第三节 环境保护与绿色化学
(一)基础巩固
1.(2024·广东潮州高一期末)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 ( )
A.垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用
B.实现化石燃料清洁利用,就无须开发新能源
C.为提高农作物的产量和质量,应大量使用化肥和农药
D.绿色化学也称环境友好化学,其核心思想就是应用化学原理对环境污染进行治理
答案:A
2.污水处理的主要方法有:①中和法;②化学沉淀法;③氧化还原法;
④过滤法。其中属于化学方法的有 ( )
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
答案:A
3.(2023·广东学业水平考试)下列有关环境问题的说法中正确的是 ( )
A.煤、石油等化石燃料燃烧过程中排放的废气是形成酸雨的主要原因,酸雨指的是pH小于7的雨水
B.煤和石油都属于一级能源,而天然气属于二级能源
C.在煤中添加适量的石膏可减少燃烧过程中含硫化合物的排放,从而减少污染
D.雾霾是许多细小液体和固体微粒分散到空气中形成的一种气溶胶
解析:正常雨水由于溶解了二氧化碳,pH约为5.6,酸雨是指pH小于5.6的降雨,故A项错误;自然界以现成方式提供的能源称为一级能源,天然气为一级能源,故B项错误;在煤中添加石膏(CaSO4·2H2O),不能吸收二氧化硫,不能起到固硫的作用,可添加石灰石作为脱硫剂,故C项错误。
答案:D
4.(2024·广东梅州一模)推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。下列说法错误的是 ( )
A.储量巨大的天然气水合物大量开采燃烧,不会加重温室效应
B.用CO2合成亚运会火炬的燃料甲醇,有助于实现“碳中和”
C.高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式为太阳能转化为电能
D.“绿色化学”中的“3R”原则(减量化、再利用和再循环)是开发和利用自然资源的基本原则
解析:天然气的主要成分为甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳,因此天然气水合物大量开采燃烧会加重温室效应,A项错误;用CO2合成甲醇,可以减少二氧化碳的排放,有助于实现“碳中和”,B项正确;太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,C项正确;绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,开发和利用自然资源的基本原则是减量化、再利用和再循环,D项正确。
答案:A
5.(2022·广东珠海)下列有关酸雨及形成的说法正确的是 ( )
A.pH小于7的降雨通常称为酸雨
B.酸雨的形成和空气中CO2含量增多有直接关系
C.大量含硫化石燃料燃烧是形成酸雨的主要原因
D.植被破坏、水土流失、生态环境破坏导致了酸雨形成
答案:C
6.(2023·广东深圳)化学在环境污染治理中发挥了重要作用。下表治理措施没有运用相应化学原理的是 ( )
选项 治理措施 化学原理
A 向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成 CaO具有碱性氧化物的通性
B 在汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染 CO和NO在催化剂作用下发生反应,生成无毒气体
C 用聚乳酸塑料替代传统塑料以减少白色污染 聚乳酸具有生物可降解性
D 向工业废水中添加FeS以除去废水中的Cu2+ FeS具有还原性
解析:向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成,是因为氧化钙能与二氧化硫等气体反应,体现了CaO具有碱性氧化物的通性,故A项不符合题意;汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染,是排气系统中CO和NO在催化剂作用下发生反应,生成无毒气体氮气和二氧化碳,减少污染,故B项不符合题意;聚乳酸具有生物可降解性,易于降解,可减少白色污染,故C项不符合题意;向工业废水中添加FeS以除去废水中的Cu2+,是铜离子与FeS反应生成了硫化铜沉淀,没有体现FeS还原性,故D项符合题意。
答案:D
(二)拓展提高
7.工业污水中常含有Fe3+、Al3+、Ag+、Cu2+,现在通过沉淀法处理该污水,为分别得到各含一种金属阳离子的沉淀物,可采取①通入H2S气体,②通入CO2气体,③加入盐酸,④加入氢氧化钠溶液四个步骤,每次通入或加入试剂均过量,且每次都把沉淀物滤出,其操作的正确顺序是 ( )
A.③①④② B.①③④②
C.④②①③ D.④②③①
解析:Fe3+、Al3+、Ag+、Cu2+中,先沉淀Ag+,选择加入盐酸沉淀。Cu2+与H2S反应生成难溶于酸的硫化铜沉淀,Fe3+与H2S发生氧化还原反应生成Fe2+和硫单质。溶液中的Fe2+、Al3+,加入过量氢氧化钠溶液沉淀Fe2+,Al3+与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸根离子,溶液中通入过量二氧化碳,偏铝酸根离子生成氢氧化铝沉淀。故操作的正确顺序是③①④②。
答案:A
8.目前常用的垃圾处理方法主要有综合利用、卫生填埋、焚烧和堆肥。对这些处理方法的相关叙述中不正确的是 ( )
A.可回收垃圾,如纸类、金属、塑料、玻璃等,通过综合处理、回收利用,不仅可以减少污染,而且还可以节省资源
B.厨余垃圾,如剩菜、剩饭、骨头、菜根、菜叶等食品类废物,经生物技术就地处理堆肥,可以作为有机肥料,直接被农作物吸收和利用
C.有害垃圾,如废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等,这些垃圾需要进行特殊安全处理
D.“白色污染”主要指的是我们日常用的塑料袋,它污染土壤的主要原因是不易被分解,影响正常的物质循环
解析:有机物质不能直接被农作物吸收利用,需要通过土壤微生物的作用分解成有机小分子物质或矿质元素,才能进入植物体内被吸收和利用。
答案:B
9.(2024·广东高一开学考试)下列反应中,原子利用率为100%的是 ( )
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.+O22
C.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
D.2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
解析:CH4+Cl2CH3Cl+HCl中生成物有2种,不符合原子利用率为100%的原则,A项不符合题意;2中生成物只有1种,符合原子利用率为100%的原则,B项符合题意;2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O中生成物有2种,不符合原子利用率为100%的原则,C项不符合题意;2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑中生成物有两种,不符合原子利用率为100%的原则,D项不符合题意。
答案:B
(三)挑战创新
10.(2022·广东揭阳)煤是一种常用的燃料,由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧或将废气净化后再排放。
(1)将煤直接进行燃烧,造成环境污染的主要原因之一是形成硝酸型酸雨。写出煤燃烧废气中有关物质转化为硝酸的化学方程
式: 、 。
(2)对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程如图所示,试结合图中信息分别写出废气脱硫并形成副产物(CaSO3、CaSO4和石膏)的过程中所发生的主要反应化学方程式:
① ;
② ;
③ 。
(3)脱硫以后,在废气中含量明显增加的气体是 (填物质名称),它对环境的负面影响是 。
(4)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是 。
解析: (1)煤燃烧产生的废气中的NO与O2反应产生NO2,NO2溶于水反应产生HNO3,有关化学方程式为2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。
(2)由流程图可知,脱硫过程中SO2与CaCO3反应生成CO2和CaSO3,CaSO3在空气中不稳定,很容易转化为CaSO4,进而形成副产物石膏CaSO4·2H2O,则废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应化学方程式为SO2+CaCO3CO2+CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4、CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O。
(3)由流程图可知,脱硫过程中反应生成CO2,使脱硫后的尾气中CO2的含量明显增加,CO2会导致温室效应加剧,导致全球气候变暖。
(4)检验SO2常用品红溶液,方法为:将气体通入品红溶液,观察溶液是否褪色。若溶液褪色,说明废气中含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含有SO2。
答案: (1)2NO+O22NO2
3NO2+H2O2HNO3+NO
(2)①SO2+CaCO3CO2+CaSO3
②2CaSO3+O22CaSO4
③CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O
(3)二氧化碳 使温室效应加剧,导致全球气候变暖
(4)将气体通入品红溶液观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含有SO2
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第八章 化学与可持续发展
2
2门世2有
3厚
安全的生产
提高能源的
工艺
利用率
反应物
反应过程
反应产物
环境友好产品
无毒、无害原料
原子经济性反应
(安全、可降
可再生资源
高选择性反应
解和再利用)
应用无毒、无
应用无毒、无
害的催化剂
害的溶剂
课堂建构
三废：废气、废水、废渣
化学与环
物理法
境保护
污水处理方法化学法
环境保护与
生物法
绿色化学
核心思想是从源头减少或消
绿色化学
除环境污染
原子利用率100%
