第三节 环境保护与绿色化学
题组一 化学与环境保护
1.十九大报告提出:必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,你认为下列做法与这一理念不相符的是( )
A.工业废水经处理达标后排放
B.植树造林,增大绿化面积
C.将废弃塑料焚烧处理
D.对含硫燃料预先进行脱硫处理,使能源更清洁
2.(2022·天津市第二南开中学高一检测)下列不符合“绿色发展,保护生态环境”理念的是( )
A.含酶洗衣粉代替含磷洗衣粉
B.使用太阳能路灯,节能又环保
C.用秸秆、粪便生产沼气,实现垃圾资源化
D.露天焚烧废旧塑料,减少白色污染
3.(2021·湖南,1)下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中,没有涉及化学变化的是( )
A.定期清淤,疏通河道
B.化工企业“三废”处理后,达标排放
C.利用微生物降解水域中的有毒有害物质
D.河道中的垃圾回收分类后,进行无害化处理
4.下列说法正确的是( )
A.利用煤燃烧放出热量使水分解产生氢气,是氢能开发的研究方向
B.“白色垃圾”“地沟油”均属于高分子材料,都对环境有害
C.聚氯乙烯制品可倾倒在海洋中处理
D.光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成都与氮氧化合物有关
题组二 绿色化学
5.绿色化学要求从根本上消除污染,是一门能阻止污染产生的科学。它包括“绿色生产”和“绿色销毁”等内容。某地在整顿音像市场的活动中,查获了一批盗版光盘,并进行了“绿色销毁”。下列做法中,属于“绿色销毁”的是( )
A.泼上汽油焚烧
B.深埋于土壤中
C.倾倒入江河中
D.碾压粉碎后再回收利用
6.在“绿色化学”工艺中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是( )
①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应
A.①② B.②⑤ C.②④ D.①③
题组三 环境保护与可持续发展
7.(2021·山东,1)有利于实现“碳达峰、碳中和”的是( )
A.风能发电 B.粮食酿酒
C.燃煤脱硫 D.石油裂化
8.化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关,下列说法不正确的是( )
A.“天宫一号”中使用的碳纤维,是一种新型无机非金属材料
B.为防止富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入生石灰
C.开发新能源,减少对化石燃料的依赖,可以促进低碳经济
D.“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量
9.下列关于垃圾分类的说法正确的是( )
A.废电池、过期药品属于有害垃圾,无需回收,为防止污染环境应当深埋处理
B.其他垃圾包括使用过的一次性口罩、烟头等物品无法利用,应当弃去不要
C.废纸类、废塑料、废玻璃、废金属、废油漆桶等属于可回收物
D.厨余垃圾经生化处理转化为沼气和有机肥料,从而生产绿色有机食品和清洁燃料
10.(2023·南京高一检测)“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中,理想状态是反应中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%。下列反应中最符合“绿色化学”概念的是( )
A.溴乙烷在碱性条件下制备乙醇:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
B.合成甲基丙烯酸甲酯:CH3C≡CH+CO+CH3OHCH2===C(CH3)COOCH3
C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
D.FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
11.如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上,并可制取H2和S。下列说法正确的是( )
A.吸收H2S的反应的离子方程式为Fe3++H2S===Fe2++S↓+2H+
B.吸收H2S的反应的离子方程式为2Fe3++3H2S===2Fe2++3S↓+6H+
C.实验室可用点燃的方法消除H2S对环境的污染
D.该工艺流程体现了绿色化学思想
12.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述正确的是( )
①能耗小是该方法的一大优点
②整个过程中,有两种物质可以循环利用
③“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是过滤、蒸发、结晶
④该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④
13.绿色化学是预防污染的根本手段,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______________________(填字母)。
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)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。
在回收金属铜的方案中,操作________会导致环境污染,为防止污染,应采取的措施是________________________________________________________________________。
14.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0.02 mg·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:_________________________________,___________________________。
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5×107 kg。NO2溶于水生成________和NO。
③酸雨可导致的危害有________(填字母)。
A.腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎
C.造成洪涝灾害 D.恶化人类环境
④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料中的硫化物进行______________,对废气中的氮的氧化物用________吸收。
(2)某化学兴趣小组选用如图所示的实验装置,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,上述装置连接的顺序是:原料气→_________(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:______________________________;当装置B中出现__________________现象时,立即停止通气。
③你认为下列试剂中,可以用来代替试管中碘的淀粉溶液的是________(填字母)。
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0.05 mol·L-1,体积为20 mL,收集到的N2与O2的体积为297.6 mL(已折算为标准状况下的体积)。那么SO2的含量是否超标?___________(填“是”或“否”)。
第三节 环境保护与绿色化学
1.C 2.D 3.A 4.D 5.D 6.B 7.A 8.B 9.D
10.B [溴乙烷在碱性条件下制备乙醇,除了乙醇外还有副产物NaBr,不符合原子利用率为100%,A项错误;合成甲基丙烯酸甲酯,所有反应物均变成产物,原子利用率为100%,B项正确;以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜,会有副产物NO2和H2O,C项错误;FeCl3溶液制Fe(OH)3胶体,有副产物HCl,D项错误。]
11.D [FeCl3有氧化性,H2S有还原性,二者在溶液中发生反应的离子方程式为2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+,A、B项错误;若点燃H2S,则发生反应:2H2S+3O22SO2+2H2O,燃烧产物SO2也是大气污染物,C项错误;电解的产物又重新用来吸收石油炼制过程中产生的大量H2S废气,物质得到充分利用,该工艺流程体现了绿色化学思想,D项正确。]
12.B [根据题中信息可知,基本过程中有两个反应:①二氧化碳与氢氧化钠溶液反应;②碳酸钙的高温分解,循环利用的物质有CaO和NaOH两种物质,捕捉室中的反应为二氧化碳与氢氧化钠反应,得到Na2CO3,Na2CO3和CaO在溶液中反应得到NaOH和CaCO3,由此可分析判断。①碳酸钙高温分解需要消耗大量的能量,不正确;②氧化钙与氢氧化钠可以循环使用,正确;③碳酸钙不溶于水,所以“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是过滤,不正确;④工业上可以用CO2合成甲醇,正确。]
13.(1)D (2)③ 增加冷凝回收装置
解析 (1)根据题干描述“绿色化学是预防污染的根本手段”可知,“绿色化学”要求从“源头”上杜绝污染源。(2)因为汞的沸点低,易挥发,且汞有毒,所以操作③会造成环境污染。
14.(1)①2SO2+O22SO3 SO3+H2O===H2SO4
②HNO3 ③ABD ④脱硫处理 碱液 (2)①c→d→b→a→e ②I2+SO2+2H2O===2I-+SO+4H+ 蓝色恰好变成无色 ③A ④是
解析 (1)①根据信息可以写出化学方程式:2SO2+O22SO3,SO3+H2O===H2SO4。②NO2与水反应生成HNO3与NO,化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+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,但不会造成洪涝灾害。④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料进行脱硫处理,对废气中的氮的氧化物用碱液吸收。
(2)因废气中的SO2能与I2发生化学反应:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,当装置B中蓝色恰好变成无色时,说明SO2恰好完全反应,根据消耗I2的物质的量即可求出SO2的体积,剩余气体N2和O2的体积可用排水法(短管进,长管出)测出,故装置的连接顺序为原料气→c→d→b→a→e。SO2也能被酸性KMnO4溶液氧化且有明显的实验现象,溴水也能与SO2反应,但Br2易挥发,会产生实验误差,NaOH溶液、氨水也能消耗SO2,但无明显实验现象。由条件知n(SO2)=n(I2)=0.05 mol·L-1×0.02 L=0.001 mol,即其体积为22.4 mL,所以工业原料气总体积为297.6 mL+22.4 mL=320 mL,其中SO2的质量为0.001 mol×64 g·mol-1=0.064 g,故SO2的含量为=200 mg·L-1>0.02 mg·L-1,所以SO2含量超标。