第四章化学与可持续发展组卷.docx
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第四章化学与可持续发展组卷
第四章化学与可持续发展
一．选择题（共9小题）
1．下列方法中不能从海水中提取出淡水的是（ ）
A．蒸馏法B．电解法C．电渗析法D．离子交换法
2．从海水中提取镁，正确的方法是电解NaOH（ ）
A．海水
Mg（OH）2
Mg
B．海水
Mg（OH）2
MgCl2溶液→MgCl2晶体
Mg
C．海水
Mg（OH）2
MgO
Mg
D．海水
Mg（OH）2
MgCl2溶液
Mg
3．常见的大气污染物分一次污染和二次污染．二次污染是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生了变化，或与环境中的其他物质发生反应生成的新污染物．下列物质中不易导致二次污染的是（ ）
①SO2 ②NO ③NO2 ④HCl ⑤CO2．
A．①③④⑤B．①②③⑤C．④⑤D．③⑤
4．下列反应中最符合“节能减排”思想的是（ ）
A．电解水制氢：
2H2O
2H2↑+O2↑
B．高温使水分解制氢：
2H2O
2H2↑+O2↑
C．太阳光催化分解水制氢：
2H2O
2H2↑+O2↑
D．天然气制氢：
CH4+H2O
CO+3H2
5．根据环保要求，下列各组中的两种溶液能倒在同一废液缸中的是（ ）
A．盐酸和氢氧化钠B．硫酸铵和氢氧化钡
C．硝酸亚铁和盐酸D．亚硫酸钠和硫酸
6．为减小CO2对环境的影响，科学家提出“绿色自由”构想，其技术流程如下：
下列有关分析不正确的是（ ）
A．吸收池中发生反应的化学方程式为K2CO3+CO2+H2O═2KHCO3
B．反应Ⅰ的目的是进行CO2的富集
C．分解池溶液中存在的电离平衡有：
HCO3﹣⇌H++CO32﹣，H2O⇌H++OH﹣，HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣
D．以甲醇为原料的新型燃料电池得到了广泛应用，该电池放电一段时间后，通入O2的电极附近溶液的pH升高
7．下列说法中，正确的是（ ）
A．煤和石油都是可再生的化石能源，其主要组成元素均为碳、氢，二者都是混合物
B．煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化
C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D．煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油
8．“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用．下列不符合绿色化学概念的是（ ）
A．消除H2SO4厂尾气污染：
SO2+2NH3+H2O═（NH4）2SO3
B．消除硝酸厂尾气氮氧化物污染：
NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O
C．工业上制CuSO4：
2Cu+O2
2CuO，CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
D．乙炔水化法制乙醛：
CH≡CH+H2O
CH3CHO
9．“绿色化学”的最大特点在于它在始端就采用实现预防污染的科学手段，因而过程和终端均接近或达到零排放或零污染．下列有关“绿色化学”的描述正确的是（ ）
①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程
②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程
③“绿色化学”是没有或尽可能减少污染的化学过程
④“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现
⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴
⑥合理使用“农药”属于“绿色化学”
⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程
⑧开发利用氢能源属于“绿色化学”
A．③⑧B．①②③⑤⑥⑧C．②⑥⑦D．④
二．填空题（共2小题）
10．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素．金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁．
（1）写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
， ．
（2）写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：
．
（3）实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应 ，直到无 现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生 现象，未反应完全的CO （填“能”、“不能”）排放到大气中，应做 处理．
11．从煤中可以获得大量的基本化工原料，苯就是通过煤的干馏而获得的．
（1）苯分子中的氢原子数比同碳原子数的烷烃少，人们认为它是一种不饱和烃．请举出能支持这一观点的一个化学反应（用化学方程式表示）：
．
（2）苯不能使溴水褪色，性质又类似于烷烃，任写一个苯发生取代反应的化学方程式
（3）1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释的事实是（填入编号）
A．苯不能使溴水褪色B．苯能与H2发生加成反应C．溴苯没有同分异构体D．邻二溴苯只有一种
（4）现代化学认为苯分子中的碳碳键是 ．
三．解答题（共2小题）
12．海水中有非常丰富的化学资源，从海水中可提取多种化工原料，如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图．
试回答下列问题：
（1）请写出电解饱和氯化钠溶液化学反应的离子方程式：
．
（2）海水提取食盐后的母液中有K+、Na+、Mg2+等阳离子．从离子反应的角度思考，在溶液里加入石灰乳发生的反应的离子方程式． ．
（3）写出NaOH溶液与“小苏打”溶液反应的离子方程式：
．
13．20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念．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的反应途径．
（1）下列各项符合“绿色化学”的要求的是 （填编号）．
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）在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是 （填编号）．
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便的远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
（3）某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四种离子．甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案．
在能制得铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？
，应增加哪些措施防止污染？
．
（4）CO2的含量增多时会造成“温室效应”，那么 等气体也是造成“温室效应”的常见气体．请在如图所示的方框中设计实验并用图示表示某一气体造成“温室效应”．
第四章化学与可持续发展
参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题）
1．下列方法中不能从海水中提取出淡水的是（ ）
A．蒸馏法B．电解法C．电渗析法D．离子交换法
【解答】解：
A．因水的沸点较低，可用蒸馏法得到蒸馏水，实现海水淡化的目的，故A不选；
B．电解时，分别在两极生产氧气和氢气，不能得到纯净的水，故B选；
C．利用电渗析法可使相应的离子通过半透膜以达到硬水软化的效果，故C不选
D．通过离子交换树脂可以除去海水中的离子，从而达到淡化海水的目的，故D不选．
故选B．
2．从海水中提取镁，正确的方法是电解NaOH（ ）
A．海水
Mg（OH）2
Mg
B．海水
Mg（OH）2
MgCl2溶液→MgCl2晶体
Mg
C．海水
Mg（OH）2
MgO
Mg
D．海水
Mg（OH）2
MgCl2溶液
Mg
【解答】解：
镁为活泼金属，可用电解法冶炼，由表中数据可知MgO熔点较高，需消耗较多能源，工业用电解熔融MgCl2方法的冶炼金属镁，
海水中存在MgCl2，如从海水中提取镁，应先分离出MgCl2，可先加入石灰乳生成Mg（OH）2，然后加入盐酸生成MgCl2，经蒸发、结晶、洗涤、干燥后得到纯净的MgCl2，电解MgCl2可生成Mg，即：
海水
Mg（OH）2
MgCl2溶液→MgCl2晶体
Mg，
故选B．
3．常见的大气污染物分一次污染和二次污染．二次污染是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生了变化，或与环境中的其他物质发生反应生成的新污染物．下列物质中不易导致二次污染的是（ ）
①SO2 ②NO ③NO2 ④HCl ⑤CO2．
A．①③④⑤B．①②③⑤C．④⑤D．③⑤
【解答】解：
①SO2转化为三氧化硫，会加重酸雨的形成，为二次污染物，故不选；
②NO被氧化为NO2，NO2与水反应生成硝酸，会加重酸雨的形成，为二次污染物，故不选；
③NO2与水反应生成硝酸和NO，NO为二次污染物，故不选；
④HCl在空气中不会转化为新的污染物，则不能导致二次污染，故选；
⑤二氧化碳在空气中不会转化为新的污染物，则不能导致二次污染，故选；
故选C．
4．下列反应中最符合“节能减排”思想的是（ ）
A．电解水制氢：
2H2O
2H2↑+O2↑
B．高温使水分解制氢：
2H2O
2H2↑+O2↑
C．太阳光催化分解水制氢：
2H2O
2H2↑+O2↑
D．天然气制氢：
CH4+H2O
CO+3H2
【解答】解：
A．电解水制氢要消耗大量的电能，不符合“节能减排”，故A不选；
B．高温使水分解制氢要消耗大量能源，不符合“节能减排”，故B不选；
C．利用二氧化钛作催化剂进行水的分解使用的能量是太阳能，符合“节能减排”，故C选；
D．天然气制氢高温分解要消耗大量能源不符合“节能减排”，故D不选；
故选：
C．
5．根据环保要求，下列各组中的两种溶液能倒在同一废液缸中的是（ ）
A．盐酸和氢氧化钠B．硫酸铵和氢氧化钡
C．硝酸亚铁和盐酸D．亚硫酸钠和硫酸
【解答】解：
A．盐酸和氢氧化钠反应生成NaCl、水，不生成污染物，所以能倒在同一废液缸中，故A选；
B．硫酸铵和氢氧化钡反应生成硫酸钡、氨气、水，氨气为污染物，则不能倒在一起，故B不选；
C．硝酸亚铁和盐酸反应生成NO，NO为空气污染物，则不能倒在一起，故C不选；
D．亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫为空气污染物，则不能倒在一起，故D不选；
故选A．
6．为减小CO2对环境的影响，科学家提出“绿色自由”构想，其技术流程如下：
下列有关分析不正确的是（ ）
A．吸收池中发生反应的化学方程式为K2CO3+CO2+H2O═2KHCO3
B．反应Ⅰ的目的是进行CO2的富集
C．分解池溶液中存在的电离平衡有：
HCO3﹣⇌H++CO32﹣，H2O⇌H++OH﹣，HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣
D．以甲醇为原料的新型燃料电池得到了广泛应用，该电池放电一段时间后，通入O2的电极附近溶液的pH升高
【解答】解：
A、由题意知，吸收池内反应物是碳酸钾、水、二氧化碳，生成物是碳酸氢钾，用观察法配平即可，所以发生的主要反应为CO2+K2CO3+H2O2KHCO3，故A正确；
B、将CO2含量较高的空气通入吸收池中，CO2与饱和K2CO3溶液反应生成KHCO3，将CO2进行富集，故B正确；
C、HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣是水解方程式而不是电离方程式，故C错误；
D、以甲醇为原料的新型燃料电池，电池的正极通入O2，发生的电极反应为O2+4H++4e﹣=2H2O或O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，则正极附近溶液中H+浓度减小或OH﹣浓度增大，即pH升高，故D正确．
故选C．
7．下列说法中，正确的是（ ）
A．煤和石油都是可再生的化石能源，其主要组成元素均为碳、氢，二者都是混合物
B．煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化
C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D．煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油
【解答】解：
A．煤和石油都是由多种物质组成的混合物，均属于不可再生能源，故A错误；
B．石油分馏是根据混合物中各成分的沸点不同，控制温度得到不同馏分，是物理变化；煤的干馏是隔绝空气加强热发生了复杂的物理化学过程，故B错误；
C．煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物，主要含碳和氢两种元素，故C正确；
D．煤干馏产品煤焦油经加工可获得重要化工原料﹣﹣各类芳香族化合物，主要用途不是加工成高品质燃油，故D错误．
故选C．
8．“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用．下列不符合绿色化学概念的是（ ）
A．消除H2SO4厂尾气污染：
SO2+2NH3+H2O═（NH4）2SO3
B．消除硝酸厂尾气氮氧化物污染：
NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O
C．工业上制CuSO4：
2Cu+O2
2CuO，CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
D．乙炔水化法制乙醛：
CH≡CH+H2O
CH3CHO
【解答】解：
A、既消除硫酸厂尾气排放的SO2气体，还能得到（NH4）2SO3这种氮肥，不但方法合理科学，而且避免空气污染，符合绿色环保要求，故A不选；
B、用此法消除制硝酸工业尾气氮的氧化物污染，防止空气污染，避免酸雨的形成，符合绿色环保要求，故B不选；
C、由此法制取硫酸铜，无污染性气体生成，符合倡导的绿色化学，故C不选；
D、乙炔水化法制乙醛，催化剂为HgSO4属重金属盐，有剧毒，会导致环境污染，不符合倡导的绿色化学，故D选；
故选D．
9．“绿色化学”的最大特点在于它在始端就采用实现预防污染的科学手段，因而过程和终端均接近或达到零排放或零污染．下列有关“绿色化学”的描述正确的是（ ）
①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程
②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程
③“绿色化学”是没有或尽可能减少污染的化学过程
④“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现
⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴
⑥合理使用“农药”属于“绿色化学”
⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程
⑧开发利用氢能源属于“绿色化学”
A．③⑧B．①②③⑤⑥⑧C．②⑥⑦D．④
【解答】解：
①“绿色化学”是指无污染、无公害、尽可能把反应物转化为生成物的化学，不是绝对无污染的化学过程，故①错误；
②“绿色化学”中的绿色是指的环保，而不是绿色植物，故②错误；
③“绿色化学”并不是有严格定义的，是一种理念，是没有或尽可能减少污染的化学过程，故③正确；
④“绿色化学”并不是有严格定义的，是一种理念，可以实现，故④错误；
⑤治理工业“三废”，属于三废处理，不属于“绿色化学”范畴，故⑤错误；
⑥合理使用“农药”，会污染土壤和水资源，不符合“绿色化学”要求，故⑥错误；
⑦加强环境监测并不能从源头消除污染，不属于“绿色化学”过程，故⑦错误；
⑧氢能源与氧气反应生成水，无污染，开发利用氢能源属于“绿色化学”，故⑧正确；
故选：
A．
二．填空题（共2小题）
10．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素．金属铁是在高炉中冶炼的，在冶金工业中，常用焦炭来冶炼铁．
（1）写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式：
C+O2
CO2 ， C+CO2
2CO ．
（2）写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式：
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2 ．
（3）实验室中可用CO还原Fe2O3，在加热Fe2O3前应 验纯 ，直到无 爆鸣 现象时才能点燃酒精灯加热，否则可能发生 爆炸 现象，未反应完全的CO 不能 （填“能”、“不能”）排放到大气中，应做 点燃 处理．
【解答】
（1）碳与足量氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，故答案为：
C+O2
CO2，CO2+C
2CO；
（2）因一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的方程式为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2，
故答案为：
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2；
（3）因CO能燃烧，点燃不纯的CO能引起爆炸，则实验时应先验纯，实验时先通入CO一段时间，排出装置中的空气后加热，CO有毒，不能直接排放在空气中，应点燃处理．故答案为：
验纯；爆鸣；爆炸；不能；点燃；
11．从煤中可以获得大量的基本化工原料，苯就是通过煤的干馏而获得的．
（1）苯分子中的氢原子数比同碳原子数的烷烃少，人们认为它是一种不饱和烃．请举出能支持这一观点的一个化学反应（用化学方程式表示）：
．
（2）苯不能使溴水褪色，性质又类似于烷烃，任写一个苯发生取代反应的化学方程式
（3）1866年凯库勒提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构，解释了苯的部分性质，但还有一些问题尚未解决，它不能解释的事实是（填入编号） AD
A．苯不能使溴水褪色B．苯能与H2发生加成反应C．溴苯没有同分异构体D．邻二溴苯只有一种
（4）现代化学认为苯分子中的碳碳键是 一种介于单键和双键之间的独特的化学键 ．
【解答】解：
（1）苯与氢气发生加成反应可证明苯是不饱和烃，化学方程式为：
；
故答案为：
（2）苯与液溴在催化剂的条件下可以发生取代反应，化学方程式为：
；
故答案为：
；
（3）A．如果苯中是单双键交替，则存在双键，所以应该能与溴水加成而使溴水褪色，但实际上苯不能使溴水褪色，无法解释，故A选；
B．苯能与H2发生加成反应，能证明苯环结构中存在C=C双键，凯库勒提出的苯的结构能解释，故B不选；
C．苯中若是单、双键交替的平面六边形结构，溴苯只有一种结构，没有同分异构体，凯库勒提出的苯的结构能解释，故C不选；
D．如果是单双键交替的正六边形平面结构，则邻二溴苯应有Br﹣C﹣C﹣Br和Br﹣C=C﹣Br两种不同的结构，但事实是邻二溴苯只有一种，故D选；
故选：
AD；
（4）苯分子中的6个碳碳键完全相同，是介于单键和双键之间独特的化学键；
故答案为：
一种介于单键和双键之间的独特的化学键．
三．解答题（共2小题）
12．海水中有非常丰富的化学资源，从海水中可提取多种化工原料，如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图．
试回答下列问题：
（1）请写出电解饱和氯化钠溶液化学反应的离子方程式：
2Cl﹣+2H2O
2OH﹣+H2↑+Cl2↑ ．
（2）海水提取食盐后的母液中有K+、Na+、Mg2+等阳离子．从离子反应的角度思考，在溶液里加入石灰乳发生的反应的离子方程式． Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓ ．
（3）写出NaOH溶液与“小苏打”溶液反应的离子方程式：
HCO3﹣+OH﹣=CO32﹣+H2O ．
【解答】解：
海水结晶得到粗盐，除去钙离子选用碳酸钠溶液、除去镁离子选用氢氧化钠溶液、除去硫酸根离子选用氯化钡溶液，为了保证将杂质除尽，所加试剂必须过量，为了不引进新的杂质，后面加入的试剂要能够除去前面所加入的过量试剂；母液加入石灰乳沉镁离子生成氢氧化镁沉淀过滤后的测定中加入盐酸生成氯化镁溶液，浓缩结晶得到氯化镁晶体，氯化氢气流中失水得到氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁和氯气；
（1）电解饱和氯化钠溶液化学反应生成氢氧化钠、氯气和氯气，反应的离子方程式为：
2Cl﹣+2H2O
2OH﹣+H2↑+Cl2↑；
故答案为：
2Cl﹣+2H2O
2OH﹣+H2↑+Cl2↑；
（2）母液中有K+、Na+、Mg2+等阳离子，在母液里加入石灰乳，与镁离子反应，反应的离子方程式为：
Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓；
故答案为：
Mg2++2OH﹣=Mg（OH）2↓；
（3）NaOH溶液与“小苏打”溶液反应生成碳酸钠和水，反应的离子方程式为：
HCO3﹣+OH﹣=CO32﹣+H2O，故答案为：
HCO3﹣+OH﹣=CO32﹣+H2O．
13．20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念．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的反应途径．
（1）下列各项符合“绿色化学”的要求的是 D （填编号）．
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）在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是 BD （填编号）．
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便的远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
（3）某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四种离子．甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案．
在能制得铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？
丙方案的第③步 ，应增加哪些措施防止污染？
增加冷凝回收装置 ．
（4）CO2的含量增多时会造成“温室效应”，那么 CH4等烃类化合物、氟氯烃 等气体也是造成“温室效应”的常见气体．请在如图所示的方框中设计实验并用图示表示某一气体造成“温室效应”．
【解答】解：
（1）A、处理废弃物是污染治理措施，污染已经产生，不是从源头消除污染，不符合绿色化学理念，故A错误；
B、治理污染点，污染已经产生，也不是从源头消除污染，不符合绿色化学理念，故B错误；
C、减少有毒物并没有根除有毒物质，也不是从源头消除污染，不符合绿色化学理念，故C错误；
D、杜绝污染源是从源头消除污染，符合绿色化学理念，故D正确；
故选D．
（2）A、建在干旱山区缺乏水分不利于化工企业的运作，故A错误；
B、大型化工企业必须水源充足，交通方便，故B正确；
C、不能乱选择基地，必须保证水源充足，交通方便，不能污染居民，故C错误；
D、由于大型化工企业具有污染性，不能建在居民区附近，故D正确；
故选BD．
（3）丙方案中：
由于铁的活动性比铜和汞都强，所以污水中加入过量的铁粉后得滤渣的成分主要是铜、汞和剩余的铁，滤渣中铜汞不能与与盐酸反应，而铁能反应，此时滤渣就变成了铜与汞的混合物，加热汞转化成汞蒸气挥发出来，铜与氧气反应生成了氧化铜，氧化铜采用氢气还原可得纯净的铜；从该过程可以看出该步骤中③是汞的污染环节，要想防止汞污染的产生就得需要对汞蒸气进行处理，以防止汞蒸气挥发到空气中导致污染，
故答案为：
丙方案的第③步；增加冷凝回收装置；
（4）具有温室效应的气体主要是二氧化碳，此外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等；温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的现象．大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房．据估计，如果没有大气，地表平均温度就会下降到﹣23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提高38℃．利用图示装置左侧温度升高得快，压强增大，导致红墨水柱左低右高，可以表示CO2气体造成“温室效应”，
故答案为：
CH4等烃类化合物、氟氯烃；
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