有Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、H＋，故B错误；盐酸为强酸，能与氢氧化铝反应，所以过程Ⅲ不可以用HCl替代二氧化碳，故C错误；分析可知滤液C主要是碳酸氢钠和硫酸钠溶液，故D正确。]
2．D
3．(1)2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2　Br2　(2)C　(3)SO2＋2H2O＋Br2===4H＋＋SO＋2Br－　减小　(4)更有利于蒸馏出溴蒸气　(5)B　(6)避免溴挥发
解析　(1)Cl2是强氧化剂，能将Br2置换出来，故“氧化池”中发生反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－；氧化产物为Br2。(2)通入热空气吹出溴蒸气，说明溴单质最具有的性质可能是易挥发性。(3)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO；反应生成了强酸HBr和H2SO4，故反应后溶液的pH减小。(4)利用Br2易挥发的性质，“蒸馏塔”中通入水蒸气的目的是更有利于蒸馏出溴蒸气。(5)提纯溴单质过程中将Cl2除去，同时尽量不引入新杂质，故X可能是NaBr。(6)液溴易挥发，试剂瓶中加一层水水封，目的是避免溴挥发。