第5讲 环境保护与绿色化学 海水资源的开发利用.docx
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第5讲环境保护与绿色化学海水资源的开发利用
第5讲 环境保护与绿色化学 海水资源的开发利用
测控导航表
考点
题号及难易度
环境污染与保护
2,3,4
绿色化学
5,7
海水资源的开发利用
6,8,9,10(中)
综合应用
1,11,12,13(中)
一、选择题
1.下列说法正确的是( D )
A.(2013年山东理综)煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
B.(2013年福建理综)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现
C.(2013年浙江理综)实验室从海带提取单质碘的方法是:
取样→灼烧→溶解→过滤→萃取
D.海水提镁的过程涉及了分解、化合、复分解等反应类型
解析:
煤的气化、液化都是化学变化,A错;从海水中获得食盐是物理变化,B错;从海带中提碘过程,过滤后需进行氧化操作,把I-氧化为I2再进行萃取,C错;海水提镁过程中CaCO3分解、MgCl2电解都是分解反应;CaO与水化合为Ca(OH)2是化合反应;Mg(OH)2与盐酸反应是复分解反应,D正确。
2.(2014·江苏扬州中学模拟)化学与材料、生活和环境密切相关。
下列有关说法中错误的是( D )
A.煤炭经气化、液化和干馏等过程,可获得清洁能源和重要的化工原料
B.医药中常用酒精来消毒,是因为酒精能够使细菌蛋白发生变性
C.大力实施矿物燃料脱硫脱硝技术以减少硫、氮氧化物排放
D.新型材料聚酯纤维、光导纤维都属于有机高分子
解析:
新型材料聚酯纤维属于有机高分子,而光导纤维主要成分是SiO2,D错误。
3.(2014·兴化二模)今年“6·5”世界环境日中国主题为“向污染宣战”。
下面做法不符合这一主题的是( A )
A.将废电池深埋,以减少重金属的污染
B.利用二氧化碳等原料合成聚碳酸酯类可降解塑料
C.利用太阳能、潮汐能、风力发电,以获取清洁能源
D.加强工业废气和汽车尾气的净化处理,降低PM2.5的危害
解析:
将废电池深埋会污染土壤和地下水资源,A错误。
4.(2014·湖南常德协作考试)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米(1微米=10-6米)的可入肺颗粒物,下列对PM2.5无影响的是( A )
A.风力发电B.汽车尾气
C.煤炭燃烧D.建筑扬尘
解析:
B、C、D过程都会产生可吸入颗粒,A风力发电,与可吸入颗粒无关。
5.(2014·济南模拟)绿色化学有助于解决环境污染问题。
下列做法中,符合绿色化学理念的是( D )
A.焚烧废旧塑料,减少“白色污染”
B.深埋污染物,防止地表污染
C.增加水库排污口,多向分流污水
D.研发新技术工艺,力争无污染生产
解析:
绿色化学的理念是尽量从生产源头减少或杜绝污染的产生。
6.(2014·烟台模拟)NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(或物质)是( A )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A.全部B.只有①②③④
C.只有①②③⑤D.只有①②④⑤
解析:
海水中得到NaCl以后,以NaCl为原料可制取NaOH、Na2CO3、Na、Cl2、HCl。
化学方程式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑、NaCl+NH3+CO2+H2O
NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O、2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑、Cl2+H2
2HCl。
7.“绿色化学”要求从技术上、经济上设计可行的化学反应,使其尽可能减少对环境的副作用。
下列化学反应中,不符合绿色化学理念的是( C )
A.用氨水吸收硫酸厂的尾气:
SO2+2NH3+H2O
(NH4)2SO3
B.除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物:
NO2+NO+2NaOH
2NaNO2+H2O
C.制硫酸铜:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
D.制硫酸铜:
2Cu+O2
2CuO
CuO+H2SO4(稀)
CuSO4+H2O
解析:
绿色化学要求我们尽可能研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度地节约能源,在工业生产各个环节都争取做到净化和无污染。
在选项A、B、D中,每一种物质都得到了充分利用,而且均没有污染产生,但在选项C中,铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的同时还放出了有毒的二氧化硫气体,所以选项C不符合绿色化学的理念。
8.(2014·淄博桓台一模)下列关于海洋开发利用的说法中不正确的是( A )
A.海洋是个巨大的资源库,人们可以无节制地向它索取各种资源
B.海水“晒盐”是利用蒸发结晶的方法从海水中得到食盐
C.海洋本身就是个巨大的水资源库,如何获取廉价的淡水对缓解淡水危机意义重大
D.海水“制碱”是利用向饱和氨盐水中通入二氧化碳过滤,加热过滤后固体得到纯碱
解析:
海洋虽然是个巨大的资源库,但人们不可以无节制地向它索取各种资源,A错误。
9.工业上制备相关物质,涉及的反应原理及部分流程较为合理的是( C )
A.制取镁:
海水
Mg(OH)2
MgO
Mg
B.冶炼铝:
铝土矿
NaAlO2
无水AlCl3
Al
C.制溴:
浓缩海水
Br2
HBr(aq)
Br2
D.制碘:
海带
海带灰
I2(aq)
I2
解析:
A项制取Mg应电解MgCl2;B项制取Al应电解Al2O3;D项热裂汽油与I2反应,应用CCl4或苯萃取。
10.(2014·江苏如东四校联考)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,如图为海水利用的部分过程。
下列有关说法正确的是( C )
A.过程①中除去粗盐中的S
、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入的药品顺序为:
Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B.用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3
C.过程②中结晶出的MgCl2·6H2O要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2
D.工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁
解析:
化学实验中一般需加入过量试剂除去杂质,此题中BaCl2溶液过量,应用Na2CO3溶液除去,故Na2CO3溶液应在BaCl2溶液之后加入,A错误;NaHCO3、Na2CO3与Ca(OH)2溶液反应均可产生碳酸钙沉淀,B错误;在HCl氛围中抑制镁离子水解,才能得到无水MgCl2,否则得到氧化镁,C正确;电解熔融MgCl2制取金属镁,D错误。
二、非选择题
11.(2014年四川理综节选)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。
某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(1)上述流程脱硫实现了 (选填下列字母编号)。
A.废弃物的综合利用B.白色污染的减少
C.酸雨的减少
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是
。
(3)已知:
25℃、101kPa时,
Mn(s)+O2(g)
MnO2(s) ΔH=-520kJ/mol
S(s)+O2(g)
SO2(g) ΔH=-297kJ/mol
Mn(s)+S(s)+2O2(g)
MnSO4(s)
ΔH=-1065kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是
。
(4)MnO2可作超级电容器材料。
用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是 。
(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。
碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是 。
解析:
(1)该工艺流程综合利用了燃煤尾气,降低了SO2的排放,减少了酸雨的形成。
(2)MnCO3能消耗溶液中的H+,使Al3+、Fe3+的水解平衡不断正向进行,Al3+、Fe3+转化为相应的氢氧化物沉淀,从而达到除杂的目的。
(3)设所给热化学方程式依次为①②③,根据盖斯定律,由③-②-①可得:
MnO2(s)+SO2(g)
MnSO4(s) ΔH=-1065kJ/mol+297kJ/mol+520kJ/mol=-248kJ/mol。
(4)电解时阳极上为Mn2+发生氧化反应:
Mn2+-2e-+2H2O
MnO2+4H+。
(5)该原电池中,正极上为MnO2发生还原反应。
答案:
(1)AC
(2)消耗溶液中的H+,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀
(3)MnO2(s)+SO2(g)
MnSO4(s) ΔH=-248kJ/mol
(4)Mn2++2H2O-2e-
MnO2+4H+
(5)MnO2+H2O+e-
MnO(OH)+OH-
12.(2014·天津塘沽一模)海水是巨大的资源宝库,如图所示利用海水为原料可获得许多化工产品。
(1)如图过程Ⅰ所示,利用海水可得到NaCl晶体。
①海水经 结晶可获得粗盐。
②操作A的名称是 。
③操作B用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还有 。
④粗盐水中除含NaCl外,还含有少量MgCl2、CaCl2、MgSO4等杂质。
为了除掉这些杂质,加入a,a中共有NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液三种试剂(三种试剂均过量),三种试剂的添加顺序合理的为 (填字母)。
A.先加入Na2CO3溶液,后加入NaOH溶液,再加入BaCl2溶液
B.先加入Na2CO3溶液,后加入BaCl2溶液,再加入NaOH溶液
C.先加入BaCl2溶液,后加入NaOH溶液,再加入Na2CO3溶液
D.先加入NaOH溶液,后加入BaCl2溶液,再加入Na2CO3溶液
⑤向滤液中滴加适量稀盐酸的目的是 。
⑥操作C中玻璃棒的作用是 。
(2)如图过程Ⅱ所示,利用海水得到的母液,还可制得镁、溴等物质。
①母液中含有氯化镁,加入石灰乳后可得到氢氧化镁,写出此反应的化学方程式:
。
②将氯气通入溴化钠溶液中反应得到溴,此反应的化学方程式为 。
解析:
(1)①因为氯化钠的溶解度受温度影响几乎不变,所以选用蒸发结晶法获得粗盐;②操作A是将粗盐和水混合得到溶液的过程,因此是溶解;③操作B是将沉淀和溶液分离,因此是过滤,还需要的玻璃仪器是漏斗;④镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入碳酸钠要放在加入氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以正确的顺序为:
先加过量的BaCl2溶液,再加过量的Na2CO3溶液,最后加过量的NaOH溶液,或者先加过量的NaOH溶液,再加过量的BaCl2溶液,最后加过量的Na2CO3溶液;故正确的是C、D;⑤加入稀盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,即除去过量的碳酸钠和氢氧化钠;⑥操作C是蒸发,玻璃棒的作用是搅拌,防止受热不均匀导致液滴飞溅;
(2)①氯化镁和氢氧化钙反应的方程式为Ca(OH)2+MgCl2
Mg(OH)2+CaCl2;②将氯气通入溴化钠溶液中反应得到溴,反应前后元素的种类不变,因此产物还有氯化钠,反应的方程式为Cl2+2NaBr
2NaCl+Br2。
答案:
(1)①蒸发 ②溶解 ③漏斗 ④CD ⑤除去过量的碳酸钠和氢氧化钠 ⑥搅拌,防止受热不均匀导致液滴飞溅
(2)①Ca(OH)2+MgCl2
Mg(OH)2+CaCl2
②Cl2+2NaBr
2NaCl+Br2
13.【探究题】我们知道海带中含有碘元素,经常食用海带可以防治甲状腺肿大,所以工业上常用海带为原料提取碘单质。
查有关资料可知碘单质有升华现象。
下面是某校化学探究小组设计的从海带中提取单质碘的实验,请你完成下列实验。
(1)将干燥洁净的海带用酒精湿润后在 (填一种仪器名称)中灼烧成灰烬。
(2)将海带灰烬冷却至室温,转移到烧杯中,加蒸馏水后,搅拌、煮沸、冷却、 (填一种操作名称)。
(3)在滤液中滴入几滴稀硫酸,再加入一定量的过氧化氢溶液,此时发生反应的离子方程式为
。
(4)把(3)中所得到的溶液注入分液漏斗中,然后再加入四氯化碳,振荡、静置,可以观察到四氯化碳层呈 色。
经分液得到碘的四氯化碳溶液,在这一实验过程中,四氯化碳起 作用。
(5)用试管取碘的四氯化碳溶液用水浴加热,待四氯化碳挥发完即可得到固体碘单质。
为什么不用酒精灯直接加热蒸发四氯化碳?
。
(6)证明得到的固体是碘单质的化学方法是
。
解析:
(1)经酒精润湿的海带应放在坩埚中灼烧。
(3)滤液中先加入硫酸酸化,后加入双氧水,发生的反应为:
2I-+H2O2+2H+
I2+2H2O。
(4)把(3)中所得溶液加入CCl4中,溶液分层,上层为水溶液,几乎无色,下层为碘的四氯化碳溶液,呈紫红色。
(5)用酒精灯加热碘的CCl4溶液,CCl4挥发的同时碘也容易升华,从而造成碘的损失。
(6)利用淀粉遇碘变蓝色可以检验碘的存在。
答案:
(1)坩埚
(2)过滤
(3)2I-+H2O2+2H+
I2+2H2O
(4)紫红 萃取剂
(5)因为酒精灯直接加热时的温度不易控制,单质碘易升华,会损失一部分碘
(6)取得到的固体少许,将其加入到淀粉溶液中,淀粉溶液变蓝,即可证明所得固体为碘单质(其他方法合理也可)
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