1、1专题 6 从污染防治到绿色化学第一单元 环境污染的化学防治1.下列说法不正确的是( )A.天然气是气体,它不属于化石燃料B.反应物的总能量不等于反应物的总热量C.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的 CO、SO 2 等有害气体D.煤转化为煤气后燃烧,可以提高燃烧效率解析:煤、石油、天然气等都是古代动植物遗体埋于地下深处,并在地壳中经过一系列非常复杂的变化,亿万年才形成的非再生资源,它们都是化石燃料,所以 A 错。反应物的总能量是无法测得其绝对值的,只有变化过程中才会有相对的增加或减少,而热量就是指在变化过程中的相对改变量,所以 B 正确。化石燃料的主要组成元素是 C 和 H,另外也有少量 N
2、、S 等,所以在燃烧过程中除了主要生成 CO2 和 H2O 外,还有一定量污染环境的CO、 SO2、NO 等有害气体,所以 C 正确。煤经过液化或气化后,增大了与空气的接触面积,可充分燃烧,提高燃烧效率,所以 D 正确。答案:A2.下列说法中不正确的是( )A.工业上将石油蒸馏得到汽油,发生了化学变化B.汽车尾气中的碳氢化合物会加剧温室效应C.汽车尾气的大量排放是形成光化学烟雾的重要原因D.汽车尾气中“黑烟” 会增加空气中固体颗粒的含量解析:该题从生活和社会中的“税费改革”热点问题出发,考查化学科学在 STSE 中的渗透。A 错误,因为石油主要是多种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,在被蒸馏时
3、仅仅根据它们的沸点范围不同实施馏分分离,好比从酒中馏出乙醇、醋中蒸得乙酸,并未发生化学变化;从某种程度上说,汽油是石油的“ 组分”之一。B 正确,汽车尾气中的碳氢化合物也属于“温室气体 ”。C 正确,光化学烟雾指的是各种生产设备 ,特别是汽车尾气中碳氢化合物以及氮氧化物等,在干热、阳光的共同作用下,发生复杂的光化学反应而产生的二次污染物。D 正确,汽车尾气中“黑烟” 主要是燃料不完全燃烧而析出的炭黑颗粒,会增加空气中固体颗粒的含量。答案:A3.下列有关做法不符合低碳技术、高效节能技术的是( )A.大力开发丰富的煤炭资源,减少对石油的依赖B.回收废弃的饮料包装纸,制作成公园内的休闲长椅C.在西部
4、和沿海地区兴建风力发电站,解决能源问题D.鼓励购买小排量汽车,推广电动、混合动力汽车解析:开发煤炭资源,与低碳技术、高效节能技术不符,A 选项错误。答案:A4.下列措施不符合节能减排的是( )A.大力发展火力发电,解决广东电力紧张问题B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气解析:本题考查能源、环保等热门话题。火力发电,成本高也不环保,不符合节能减排的要求,A 错。利用太阳能可减少 SO2、CO 2 排放,保护环境、节约能源,B 正确。将煤脱硫,可防止 SO2 产生,石膏可回收,
5、环保经济,C 正确。沼气是可再生能源,变废为宝,符合节能减排的要求,D 正确。答案:A5.洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称 CCT)的含义是:旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。下列措施不属于洁净煤技术的是( )A.溶剂萃取脱硫法B.煤的气化(产物主要为 CO 和 H2)C.借助高温和催化剂的作用,使煤裂解成小分子的烃类液体燃料D.煤的直接燃烧解析:洁净煤技术涉及四个领域煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理。煤的直接燃烧会产生二氧化硫等污染性气体。答案:D26.目前测定空气中 SO2 含量主要用氧化还原反应
6、。已知 SO2 气体与酸性 KMnO4 溶液反应时,Mn 被还原为-4Mn2+,SO2 被氧化成 S 。为测定某地方的空气中 SO2 和可吸入颗粒的含量,甲同学设计了如下图所示的实验2-4装置:其中: 或 表示密闭容器; 表示气体流速管(单位时间内通过气体的体积恒定 ,且无除尘和吸收气体作用); 表示棉花 ;颗粒吸附剂可以吸收可吸入的颗粒; 表示气体的流向。酸性 KMnO4 溶液体积为 200 mL,浓度为 0.1 molL-1。回答下列问题:(1)配制 200 mL 0.1 molL-1 酸性 KMnO4 溶液,需用到的玻璃仪器有 、玻璃棒、 、 。玻璃棒的作用是 。 (2)写出并配平测定
7、SO2 含量的离子方程式 : 。 (3)若气体流速管中气体流速为 a cm3/min,当 t min 时酸性 KMnO4 溶液恰好褪色,则空气中 SO2 的含量为 (gcm-3)。 (4)实验中棉花的作用是 ;若要测定空气中可吸入颗粒的含量(gL -1),还需要测出的数据是 。 (5)乙同学按照同样的方法测量空气中 SO2 的含量,所测得的数值总是比实际含量偏低,最可能的原因是(假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误): 。 解析:(1)配制 200 mL 0.1 molL-1 酸性 KMnO4 溶液属于用固体溶质配制一定浓度的溶液,故需托盘天平、烧杯、200 mL 容量瓶、胶头滴管、药匙
8、,在配制溶液过程中玻璃棒在溶解过程中用于搅拌加速溶解 ,转移溶液时起引流作用。(2)SO2 S ,Mn Mn2+。由电子守恒、电荷守恒和元素守恒的次序即可配平方程式。2-4 -4(3)设空气中 SO2 含量为 x gcm-3。5SO2 2Mn -4320 g 2 molatx g 0.2 L0.1 molL-1解得:x = 。3200.20.12 =3.2答案:(1)烧杯 200 mL 容量瓶 胶头滴管 搅拌和引流(2)5SO2+2Mn +2H2O 5S +2Mn2+4H+ (3) (4)防止可吸入颗粒堵塞导气管或进入酸性高锰酸钾溶-4 2-4 3.2液中,使测量质量不准 吸收前后颗粒吸附剂、
9、棉花、盛放容器的总质量(或将装置用编号表示回答,或答颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量的增加值) (5)通入气流速率过快,二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应就已经被排出7.锌锰废电池经处理后,生产并回收硫酸锌及碳酸锰,其中生产工业级碳酸锰工艺如下:试回答下列问题:(1)锰在元素周期表中位于第 周期,第 族。 (2)步骤 1 和步骤 2 是将 MnO2 转化为 MnO 并溶于硫酸,其中步骤 2 中的氢气,是另一个流程产生的副产品,请写出产生氢气的反应方程式: 。 (3)步骤 3 和步骤 4 都是除杂质。X 是一种“绿色” 氧化剂,则 X 是 (填化学式) 。 步骤 3 是除去杂质 Fe2+。请
10、用文字和必要的方程式简述除去 Fe2+的方法:(已知三种离子沉淀的 pH 范围为Fe3+:2.73.7,Mn2+:8.610.1,Fe2+:7.69.6) 。 步骤 4 中主要反应方程式为 MeSO4+BaS MeS+BaSO4(Me 主要为 Pb、Cd、Hg 等),则其除去杂质的原理是 。 (4)已知进行步骤 5 的操作时,溶液 3(主要成分为 MnSO4)会产生大量无色无味的气泡,则步骤 5 反应的化学方程式为 。 解析:(2)废电池回收硫酸锌和碳酸锰,故另一个工艺是制取硫酸锌,锌皮与稀硫酸反应生成氢气:Zn+H2SO4 ZnSO4+H2。3(3)具有强氧化性的 “绿色”氧化剂,显然是 H
11、2O2,它的加入也不会引入新的杂质。由题给的三种离子沉淀 pH可知,为除去 Fe2+、Fe 3+,应将 Fe2+先氧化为 Fe3+,然后调节溶液的 pH 在 3.78.6 之间,以便除尽 Fe3+而不损失Mn2+。难溶电解质有生成更难溶电解质的趋势,故利用沉淀的转化实现了除去 Pb2+、Cd 2+、Hg +。(4)根据气体是无色无味 ,可知该气体是 CO2,故该反应的化学方程式为 MnSO4+2NH4HCO3 (NH4)2SO4+MnCO3+CO2+H2O。答案:(1)四 B (2)Zn+H 2SO4 ZnSO4+H2 (3)H 2O2 在酸性条件下加入双氧水,将 Fe2+氧化成Fe3+,2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O,调节 pH 至 3.78.6,使 Fe3+沉淀完全,Fe 3+3H2O Fe(OH)3+3H+ 以BaS 为沉淀剂,使 Pb2+、Cd 2+、Hg +等金属离子,生成更难溶的硫化物而除去 (4)MnSO 4+2NH4HCO3 (NH4)2SO4+MnCO3+H2O+CO2
