苏教版学年高中化学选修4全一册学案含答案Word文档下载推荐.docx

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（2）硫酸型酸雨：

SO2＋H2O

H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4（或O2＋2SO2

2SO3，SO3＋H2O===H2SO4）。

（3）硝酸型酸雨：

N2＋O2

2NO,2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

2．大气污染的治理

减少煤等化石燃料燃烧产生的污染

（1）石灰石－石膏法

在煤中添加石灰石作脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO2：

CaCO3

CaO＋CO2↑，CaO＋SO2===CaCO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4。

（2）氨水法

用氨水吸收SO2：

SO2＋2NH3＋H2O===（NH4）2SO3

SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3

2（NH4）2SO3＋O2===2（NH4）2SO4

上述过程既可以消除煤烟气中的二氧化硫，同时还得到副产品石膏（CaSO4·

2H2O）和硫酸铵。

3．减少汽车等机动车尾气污染

（1）推广使用无铅汽油

含铅汽油是指加入抗爆震剂四乙基铅的汽油，现在广泛采用无铅汽油抗爆震剂甲基叔丁基醚等。

（2）在汽车尾气系统中装置催化转化器

通过采用钯等过渡金属作催化剂，发生的反应有2CO＋2NO

2CO2＋N2。

（3）使用新燃料或动力

如以液化石油气为燃料，以锂离子电池为汽车提供动力等。

四、让居室空气更清新

1．居室空气中的污染物及预防措施

（1）污染物及来源

污染源

污染物

装修材料

含有甲醛、苯、甲苯、醚类、酯类等有不同程度毒性的挥发性有机物

日用化学品

杀虫剂、消毒剂、清洁剂和化妆品等

香烟烟雾

含有烟碱（尼古丁）、CO、醛类、苯并（a）芘

家用燃料的燃烧产物

含有CO、氮氧化物、SO2等

烹调食物时产生的油烟

含有致癌物，有刺激性气味

（2）减少室内空气污染的措施

①采用环保的装修材料。

②房屋装修好不要立即搬入，开窗通风透气两个月以上；

搬入后注意室内通风。

③烹调食物时注意开窗通风和忌高温烹调食物。

④合理使用杀虫剂、消毒剂、清洁剂等日用化学品。

⑤居室中适当绿化。

2．甲醛

（1）物理性质：

颜色：

无色，状态：

气体，气味：

刺激性，溶解性：

易溶于水。

（2）化学性质：

甲醛有较强的还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。

（3）用途

①甲醛是重要的有机原料，可用于塑料工业、合成纤维工业、制革工业等。

②35%～40%的甲醛水溶液称为福尔马林，可用来浸制生物标本。

③甲醛可用于杀菌消毒。

（4）对人的危害：

甲醛对人的皮肤和呼吸器官有强烈的刺激作用。

[基础自测]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）

（1）大气污染物主要有SO2、NO2和可吸入颗粒物。

（　　）

（2）化石燃料的使用是产生CO2的主要原因。

（3）酸雨是指pH＜7的雨水。

（4）装修后应紧闭门窗，防止装修面干裂或变质。

【答案】　

（1）√　

（2）√　（3）×

　（4）×

2．下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是（　　）

A．二氧化硫　B．氮氧化物

C．二氧化碳D．悬浮颗粒

C　[二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒均可引起空气污染，故不属于“城市空气质量日报”报道的是二氧化碳。

]

3．从改善空气质量的角度分析，下列燃料最环保的是（　　）

A．煤B．CH4

C．乙醇汽油D．H2

D　[H2燃烧后只生成H2O，对空气无污染。

[合作探究·

攻重难]

认识空气质量报告

下表是某城市空气质量某日公布的内容：

项目

空气污染指数

空气质量级别

空气质量

总悬浮颗粒

52

Ⅱ

良

二氧化硫

7

二氧化氮

24

[思考交流]

1．该城市的首要污染物是什么？

【提示】　悬浮颗粒。

2．有的同学认为该城市的空气污染指数应为52＋7＋24＝83，这种观点正确吗？

【提示】　不正确。

首要污染物的污染指数，即为当日空气污染指数。

该城市在当日的污染指数为52。

（1）污染指数：

污染指数是将某种污染物的浓度进行简化处理而得出的简单的数值形式。

污染物的浓度越高，其污染指数越大。

（2）在空气质量报告中，把污染指数最大的污染物称为报告期内的首要污染物。

目前我国的空气质量报告期为“日”（即一天）。

（3）空气质量报告期内首要污染物的污染指数为报告期内的空气污染指数。

空气污染指数简称API，API作为衡量空气质量好坏的指标，其数值越小，空气质量越好，对人体健康越有利。

（4）空气质量按API以50为一个单位，共分为7个等级：

优、良、轻微污染、轻度污染、中度污染、中度重污染、重污染。

酸雨的成因与防治

某研究性学习小组采集酸雨样品研究当地酸雨的形成过程，每隔一段时间测定一次pH，得到数据如下：

时间

开始

8小时

16小时

24小时

32小时

40小时

48小时

pH

5.0

4.8

4.5

4.3

4.2

4.0

1．酸雨主要是由哪些气体引起的？

写出形成酸雨的主要化学方程式。

【提示】　引起酸雨的气体主要是SO2、NOx。

形成酸雨的主要化学方程式为SO2＋H2O

H2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

2．为什么收集到的酸雨pH会发生变化？

【提示】　雨水样品中的SO2和H2SO3不断被空气中的氧气氧化而生成H2SO4，随着时间的延长，H＋浓度增大，pH下降，氧化完全后，形成H2SO4稀溶液，pH不再变化。

3．为了防止酸雨，减少煤燃烧向大气排放二氧化硫，火力发电厂常用烟道气体脱硫方式，在脱硫吸收塔中采用石灰石—石膏法进行反应。

写出脱硫过程中所发生反应的化学方程式。

【提示】　CaCO3

CaO＋CO2↑，CaO＋SO2===

CaCO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4。

（1）酸雨的形成过程

（2）酸雨的危害

酸雨给人类带来种种灾害，严重威胁着生态环境，例如：

①酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；

②酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠；

③长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；

④酸雨对人、畜的健康也有直接影响，酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加，饮用这种水会危害人、畜健康；

⑤酸雨会加速建筑物、桥梁、工业设备、石材类文物，以及电信电缆等的腐蚀。

（3）酸雨的防治

首先，要从消除污染源着手，研究开发能替代化石燃料的新能源（如氢能、太阳能、核能等），这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源，又能从根本上防止酸雨的产生。

其次，要利用物理、化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理，以降低二氧化硫的排放，对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。

此外，还需要提高全民的环境保护意识，加强国际合作，通过全人类共同努力减少硫酸型酸雨的产生。

[当堂达标·

固双基]

1．某时北京城区空气监测结果为：

二氧化硫的污染指数为28，二氧化氮的污染指数为50，可吸入颗粒物的污染指数为95，以下对北京城区空气状况的评价正确的是（　　）

A．空气的污染指数为17

B．空气的首要污染物为SO2

C．空气的质量等级为轻微污染

D．空气的污染指数为95

D　[每一种空气污染物都有相应的污染指数，首要污染物是各污染物中污染指数最大的污染物。

首要污染物的污染指数就是空气污染指数。

2．

（1）在下列物质：

①二氧化碳，②二氧化硫，③二氧化氮，④氟氯烃，⑤可吸入颗粒物中，目前未列入我国空气质量报告的是________（填编号）。

（2）下列气体的排放，对大气无污染或污染较轻的是（　　）

A．CO　　B．Cl2　　　　C．NO　　　　D．N2

【解析】　

（1）CO2和氟氯烃未列入空气质量报告。

（2）N2是空气组成成分之一，对大气无污染，CO、Cl2、NO都是有毒气体，都能造成严重的大气污染。

【答案】　

（1）①④　

（2）D

3．大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。

下列活动会导致大气中CO2含量增加的是（　　）

A．燃烧煤炭供热B．利用风力发电

C．增加植被面积D．节约用水用电

A　[燃烧煤炭供热会产生CO2，A正确；

利用风力发电不会产生CO2，B错误；

增加植被面积，会增加植物的光合作用，减少大气中CO2的含量，C错误；

节水节电不会增加CO2的排放，D错误。

4．化学在人类社会发展中起着重要的作用，对于维护我们的生存环境也具有十分广阔的探索空间。

联合国气候变化框架公约《京都议定书》要求发达国家限制CO2等温室气体的排放量，以控制日趋严重的温室效应。

试回答：

（1）绿色植物通过________作用吸收CO2，又通过__________________作用将CO2排放到大气中。

（2）科学家采用组合转化技术，将CO2和H2以一定比例混合在特定的条件下发生反应2CO2＋6H2===A＋4H2O，A是一种化工原料。

写出此物质的分子式：

________。

（3）为减缓大气中CO2含量的增加，以下建议可行的是________。

A．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源

B．禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料

C．植树造林，禁止乱砍滥伐

【解析】　

（1）绿色植物通过光合作用吸收CO2：

6nCO2＋5nH2O

（C6H10O5）n＋6nO2；

通过呼吸作用吸收O2呼出CO2。

（2）根据反应前后的质量守恒（原子守恒）可推知A的分子式。

（3）减缓大气中CO2含量的增加，须减少化石燃料的燃烧，但“禁止”不可能做到。

【答案】　

（1）光合　呼吸　

（2）C2H4　（3）AC

不要认为空气中只要含有CO2、CH4、H2Og等温室气体就会产生温室效应，温室气体在空气中必须达到一定浓度时，才产生温室效应，如正常空气中CO2含量在0.03%左右。

5．SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2的含量不得超过0.02mg·

L－1。

下列措施中，不能减少SO2排放量的是（　　）

A．用天然气代替煤炭作民用燃料

B．大力植树造林

C．硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率

D．燃煤中加入生石灰

B　[天然气是一种清洁燃料，煤炭中含有硫元素，燃烧会产生SO2，所以A项能减少SO2的排放量；

某些树木能吸收SO2，但不能减少SO2的排放量；

提高SO2的吸收率，就可以减少向大气中的排放量；

煤炭中加入的生石灰可以与产生的SO2反应生成CaSO3，从而减少SO2的排放量，故选B项。

6．如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。

装置内发生的主要反应中不含（　　）

A．化合反应B．分解反应

C．置换反应D．氧化还原反应

C　[装置内没有单质出现，故不存在置换反应。

化合反应为CaO＋SO2===CaSO3，分解反应为：

CaO＋CO2↑，氧化还原反应为2CaSO3＋O2===2CaSO4。

7．下列不是室内污染物的是（　　）

A．COB．甲苯

C．尼古丁D．食品袋

D　[室内污染物主要是由燃料、香烟、调味品、化妆品、装修材料造成的。

食品袋是土壤污染物。

8．在人口居住密度较大的城区和建筑群中，室内空气的污染有时会比室外更严重。

目前已发现的室内空气污染物达300多种。

（1）室内装修材料及家具挥发出来的甲醛是室内空气的主要污染物，甲醛易溶于水，常温下有强烈的刺激性气味，当温度超过20℃时，挥发速度加快，根据甲醛的这些性质，下列做法错误的是________。

A．入住前房间内保持一定温度并通风

B．装修尽可能选择在温度较高的季节

C．请环境监测部门检测室内甲醛含量低于国家标准后入住

D．紧闭门窗一段时间后入住

（2）请写出除甲醛外的常见的两种室内空气污染物________________。

（3）在入住装修过的新房之前在房间内放置适量的吊兰、芦荟等植物有利于净化空气，但晚上在密闭的居室内放置大型绿色植物，可能影响人体健康。

主要原因是其________________。

【解析】　

（1）紧闭门窗，甲醛被封闭在室内，人入住后容易中毒。

（2）常见的室内空气污染物还有烹调和吸烟等产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2和尼古丁等及各种建筑装饰材料挥发出来的除甲醛外的苯、甲苯及放射性元素氡等，可任写几种。

（3）题干中突出字眼“晚上”应考虑植物呼吸作用吸收O2，放出CO2。

【答案】　

（1）D

（2）CO、苯、氡、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁等任写两种

（3）在晚上无阳光时，植物主要是吸收O2，呼出CO2

第二单元　水资源的合理利用

1.知道硬水、软水的概念，了解硬水对生产生活的危害，理解硬水软化的煮沸法及离子交换法的原理。

（重点）2.了解自来水生产过程的一般工序，理解铝系、铁系净水剂及氯系消毒剂的作用原理。

（重点）3.认识水质评价的必要性，知道几种常见的水质评价指标，能用pH试纸测定水体的pH。

4.知道水污染的危害，了解中和法、氧化法、沉淀法等常见的水污染处理方法。

一、生活中的饮用水

1．天然水中的杂质

通常杂质分为三类：

悬浮物质、胶体物质和溶解物质。

2．天然水制成生活饮用水

（1）沉降悬浮物：

天然水中的悬浮物可用硫酸铝[Al2（SO4）3]、明矾[KAl（SO4）2·

12H2O]、硫酸亚铁（FeSO4）、氯化铁（FeCl3）、碱式氯化铝等作为混凝剂净化。

明矾净水原理为Al3＋＋3H2O

Al（OH）3（胶体）＋3H＋（用离子方程式表示）。

（2）杀菌消毒：

自来水厂利用漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等作为消毒剂，利用其强氧化性杀灭水中的细菌。

液氯注入水中发生反应Cl2＋H2O

HCl＋HClO，HClO具有强氧化性，能杀菌。

氧气在放电条件下可转化为臭氧，臭氧具有强氧化性可用于杀菌消毒且无污染。

（3）除异味：

具有强吸附性的活性炭可吸附某些溶解在水中的杂质，并除去水中的异味。

3．硬水及其软化

（1）概念

硬水：

含有较多钙、镁离子的水；

软水：

不含或含较少钙、镁离子的水。

（2）软化方法

方法一：

加热法。

化学反应原理：

Ca（HCO3）2

CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，Mg（HCO3）2

MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，MgCO3＋H2O

Mg（OH）2＋CO2↑。

方法二：

离子交换法。

Ⅰ.若硬水中钙、镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在，可用此法软化。

其反应原理为：

2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋、2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋。

Ⅱ.磺化煤再生的原理：

CaR2＋2Na＋===2NaR＋Ca2＋，MgR2＋2Na＋===2NaR＋Mg2＋。

二、水质评价与污水处理

1．水质评价

（1）评价方式：

评价水质的优劣通常从以下几个方面：

水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、一些有毒有害物质的浓度等。

（2）水生生物生存与pH：

自然界中的水一般略显酸性，这是二氧化碳溶解在水中的原因，水生生物只能在一定pH范围内的水中生存，在pH过小或过大的水中，大多数水生生物会消失。

（3）测定水的pH

先用广泛pH试纸测定，再选取与所测pH相近的精密pH试纸进行测定。

依据水样的pH，可判断它是否适合鱼类的生长。

（4）生化需氧量：

生物化学需氧量是指单位体积水中耗氧有机物生化分解过程（N转化为N2，C转化为CO2，H转化为H2O）所需消耗的氧气量（以mg·

L－1为单位）。

2．污水处理

（1）方法：

水质不同的污水通常采用不同的处理方法，常用的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法。

（2）废水处理方法选择

①中和法：

处理含酸性物质的废水；

②氧化还原法：

处理含油类、氰化物、硫化物等的废水；

③沉淀法：

除去废水中的重金属离子。

（1）雨水中Ca2＋、Mg2＋含量很少，因此雨水是软水。

（2）溶有Ca2＋、Mg2＋、HCO

的水，加热煮沸后就有白色沉淀生成。

（3）可用沉淀法处理酸性废水。

（4）生活污水和工业废水经过治理后再排放。

　（4）√

2．城市由天然水获取自来水的一般步骤为（　　）

C　[天然水变为自来水应先自然沉降和加絮凝剂沉降，使水中的固体杂质沉淀出，然后通过细砂、活性炭过滤，再曝气增加溶氧量，氧化、消除有机质，最后消毒成为自来水。

3．下列关于水处理的方法不正确的是（　　）

A．向水中通入O3，用来消毒

B．向酸性废水中加入生石灰，将其中和

C．向废水中加入Na2CO3，可将细小悬浮物凝聚

D．向废水中加入Na2S，可将其中的Cu2＋、Hg2＋沉淀

C　[碳酸钠不能使水中悬浮物凝聚，只能除去其中的Ca2＋等。

城市自来水获取的步骤

以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图。

原水→

―→

1．原水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO

、Cl－等，加入生石灰后生成Ca（OH）2，进而发生若干复分解反应。

分析加入生石灰的目的，写出其中一个离子方程式。

【提示】　原水中的离子可以组合成CaCl2、Ca（HCO3）2、MgCl2、Mg（HCO3）2等物质，加入石灰的目的是降低水的硬度。

可发生下列反应：

Ca（HCO3）2＋Ca（OH）2===2CaCO3↓＋2H2O

MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2

Mg（HCO3）2＋2Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋2CaCO3↓＋2H2O

2．为什么在一级沉降池后加入凝聚剂？

【提示】　加入凝聚剂目的是除去水中悬浮物。

3．通入CO2的目的是什么？

【提示】　通入CO2是为了除去过量的Ca（OH）2，降低Ca2＋浓度。

4．通入的气体A可能为哪种气体？

通入气体A的目的是什么？

【提示】　气体A可能为Cl2或O3，通入气体A的目的是杀菌、消毒。

自来水获取的步骤

污水综合处理的方法

如图是某市污水处理的工艺流程示意图：

1．污水处理的主要方法有哪几种？

【提示】　中和法、化学沉淀法、氧化还原法等。

2．污水处理过程中常用的混凝剂有哪些？

【提示】　常用的混凝剂有：

硫酸铝[Al2（SO4）3]、明矾[KAl（SO4）2·

12H2O]、硫酸亚铁（FeSO4）、氯化铁（FeCl3）、碱式氯化铝等。

3．加入熟石灰的作用是什么？

写出其发生的化学方程式。

【提示】　加入熟石灰目的是中和酸性废水，其化学方程式为2HCl＋Ca（OH）2===CaCl2＋2H2O。

4．加入Na2S的作用是什么？

写出其离子方程式。

【提示】　加入Na2S的作用是除去Hg2＋，其离子方程式为Hg2＋＋S2－===HgS↓。

（1）污水综合处理流程图如图所示：

（2）污水处理方法归纳

基本方法

基本原理

单元技术

物理法

物理或机械的分离过程

过滤、沉淀、离心分离、上浮等

化学法

加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程

中和、氧化、还原、分解、混凝、化学沉淀等

物理化

学法

物理化学的分离过程

汽提、吹脱、吸附、萃取、离子交换、电渗析、反渗透等

生物法

微生物在污水中对有机物进行氧化、分解的新陈代谢过程

活性污泥、生物滤池、生物转盘、氧化塘、厌气消化等

1．下列关于水的说法中，正确的是（　　）

A．自来水澄清透明，属于纯净物

B．水覆盖了地球大约

的表面，因此不存在水危机

C．长期饮用纯净水，有益于身体的健康

D．经济的发展、人口的增长，会造成淡水资源的紧张

D　[水资源与人类生存、发展有着重要关系。

自来水是自然水加工而成的，虽澄清透明但不是纯净物；

地球上尽管有众多的大洋、湖泊，约

的表面覆盖着水，但水危机普遍存在，并越发严重；

人体生理活动在需要水的同时还需要其他的许多物质，长期饮用纯净水不利于身体健康。

2．下列说法正确的是（　　）

A．加热法可软化各种硬度的硬水

B．软水是配制AgNO3溶液的最好用水

C．反应2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋的逆反应在一定条件下也能发生

D．硬水软化就是除水中所有的Ca2＋和Mg2＋

C　[加热法只能软化具有暂时硬度的硬水[因为Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2受热可分解为CaCO3、Mg（OH）2而除去]，不能软化永久硬水；

软水中仍含有Cl－、CO

、SO

等离子，遇到AgNO3会产生AgCl、Ag2CO3等沉淀，故软水不能用于配制AgNO3溶液，应用蒸馏水；

硬水软化是指减少或除去水中的Ca2＋和Mg2＋，不一定除净，故A、B、D项均不正确。

3．高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中使用的一种新型净水剂。

它的氧化性比KMnO4还强，反应中FeO

被还原为Fe3＋。

（1）已知：

2Fe（NO3）3＋16NaOH＋3Cl2===2Na2FeO4＋6NaNO3＋6NaCl＋