2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第3節(jié)環(huán)境保護與綠色化學(xué)練習含解析新人教版必修2

PAGE1-第3節(jié)環(huán)境愛護與綠色化學(xué)基礎(chǔ)達標一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．某冶金廠廢水的pH為4.5，含超標10倍的Pb2＋。該廠處理廢水的下列設(shè)計中，比較合理的是(D)A．用離子交換法除去Pb2＋B．在廢水中加硫酸，生成PbSO4沉淀C．在廢水中加NaOH，調(diào)整pH到11.0，使Pb2＋轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀D．在廢水中加石灰，調(diào)整pH到11.0，使Pb2＋轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀解析：用離子交換法費用高，不經(jīng)濟，A不選；用H2SO4會引入H＋，pH下降，B不選；用NaOH使堿性增加，且費用高，不選C；石灰價格便宜，且能達到處理效果，選D。2．綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率。原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，原子利用率最高的是(C)3．下列有關(guān)“綠色化學(xué)”及“綠色食品”的描述均正確的組合是(A)①“綠色化學(xué)”是指肯定無污染的化學(xué)過程②“綠色化學(xué)”是指依靠綠色植物來完成的化學(xué)過程③“綠色化學(xué)”是沒有或盡可能少污染的化學(xué)過程④“綠色化學(xué)”是人們志向中的化學(xué)過程，無法實現(xiàn)⑤治理工業(yè)“三廢”屬于“綠色化學(xué)”范疇⑥合理施用農(nóng)藥屬于“綠色化學(xué)”⑦加強環(huán)境監(jiān)測屬于“綠色化學(xué)”過程⑧開發(fā)利用氫能源屬于“綠色化學(xué)”⑨富含葉綠素的食品屬于“綠色食品”⑩簇新的蔬菜屬于“綠色食品”⑥無污染的平安、優(yōu)質(zhì)、養(yǎng)分類食品屬于“綠色食品”⑩貼有“綠色”防偽標記的食品屬于“綠色食品”A．③⑧? B．①②③⑤⑥⑧⑩C．②⑥⑦⑨ D．④解析：①～⑧是對綠色化學(xué)的敘述。綠色化學(xué)的核心是從源頭上削減或消退工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，強調(diào)最志向的原料經(jīng)濟性原則和污染物的零排放。所以①中的“肯定無污染”、②中的“依靠綠色植物”、④中的“無法實現(xiàn)”、⑤中的“治理三廢”、⑥中的“合理施用農(nóng)藥”、⑦中的“加強環(huán)境監(jiān)測”等內(nèi)容都是錯誤的或不屬于綠色化學(xué)范疇，③、⑧正確。⑨～?是對綠色食品的描述，只有?正確。二、非選擇題4.20世紀90年頭初，國際上提出了“預(yù)防污染”這一新概念。綠色化學(xué)是“預(yù)防污染”的根本手段，它的目標是探討和找尋能充分利用的無毒害原材料，最大限度地節(jié)約能源，在化工生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中都實現(xiàn)凈化和無污染。(1)下列各項屬于“綠色化學(xué)”要求的是__D__(填字母，下同)。A．處理廢棄物 B．治理污染點C．削減有毒物 D．杜絕污染源(2)某化工廠排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四種離子。某三位學(xué)生分別設(shè)計了從該污染水中回收純凈的金屬銅的方案。在制得純銅的方案中，哪一步操作會導(dǎo)致環(huán)境污染？__第③步__。應(yīng)增加哪些措施防止污染？__增加冷凝回收裝置__。解析：(1)依據(jù)題干描述，綠色化學(xué)是“預(yù)防污染”的根本手段，因此應(yīng)從“源頭”上杜絕。(2)第③步中，由于汞的沸點低、易揮發(fā)、有毒，因此會造成環(huán)境污染。5．以下是與綠色化學(xué)、環(huán)境愛護和人類健康休戚相關(guān)的三個主題，請依據(jù)已知信息回答下列問題：(1)下列制備氯乙烷的反應(yīng)中原子經(jīng)濟性最高的是__AD__(填字母)。A．CH2CH2＋HCl→CH3CH2ClB．CH3CH2OH＋HCleq\o(——→,\s\up7(催化劑))CH3CH2Cl＋H2OC．CH3CH3＋Cl2eq\o(——→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HClD．CH2CHCl＋H2eq\o(——→,\s\up7(催化劑))CH3CH2Cl由上述四個反應(yīng)可歸納出，原子經(jīng)濟性最高的是__加成反應(yīng)__(填反應(yīng)類型)。(2)有毒物質(zhì)的無害化處理也是綠色化學(xué)探討的內(nèi)容之一。ClO2是一種性能優(yōu)良的消毒劑，它可將廢水中少量的CN-等有毒的酸根離子氧化而除去。請寫出用ClO2將廢水中的CN-氧化成無毒氣體的離子方程式：__2ClO2＋2CN-2CO2＋N2＋2Cl-__，該方法的優(yōu)點是__產(chǎn)物為無毒無害的Cl-、CO2和N2__。(3)某飲用水廠由自然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖如下：活性炭的作用是__吸附水中的有機物(或除去水中的異味)__；O3消毒的優(yōu)點是__反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害__。解析：(1)原子經(jīng)濟性高，即理論上原子的利用率盡可能達到100%，沒有副產(chǎn)物。A、D兩項中的原子利用率都是100%。(2)把CN-氧化成無毒氣體，說明C、N分別生成了CO2、N2，ClO2的還原產(chǎn)物應(yīng)當是無毒的Cl-。(3)活性炭能吸附水中的有機物，從而除去異味。用O3消毒時，其產(chǎn)物為無毒無害的O2。實力提升一、選擇題(每小題有1個或2個選項符合題意)1．下列環(huán)保建議中，不符合“綠色化學(xué)”思想的是(CD)A．提倡生活垃圾分類收集B．用自然氣代替汽油和柴油作發(fā)動機燃料C．未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和生活污水的隨意排放D．運用添加劑抑制水中全部動植物的生長2．下列不利于“清水藍天”工程實施的是(A)A．將廢舊電池深埋，防止污染環(huán)境B．加強城市生活污水脫氮除磷處理，遏制水體富養(yǎng)分化C．主動推廣太陽能、風能、地熱能及水能等的運用，削減化石燃料的運用D．農(nóng)作物秸稈收割后可發(fā)酵制造沼氣和農(nóng)家肥解析：廢舊電池作深埋處理睬污染土壤，A錯誤；加強城市生活污水脫氮除磷處理，遏制水體富養(yǎng)分化，有利于愛護水資源，B正確；主動推廣清潔能源的運用，削減化石燃料的運用，有利于愛護環(huán)境，C正確；農(nóng)作物收割后留下的秸稈發(fā)酵后作為農(nóng)家肥，可循環(huán)運用，不產(chǎn)生污染，符合“綠色化學(xué)”理念，D正確。3．造成霧霾的重要緣由之一是汽車尾氣的排放，汽車加裝尾氣處理裝置可以削減有害尾氣的排放。在汽車尾氣凈扮裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(BC)A．NO2是該過程的中間產(chǎn)物B．汽車尾氣的主要污染成分為CO2和NOC．NO和O2必需在催化劑表面才能反應(yīng)D．該催化轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式：2NO＋O2＋4COeq\o(,\s\up7(催化劑))4CO2＋N2解析：由題目供應(yīng)的圖可知：2NO＋O22NO2,2NO2＋4COeq\o(,\s\up7(催化劑))4CO2＋N2，NO2是該過程的中間產(chǎn)物，故A正確：汽油不完全燃燒可生成CO，空氣中的氮氣在氣缸中放電條件下可生成NO，汽車尾氣的主要污染成分是CO、NO、NO2等，故B正確；NO和O2在常溫下就能反應(yīng)生成NO2，故C錯誤；該反應(yīng)的反應(yīng)物是NO、O2、CO，生成物是CO2、N2，反應(yīng)條件是催化劑，所以該反應(yīng)方程式2NO＋O2＋4COeq\o(,\s\up7(催化劑))4CO2＋N2，故D正確。二、非選擇題4．SO2是常見的大氣污染物之一，我國規(guī)定空氣中SO2含量不得超過0.02mg·L-1。(1)酸雨是降水呈酸性(pH小于5.6)的統(tǒng)稱，個別地方甚至低于2.1(食醋的pH＝3)。引起酸雨的罪魁禍首是大氣中的SO2和氮的氧化物。它們的主要來源是煤和石油的燃燒，全世界每年排放1.5億噸的SO2。①SO2可在空氣中受光照等因素作用而被氧化，最終與雨水形成硫酸型酸雨。試寫出這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式：__2SO2＋O2eq\o(═══,\s\up7(光))2SO3__；__SO3＋H2OH2SO4__。②汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣中都含有氮的氧化物，全世界每年排放量約為5×107kg。NO2溶于水生成__HNO③酸雨可導(dǎo)致的危害有__A、B、D__(填序號)。A．腐蝕建筑物 B．導(dǎo)致樹木枯萎C．造成洪澇災(zāi)難 D．惡化人類環(huán)境④為了削減酸雨的形成，必需削減SO2的排放量，對燃料中的硫化物進行__脫硫__，對廢氣中的氮的氧化物用__堿液__汲取。(2)某化學(xué)愛好小組選用如圖所示的試驗裝置，測定工業(yè)原料氣(含SO2、N2、O2)中SO2的含量(已知碘能氧化H2SO3，生成H2SO4)。①若原料氣從左向右流時，上述裝置連接的依次是：原料氣__c，d→b，a→e__(用字母和箭頭表示)。②寫出裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__I2＋SO2＋2H2O2I-＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋__；當裝置B中出現(xiàn)__藍色恰好變成無色__現(xiàn)象時，馬上停止通氣。③你認為下列試劑中，可以用來代替試管中的碘-淀粉溶液的是__A__(填序號)。A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液C．溴水 D．氨水④若碘溶液的濃度為0.05mol·L-1，體積為20mL，收集到的N2與O2的體積為297.6mL(已折算為標準狀況下的體積)。那么SO2的含量是否超標？__超標__。解析：(1)①據(jù)信息可以寫出化學(xué)方程式：2SO2＋O2eq\o(═══,\s\up7(光))2SO3，SO3＋H2OH2SO4。②NO2溶于水中與水反應(yīng)生成HNO3與NO，化學(xué)方程式為3NO2＋H2O2HNO3＋NO。③酸雨的酸性較強，能腐蝕建筑物，導(dǎo)致樹木枯萎等從而惡化人類環(huán)境，但不會造成洪澇災(zāi)難。④為了削減酸雨的形成，必需削減SO2的排放量，對燃料進行脫硫處理。對廢氣中的氮氧化物用堿液汲取。(2)因廢氣中的SO2能與I2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：SO2＋I2＋2H2OH2SO4＋2HI，當B中藍色恰好變成無色時，說明SO2恰好完全反應(yīng)，依據(jù)消耗掉I2的物質(zhì)的量即可求出SO2的體積，剩余氣體N2和O2可用排水法(短管進，長管出)而測出二者的體積，即可求出SO2的體積分數(shù)，故裝置的連接依次為原料氣→c，d→b，a→e。SO2也能被酸性KMnO4氧化且有明顯的試驗現(xiàn)象，溴水也能與SO2反應(yīng)，但Br2易揮發(fā)，會產(chǎn)生試驗誤差。NaOH溶液、氨水也能消耗SO2，但無明顯試驗現(xiàn)象。由條件知n(SO2)＝n(I2)＝0.05mol·L-1×0.02L＝0.001mol，即其體積為22.4mL，所以工業(yè)原料氣總體積為297.6mL＋22.4mL＝320mL，其中SO2的質(zhì)量為0.001mol×64g·mol-1＝0.064g，故SO2的含量為eq\f(64mg,0.32L)＝200mg·L-1>0.02mg·L-1，所以SO2含量超標。5．干脆排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴峻的環(huán)境問題，將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫