第四章 化学与可持续性发展.docx

第四章 化学与可持续性发展.docx

《第四章 化学与可持续性发展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 化学与可持续性发展.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

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。