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高中化学物质及环境保护练习题

高中化学物质及环境保护练习题

1.化学在绿色发展、循环发展、低碳发展及推进生态文明建设中正发挥着积极作用。

下列做法不正确的是(  )

A.研制开发燃料电池汽车,降低机动车尾气污染,可以减少PM2.5污染

B.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理

C.铁强化酱油可通过膳食补充人体所需的铁元素

D.地沟油由于混有一些对人体有害的杂质而不能食用,可加工制成生物柴油,生物柴油成分与从石油中提取的柴油成分不同

解析:

选B 绿色化学的核心是预防产生污染,控制污染源。

2.物质的性质决定着物质的用途,下列有关物质性质及其用途的说法,正确的是(  )

A.葡萄糖具有还原性,可用于制银镜

B.二氧化硫能使滴有酚酞的红色溶液褪色,说明其具有还原性

C.酒精具有消毒杀菌作用,医用酒精的浓度越大,杀菌效果越好

D.浓硫酸具有强氧化性,不能用于干燥硫化氢、碘化氢和二氧化硫等具有还原性的气体

解析:

选AB.滴有酚酞的溶液呈红色,说明溶液呈碱性,SO2能中和其中的碱使溶液褪色,与还原性无关。

C.医用酒精的浓度为75%,浓度太高,会在渗入细菌内部后使蛋白质立即变性,变性蛋白质在细菌细胞膜内形成一层保护膜,使酒精无法到达更深处。

D.浓硫酸能用于干燥SO2。

3.化学与社会息息相关,下列物质在社会、生活中的应用及解释正确的是(  )

选项

应用

解释

A

用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果

其作用是吸收水果释放出的乙烯

B

在入海口的钢铁闸门上装一定数量的锌块防止闸门被腐蚀

利用外加电流的阴极保护法保护金属

C

高铁车厢采用铝合金材料

铝与氧气不反应

D

高纯硅作计算机芯片的材料

硅晶体在自然界中能稳定存在

解析:

选A A项,乙烯具有催熟作用,为了延长水果的保鲜期,用高锰酸钾可以除掉乙烯,正确;B项,在入海口的钢铁闸门上装一定数量的锌块,铁和锌在海水中形成原电池反应,锌做负极被氧化,铁被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,错误;C项,铝为活泼金属,易与氧气反应,错误;D项,虽然硅的化学性质很稳定,但在自然界仍以化合态形式存在,如二氧化硅、硅酸盐等,错误。

4.下列物质的转化在给定条件下能实现的是(  )

A.NaCl(aq)

NaHCO3(s)

Na2CO3(s)

B.CuCl2

Cu(OH)2

Cu

C.Al

NaAlO2(aq)

NaAlO2(s)

D.MgO(s)

Mg(NO3)2(aq)

Mg(s)

解析:

选C A项,NaCl溶液中通入CO2不能生成NaHCO3,错误;B项,Cu(OH)2与葡萄糖反应生成Cu2O,不是Cu,错误;C项,Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,加热NaAlO2溶液可以得到NaAlO2固体,正确;D项,制取金属镁应该电解熔融MgCl2,电解Mg(NO3)2溶液不能生成金属镁,错误。

5.甲、乙、丙三种物质有如图转化关系:

甲,则甲不可能是(  )

A.Al2O3      B.NH4Cl

C.CO2D.SiO2

解析:

选B A项,若甲为Al2O3,则Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2(乙),NaAlO2与适量盐酸反应生成Al(OH)3(丙),灼烧Al(OH)3可得Al2O3;B项,若甲为NH4Cl,则NH4Cl与NaOH溶液反应后生成NH3·H2O(乙),NH3·H2O与盐酸反应又生成NH4Cl(甲),不符合题图转化关系;C项,若甲为CO2,则CO2与足量NaOH溶液反应生成Na2CO3(乙),Na2CO3中加入少量盐酸,可生成NaHCO3(丙),加热NaHCO3可得到CO2;D项,若甲为SiO2,则SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3(乙),Na2SiO3中加入盐酸可得H2SiO3(丙),加热H2SiO3可得SiO2。

6.在实验室进行物质制备,下列从原料及试剂分别制取相应的最终产物的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是(  )

A.C

CO

CO2

Na2CO3

B.Cu

Cu(NO3)2溶液

Cu(OH)2

C.Fe

Fe2O3

Fe2(SO4)3溶液

D.CaO

Ca(OH)2溶液

NaOH溶液

解析:

选D C在空气中点燃并不能全部转化为CO,且CO与CuO要在加热条件下反应生成CO2,既浪费能源又操作繁琐,A错误;Cu与AgNO3溶液发生置换反应转化为Cu(NO3)2,再与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2,而AgNO3溶液的价格较高,可将Cu在空气中加热转化为CuO,再用稀盐酸或稀硫酸溶解,B错误;Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,并非得到Fe2O3,燃烧产物与H2SO4溶液反应,所得溶液中含有FeSO4和Fe2(SO4)3,C错误;CaO与H2O化合生成Ca(OH)2,再与Na2CO3溶液发生复分解反应得到NaOH,符合实验要求,D正确。

7.几种中学常见的物质转化如图所示。

下表中R、X、Y、Z对应物质正确的是(  )

选项

R

X

Y

Z

A

紫色石蕊

Fe2O3

Fe2O3和Cu

Cu

B

甲基橙

Fe(NO3)2

Fe(OH)2

Cu2(OH)2CO3

C

酚酞

Fe(OH)3

FeO和Fe

CuO

D

Fe2O3

NaAlO2

Na2SiO3

Cu(OH)2

解析:

选B Cu不和稀硫酸反应,A项错误;甲基橙遇稀硫酸变红色,Fe(NO3)2遇稀硫酸变成铁盐,Fe(OH)2与硫酸反应生成FeSO4,Cu2(OH)2CO3与硫酸反应生成CuSO4,B项正确;稀硫酸不能使酚酞变色,C项错误;硫酸与Fe2O3反应生成Fe2(SO4)3,溶液呈黄色得不到红色溶液,稀硫酸与NaAlO2反应得不到黄色溶液,稀硫酸与Na2SiO3反应得不到浅绿色溶液,D项错误。

8.化学与生产、生活密切相关,下列对物质的主要用途、原因解释均正确的是(  )

选项

物质

主要用途

原因解释

A

晶体硅

高纯硅可用于制备光导纤维、光电池、集成电路和计算机芯片

Si是良好的半导体材料

B

金属钠

高温时能从熔融TiCl4中置换出金属Ti

钠单质具有很强的还原性

C

氯气

与石灰乳或烧碱反应制含氯的消毒剂

氯气呈酸性

D

金属铝、铁

制成容器可盛装、运输浓硫酸、浓硝酸

铝、铁与浓硫酸、浓硝酸不反应

解析:

选B 光导纤维的主要成分是SiO2,A项错误;根据反应2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O可知,氯气与强碱溶液发生的是歧化反应,Cl2既是氧化剂又是还原剂,和酸性无关,C项错误;浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性,常温下能够在铝、铁表面氧化出一薄层致密的氧化膜,起到保护作用,阻止内部金属的继续溶解,此过程称为“钝化”,属于化学变化,D项错误。

9.如图W、X、Y、Z为四种物质,若箭头表示能一步转化的常见反应,其中常温下能实现图示转化关系的是(  )

选项

W

X

Y

Z

A

N2

NH3

NO2

HNO3

B

Na

Na2O2

NaOH

NaCl

C

Fe

FeCl3

Fe(OH)2

FeCl2

D

Al

AlCl3

NaAlO2

Al2(SO4)3

解析:

选D 常温下N2不能直接转化为NH3、NO2、HNO3,A项错误;常温下Na与O2反应生成Na2O而不是Na2O2,B项错误;常温下Fe不能一步转化为Fe(OH)2,Fe和氯气在点燃时发生反应生成FeCl3,C项错误;Al与盐酸反应转化为AlCl3,与NaOH溶液反应转化为NaAlO2,与硫酸反应转化为Al2(SO4)3,AlCl3与过量NaOH溶液反应转化为NaAlO2,NaAlO2与过量硫酸反应转化为Al2(SO4)3,Al2(SO4)3与BaCl2溶液反应转化为AlCl3,D项正确。

10.处理超标电镀废水,使其NaCN含量低于0.5mg·L-1,即可达到排放标准,反应分两步进行。

第一步NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl。

第二步NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。

已知HCN是弱酸,易挥发,有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。

下列说法正确的是(  )

A.处理NaCN超标电镀废水的过程中无元素化合价的改变

B.第一步反应溶液应调节为酸性,可避免生成有毒物质HCN

C.第二步发生的反应为2OCN-+3ClO-===2CO2↑+CO

+3Cl-+N2↑

D.处理100m3含NaCN10.3mg·L-1的废水实际至少需要50molNaClO

解析:

选D 处理NaCN超标电镀废水的过程中碳元素化合价由+2价变为+4价,氮元素化合价由-3价变为0价,故A错误;NaCN易与酸反应生成HCN,为防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气,因此第一次氧化时,溶液的pH应调节为碱性,而不是酸性,故B错误;反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价,得到2个电子,N元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2∶3,反应的离子方程式为2OCN-+3ClO-===CO

+CO2↑+3Cl-+N2↑,故C错误;参加反应的NaCN的物质的量为

=20mol,反应中C由+2价升高到+4价,N元素化合价从-3价升高到0价,即1molNaCN失去5mol电子,1mol次氯酸钠得到2mol电子,所以处理100m3含NaCN10.3mg·L-1的废水,实际至少需NaClO的物质的量为20mol×

=50mol,故D正确。

11.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:

下列说法不正确的是(  )

A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉

B.固体1中一定有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2

C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解

D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O 

解析:

选D A项,由题意知,要制得的产物是FeSO4·7H2O(硫酸盐),故溶解烧渣应选用硫酸,以防引入其他的杂质离子,溶液1中含有Fe3+,需加入Fe使之转化为Fe2+,A项正确;B项,根据烧渣的成分,加入硫酸后只有SiO2不能溶于硫酸,固体1中一定有SiO2,同时,根据溶液2及最终产物可以判断,控制pH是为了使Al3+沉淀为Al(OH)3,B项正确;C项,从溶液2得到FeSO4·7H2O,要防止Fe2+在空气中被O2氧化,同时防止FeSO4·7H2O分解失水,C项正确;D项,改变方案,在溶液1中加入过量NaOH可以将Al3+转化为AlO

,Fe3+沉淀为Fe(OH)3,但是加硫酸溶解后生成的是Fe2(SO4)3,不是FeSO4,D项错误。

12.金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO

发生氧化还原反应,转化关系如下:

请回答下列问题:

(1)气体D和F反应可生成盐,该盐的化学式为______。

(2)C、E排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D可以将C、E转化为无毒的气态单质,该单质的电子式为________。

(3)将A转化为B,可选择的试剂是____(填字母)。

a.CO2   b.NaOH    c.CH3COOH

d.NH3e.HCl

(4)过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是________________________。

(5)除去气体C中的杂质气体E的化学方法:

将混合气体通入________中。

(6)Al与NO

在酸性条件下反应,Al与被还原的NO

的物质的量之比是________。

(7)Al与NO

在碱性条件下反应的离子方程式为__________________________。

解析:

(1)气体D→C→E→F,这是连续被氧化的过程,F为HNO3,E为NO2,C为NO,D为NH3,则气体D和F反应:

NH3+HNO3===NH4NO3,盐为NH4NO3。

(2)转化成N2,其电子式为N

N。

(3)A中铝元素以Al3+形式存在,B中铝元素以AlO

形式存在,因此把A转化为B,发生Al3++4OH-===AlO

+2H2O,故选项b正确。

(4)发生的反应是Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH

(5)3NO2+H2O===2HNO3+NO,因此气体通入水中。

(6)根据得失电子数目守恒,n(Al)×3=n(NO

)×3,因此两者物质的量之比为1∶1。

(7)根据转化关系可得离子方程式为8Al+3NO

+5OH-+2H2O===8AlO

+3NH3↑。

答案:

(1)NH4NO3 

(2)N

N (3)b 

(4)3NH3·H2O+Al3+===Al(OH)3↓+3NH

(5)水 (6)1∶1

(7)8Al+3NO

+5OH-+2H2O===8AlO

+3NH3↑

13.有一化合物X,其水溶液为浅绿色,可发生如下的转化关系(部分反应物、生成物已略)。

其中B、D、E、F均为无色气体,M、L为常见的金属单质,C为难溶于水的红褐色固体。

在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀,H和M反应可放出大量的热。

请回答下列问题:

(1)B的电子式为____________。

(2)画出元素M的原子结构示意图________________________________________。

(3)物质X的化学式为____________。

(4)电解混合液时阳极反应式为__________________________________________。

(5)按要求写出上述转化关系中有关反应的化学方程式

①含有L元素的化合反应:

_______________________________________________;

②含有L元素的置换反应:

____________________________________________。

(6)已知agE气体在D中完全燃烧生成稳定的化合物时,放出bkJ的热量,写出E气体燃烧热的热化学方程式为_________________________________________________。

解析:

由颜色可知C为Fe(OH)3,则A为Fe(OH)2、H为Fe2O3,由M、L为常见的金属单质,可知M、L分别为Al、Fe;X与NaOH反应生成气体B,B一定是NH3;在混合液中加入BaCl2溶液有不溶于盐酸的沉淀生成,可知含有SO

,所以X为(NH4)2Fe(SO4)2,混合液为NaOH和Na2SO4溶液,电解生成H2、O2,D、E分别为O2、H2,F为NO,G为HNO3。

答案:

(3)(NH4)2Fe(SO4)2

(4)4OH--4e-===O2↑+2H2O

(5)①4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

②Fe2O3+2Al

2Fe+Al2O3

(6)H2(g)+

O2(g)===H2O(l) ΔH=-

kJ·mol-1

14.某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。

已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。

M与其他物质的转化关系如图1所示(部分产物已略去):

(1)写出F的电子式________。

(2)若A是一种常见的酸性氧化物,且可用于制造玻璃,E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体,则E溶液的俗称是________。

(3)若A是CO2气体,A与B溶液能够反应,反应后所得的溶液再与盐酸反应,生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图2所示,则A与B溶液反应后溶液中溶质的化学式为____________________________。

(4)若A是一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,则将过量的F溶液逐滴加入E溶液,边加边振荡,所看到的实验现象是__________________________________________。

(5)若A是一种化肥。

实验室可用A和B反应制取气体E,E与F、E与D相遇均冒白烟,且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露,写出E与D反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(6)若A是一种溶液,只可能含有H+、NH

、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO

、SO

中的某些离子,当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图3所示,由此可知,该溶液中肯定含有的离子的物质的量浓度之比为______________________。

解析:

(1)C在D中燃烧发出苍白色火焰,C为H2,D为Cl2,F为HCl,其电子式为

(2)根据题意知M为NaCl,电解饱和食盐水,得B为NaOH溶液,A是酸性氧化物,用于制造玻璃,A为SiO2,E为Na2SiO3,其水溶液俗称水玻璃。

(3)CO2和NaOH溶液反应溶质可能为NaOH、Na2CO3,Na2CO3,Na2CO3、NaHCO3,NaHCO3,从产生气体到气体最大量消耗盐酸的体积大于0.1,说明溶质为Na2CO3和NaHCO3。

(4)能和NaOH溶液反应的金属单质为Al,2Al+2OH-+2H2O===2AlO

+3H2↑,NaAlO2溶液与过量盐酸发生的离子反应依次是AlO

+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,现象是先有白色胶状沉淀,然后沉淀消失。

(5)A是一种化肥,且与B反应产生气体,则A为铵盐,E为NH3,NH3和Cl2发生氧化还原反应,化学方程式为3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl。

(6)从图可知,开始没有沉淀产生,说明溶液中有H+,发生H++OH-===H2O,存在H+则溶液中没有CO

,随着沉淀量增多,到达某一时刻,沉淀不再改变,说明溶液中有NH

,发生反应NH

+OH-===NH3·H2O,然后沉淀量减少直至消失,说明含有Al3+,由电荷守恒判断,溶液中含有SO

,结合各阶段消耗B溶液的体积,可得c(H+)∶c(Al3+)∶

c(NH

)∶c(SO

)=1∶1∶2∶3。

答案:

(1)

(2)水玻璃 (3)NaHCO3、Na2CO3

(4)溶液中逐渐有白色沉淀生成,且不断增加,随后沉淀逐渐减少最终消失 (5)3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl

(6)c(H+)∶c(Al3+)∶c(NH

)∶c(SO

)=1∶1∶2∶3

15.烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。

目前最常用的脱硫技术是湿法石灰石石膏脱硫,即利用石灰石和烟气中的SO2反应生成石膏——脱除SO2。

某研究性学习小组在实验室利用如图所示装置制备模拟烟气(主要成分为SO2、CO2、N2、O2),并测定烟气中SO2的体积分数以及研究烟气通过转化器的脱硫效率。

回答下列问题:

Ⅰ.模拟烟气的制备。

(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:

_________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.测定烟气中SO2的体积分数。

(2)已知装置C、D中盛有的试剂分别是酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液,写出装置C的作用:

____________________,装置D中饱和NaHCO3溶液中的离子浓度由大到小的关系为_______________________________________________________________。

(3)①甲同学认为应该在装置C、D之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,理由是________________________________________________________________________。

②乙同学根据模拟烟气的流速amL·min-1和t1分钟后测得的量筒内液体的体积VmL,计算烟气中二氧化硫的体积分数是____________________。

为保证准确读取量筒读数应注意:

a.将装置冷却至室温;b.________;c.平视。

Ⅲ.模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究。

(4)将模拟烟气通过装置E,其中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液,它可以催化SO2与氧气的反应以达到脱硫的目的。

写出催化剂参与反应过程中的离子方程式:

SO2+2H2O+

2Fe3+===SO

+2Fe2++4H+、___________________________________________________。

(5)若模拟烟气仍以amL·min-1的流速通过转化器E装置,t2分钟后,向E装置中加入酸化的BaCl2溶液,得到白色浑浊液,经过滤、洗涤、干燥、称量,得到mg固体。

若实验测得的气体体积已折算为标准状况下的体积,则该转化器的脱硫效率是________________。

解析:

(1)装置A中木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,化学方程式为C+2H2SO4(浓)

CO2↑+2SO2↑+2H2O。

(2)欲测定烟气中SO2,先用高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,用排水量气法测量剩余气体体积;在NaHCO3溶液中存在水解和电离,水解程度大于电离程度,溶液显碱性,其水解方程式为HCO

+H2OH2CO3+OH-,所以离子浓度关系为c(Na+)>c(HCO

)>c(OH-)>c(H+)>c(CO

)。

(3)①需要检验二氧化硫是否完全吸收,所以在C、D之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶检验二氧化硫是否被完全吸收。

②由题意可知SO2的体积为(t1a-V)mL,所以二氧化硫的体积分数为

×100%=

%。

在准确读取量筒读数之前冷却至室温、并上下移动量筒使得量筒中液面与广口瓶中液面相平。

(4)将模拟烟气通过装置E,其中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液,它可以催化SO2与氧气的反应以达到脱硫的目的。

Fe3+把SO2氧化为SO

,氧气再把Fe2+氧化为Fe3+,发生反应4Fe2++O2+4H+===2H2O+4Fe3+。

(5)t2分钟内烟气中含二氧化硫的体积为V(SO2)=at2×

%;根据上述反应可知各物质之间量的关系为:

SO2~ SO

  ~  BaSO4

22400mL      233g

V′(SO2)mg

所以转化的二氧化硫气体的体积为V′(SO2)=

,则二氧化硫的转化率=

×100%=

×100%。

答案:

(1)C+2H2SO4(浓)

CO2↑+2SO2↑+2H2O 

(2)吸收烟气中的SO2气体 c(Na+)>c(HCO

)>c(OH-)>c(H+)>c(CO

(3)①检验SO2是否被完全吸收 ②

% 上下移动量筒使得量筒中液面与广口瓶D中液面相平

(4)4Fe2++O2+4H+===2H2O+4Fe3+

(5)

×100%

 

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