第四章 化学与可持续性发展.docx
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第四章化学与可持续性发展
必修2第四章化学与可持续性发展
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等),这是因为铝具有()性质
A.两性B.导电性好C熔点低D.还原性及冶炼反应中放出大量的热
2.下列金属①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬。
可用铝热法制备的有()
A.①②④B.①②③⑤C.④③④⑤D.①②③④⑤
3.在冶金工业上,通常均不能用化学还原剂制得的金属组是()
A.Na、Ba、Mg、A1B.Zn、Fe、Cu、Ag
C.Na、K、Zn、FeD.Mg、Al、Zn、Fe
4.下列化工生产原理错误的是()
①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁③用电冶铝时,原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的,故无需加热
A.②③B.①③C.①②③D.②③④
5.下列产品的使用不会对环境造成污染的是()
A.含磷洗衣粉B.酒精C.氟利昂D.含汞电池
6.单质A能从盐溶液中置换出单质B,则下列说法中,不正确的是()
A.当A、B都是金属时,A一定比B活动性强
B.当A、B都是非金属时,A一定比B活动性强
C.当A是金属时,B可能是金属,也可能是非金属
D.当A是非金属时,B可能是金属,也可能是非金属
7.在相同条件下,对环境污染最小的燃料是()
A.液化气B.煤油C.煤饼D.木柴
8.下列商品不能称为“绿色商品”的是()
A.无铅汽油B.无磷洗衣粉C.无氟冰箱D.无碘食盐
二、非选择题(本题包括4个小题)
9.汽车尾气(含有烃类、CO、S02与NO等物质)是城市空气的污染源之一,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及S02的转化。
(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式:
。
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是
。
(3)控制城市空气污染源的方法可以有(多选算错)
A.开发氢能源B.使用电动车C.植树造林D.戴上呼吸面具
10.如图所示,分馏装置中,如果有错误请指出并加以改正:
(1),
(2),
(3)。
11.(10分)环境保护已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一。
为消除目前燃料使用过程中的环境污染问题,并缓解能源危机,有的专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想(如图)。
这种构想或方案可用如下反应表示:
①2CO2
2CO+O2
⑦H2O
;
③N2+H20
NH3+;
④CO2+
CH30H+;
⑤+H2O
CH4+。
(1)请完成上述化学方程式;
(2)要实现上述的一些构想,目前和今后要解决的关键问题是
;
(3)如果光子的能量不够,上述反应是无法完成的。
而大自然已经解决了这个问题,即,它是地球上最重要的化学反应之一,请写出反应的化学方程式。
12.(9分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元离子的形式存在。
实验中从海藻提取碘的流程如图所示
(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称①;写出过程②中有关反应的化学方程式。
(2)提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为()
A.酒精、四氯化碳B四氯化碳、苯C.汽油、醋酸D.汽油、甘油
(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器是。
训练题二
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列情况可引起大气污染的是()
①煤的燃烧②工业废气的任意排放③燃放鞭炮④飞机、汽车尾气排放
A.只有①②B.只有②④C.只有①②③D.①②③④
2.有关煤的叙述不正确的是()
A.煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
B.煤的干馏过程属于化学变化
C.煤是由多种有机物组成的混合物
D.煤除了主要含有碳元素外,还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素
3.下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是()
A.W03B.MnO2C.MgOD.V205
4.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是()
A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C.将煤变为煤饼作燃料
D.将石油裂解制得乙烯等化工原料
5.人造光卤石(KCl·MgCl2·6H20)是盐化工生产的中间产物。
以光卤石为原料制得金属镁,可有下列步骤:
①过滤②溶解③加入适量Ca(OH)2④蒸发⑤用盐酸溶解⑥电解熔融MgCl2
⑦在HCl气流中强热MgCl2·6H20晶体正确的顺序是()
A.⑤③①②④⑥⑦B.②③①⑤④⑦⑥
C.②④①③⑦⑤⑥D.⑤③①④②⑦⑥
6.汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气。
产生氮的氧化物的主要原因是()
A.燃烧含氮的化合物燃料引起的
B.燃烧含铅汽油引起的
C.是由燃烧不充分引起的
D.是在汽缸中N2被氧化生成的
7.“飘尘”是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小(直径小于10
m),不易沉降(可飘浮数小时甚至数年),它与空气中S02、O2接触时,SO2部分转化为S03,使空气酸度增加,形成酸雨。
飘尘所起的主要作用是()
A.氧化剂B.还原剂C.吸附剂D.催化剂
8.准确称取某种铁的氧化物2.88g,用足量的CO进行还原,将生成的C02全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4g,则这种铁的氧化物为()
A.Fe3O4B.Fe203C.FeOD.以上都不是
二、非选择题(本题包括4个小题)
9.随着现代科学的不断发展,生产和生活所需淡水日益增多,甚至超过人类所能支配的淡水量,使地球上淡水资源发生危机,这就把海水淡化问题提到了科学家的面前。
磺化媒(代表式NaR)是一种钠型离子交换树脂,它能使海水中的Ca
、Mg
交换除去。
现代海水的淡化方法:
使海水按顺序通过两种离子交换树脂,其流程如图所示。
(1)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法,其原理是。
(2)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阴离子交换树脂(ROH),则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂(填其代表式)为:
A柱,B柱。
(3)说明按上述顺序装柱的理由是。
10.工业上测量S02、N2、O2混合气体中S02含量的装置如右图。
反应管中装有碘的淀粉溶液。
S02和I2发生的反应为(N2、02不与I2反应):
SO2+I2+2H20==H2SO4+2HI
(1)混合气体进入反应管后,量气管内增加的水的体积等
于的体积(填写气体的分子式)。
(2)反应管内的溶液蓝色消失后,没有及时停止通气,则测得的S02含量(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。
(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用代替(填写物质名称)。
(4)若碘溶液体积为V
mL,浓度为cmol·L
。
N2与02的体积为V
mL(已折算为标准状况下的体积)。
用c、V
、V
表示SO2的体积百分含量为:
。
(5)将上述装置改为简易实验装置,除导管外,还需选用的仪器为(选下列仪器的编号)。
a.烧杯b.试管c.广口瓶d.容量瓶巴量筒f.单孔塞g.双孔塞
11.有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。
(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。
例如,加入CH30C(CH3)3来生产“无铅汽油”。
CH30C(CH3)。
分子中必存在的原子间连接形式有(填写编号)
①
②
③
④
(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高,而且管道输送方便,将成为我国西部开发的重点项目之一。
天然气常和石油伴生,其主要的成分是。
能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是(填写编号)。
①其一氯取代物不存在同分异构体
②其二氯取代物不存在同分异构体
③它是非极性分子
④它的键长和键角都相等
(3)1980年我国首次制得一辆燃烧氢气的汽车,乘员12人,以50km/h行驶了40km。
为了有效开展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济的制氢方法是(填写编号)。
①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水
其次,制得纯氢气后还需要解决的问题是(写出其中一个)。
12.环保检测中,有害气体的浓度常用1L有害气体的毫克值(mg/L)来表示,如对某气体样品中所含一氧化碳的浓度进行测定,其方法和实验步骤如下:
①首先将2.00L的气体样品通过盛有I205固体的加热管,反应后生成C02和I2;
②用30.0mL5.00
10
mol/L的硫代硫酸钠溶液吸收所产生的碘,发生的反应为:
I2+2S20
==2I
+S4O
。
③从②中溶液取出1/5,加入1.00mL1.00
10
mol/L碘水,正好将所取溶液中过量的硫代硫酸钠完全氧化。
(1)写出步骤①中CO通过盛I205加热管的有关反应的化学方程式。
(2)计算样品中CO的浓度。
答案与解析:
训练题一
1.D。
Al还原性较强,可以将金属活动性顺序中排在其后的金属从其氧化物中置换出来,同时放出大量的热。
2.C。
可用铝热法制备的金属必定不如铝活泼,故镁一定不可以,利用排除法可以选择C。
3.A。
不能用化学还原剂制得的金属是一些非常活泼,本身具有强还原性的金属。
4.D。
钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应,不能将镁置换出来。
电解冶炼铝所用的原料为氧化铝。
炼铁高炉中所发生的反应C02+C
2CO属于吸热反应。
5.B。
含磷洗衣粉可造成水体富营养化;氟利昂可造成臭氧层破坏;含汞电池会造成水污染和土壤污染。
6.D。
Fe+CuS04=Cu+FeS04,C12+2NaBr=2NaCl+Br2,Mg+2NaHS04=MgS04+Na2S04+H2↑,故A、B、C均正确。
7.A。
液化气的成分是碳数较少的烃,燃烧较充分,产物为C02和H20。
8.D。
食盐必须添加碘,否则长期食用会得“大脖子”病。
9.
(1)2CO+2NO==2CO2+N2
(2)S02能转化为S03,产生硫酸酸雾(3)AB
解析:
由CO与NO反应生成可参加大气生态循环的无毒气体,可知该反应是以NO为氧化剂,将CO氧化为CO2,而本身被还原为N2。
仔细阅读试题,根据催化剂可促进SO2的氧化,可推知S02转化为S03产生H2S04酸雾,增加空气酸度。
10.
(1)蒸馏烧瓶中温度计水银球应在支管口处,而不应插在液面下
(2)冷凝管的冷水流向是错误的,应从a处流入b处流出(3)接收仪器应用小口的锥形瓶,而不应用大口的烧杯,以免蒸气挥发太多
11.
(1)②2H2O
2H2↑+02↑③2N2+6H20
4NH3+302
④2CO2+4H20
2CH30H+3O2⑤CO2+2H2O
CH4+2O2
(2)如何使物质吸收光能转变为其他物质(3)绿色植物的光合作用,即在日光作用下。
利用光能把二氧化碳和水转变成碳水化合物(糖类)6C02+6H2O
C6H1206+6O2
12.
(1)过滤2NaI+Cl2==2NaCl+I2
(2)B(3)漏斗、分液漏斗
训练题二
1.D。
煤的燃烧和鞭炮的燃放会产生有毒气体S02等;飞机、汽车尾气中含有CO、NO等有害气体;工业废气中含有更多的有毒、有害气体。
2.B、C。
煤的干馏过程中既有化学变化也有物理变化;煤的成分中既有有机物也有无机物;煤干馏所得的煤焦油是工业上获得芳香烃的重要来源。
3.C。
铝热反应是干态的置换反应,铝把比它活动性弱的金属从其氧化物中置换出来;铝热反应适用于冶炼高熔点金属,MgO与Al不反应。
4.C。
煤的综合利用包括煤的干馏(焦化)、气化和液化。
石油的综合利用包括分馏、裂化、重整等。
煤变为煤饼,并未改变其成分及结构。
5.B。
提纯光卤石得到MgCl2的步骤为:
先将光卤石溶解于水,因为KCl、MgCl2均易溶于水,先后沉淀Mg
;Mg(OH)2的溶解度比Ca(OH)2更小,故加入适量的Ca(OH)过滤后得Mg(OH)2,洗涤后溶于适量的盐酸发生反应:
Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O,蒸发溶液得MgCl2·6H20,由于加热MgCl2·6H2O的过程中,会有部分MgCl2又与H20反应生成Mg(OH)2。
而MgCl2与H20的反应是一个可逆反应:
MgCl2+2H20==Mg(OH)2+2HCl。
根据平衡移动原理在HCl气氛中加热MgCl2·6H20,使MgCl2与H20的反应得到抑制,故能得到纯净的MgCl2
6.D。
汽车在工作时发动机的活塞在气缸中运行一个循环时,要经过进气、压缩、点火燃烧和排气四个过程。
在压缩和点火燃烧等过程中,由于产生高温高压,故空气中N2和02发生如下反应N2+02
2NO,2NO+02==2N02,生成污染大气的N02。
7.D。
SO2和O2的反应是一个可逆反应,反应速率很慢,在空气中漂尘的催化作用下,大大加快了反应速率,使大部分S02转化为S03,进而与水反应生成硫酸而形成酸雨。
8.C。
据元素守恒原理可得以下关系式:
CO~C02~CaCO3
1mollmol100g
O.04mol0.04mol4g
此时,气体增加的质量为O.04mol
16g·mol
==O.64g(即0.04mol氧原子的质量,也就是氧化物中氧元素的质量),据质量守恒原理知,固体质量必定减少0.64g,那么剩余固体的质量(即铁粉的质量)为2.88g-O.64g=2.24g,也就是说,原氧化物中含铁元素的物质的量为2.24g/56g·mol
=O.04mol。
因此,原氧化物中铁元素和氧元素的物质的量之比即Fe、0原子个数之比为0.04:
0.04=1:
1。
9.
(1)蒸馏原理,即利用加热海水时,盐不挥发而留在残余物中,水蒸气经冷凝而得淡水
(2)HRROH
(3)若在A中装ROH,则海水先通过ROH,溶液中就会有较多的OH
与海水中的M
生成M(OH)n沉淀,造成堵塞现象,而在A中装HR,在B中装ROH,海水通过A中生成的H
与B中生成的OH
中和,生成水而呈中性
10.解析:
(1)混合气体进入反应管中,混合气体中的S02被I2吸收,剩余的气体为N2和02。
量气管内增加水的体积即为N2和02的总体积。
(2)当反应管内蓝色消去,说明I2与SO2恰好反应,若继续通入气体,则未反应的SO2也会排入量气管中,使N2、02的体积增大,测得S02的含量降低。
(3)反应管中I2与淀粉的作用是吸收SO2,且恰好完全反应时溶液由蓝色变无色来指示反应的终点。
其他一些能氧化SO2,且溶液有颜色变化的物质可代替I2和淀粉,如酸性KMn04溶液或溴水。
(4)因SO2+I2+2H2O==H2S04+2HIn(SO2)=n(I2)=V
×10
L×cmol·L
=V
c
l0
molV(SO2)=V
c
l0
mol×22400mL/mol=22.4cV
mL
即S02的体积分数为:
×100%
(5)由所给装置可知,反应管起密封容器的作用,因此,可用试管或广口瓶代替,而量取气体还可用测量气体所排出液体的体积确定,可用广口瓶、双孔塞、量筒代替量气管。
其装置可以为:
b、c、e、g或b、e、g或c、e、g。
答案:
(1)N2、02
(2)偏低(3)酸性高锰酸钾溶液或溴水
(4)V(S02)%=
×100%
(5)b、c、e、g或b、e、g或c、e、g
11.
(1)③
(2)甲烷②(3)③氢气的输送和贮存
点拨:
(2)天然气的主要成分是甲烷,若为平面正方形结构,则其二元取代物有两种同分异构体,而正四面体的二元取代不存在同分异构体;(3)电解水消耗大量的电能,锌和硫酸的反应也不适合工业大量生产,只有太阳光使海水光解才是最经济的方法。
但氢气的密度小,沸点低,输送与贮存有一定的难度。
12.
(1)5CO+I205
I2+5C02
(2)1.75mg·L
点拨:
(1)问中反应物、产生物均已知,根据化合价升降总值相等即可将其配平。
(2)问是多步反应的计算,首先根据氧化还原反应中电子守恒得出关系式:
5CO~I2~2S20
,然后代入数据进行计算。
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