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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 环境保护与绿色化学精品测试题
展开第三节 环境保护与绿色化学(A卷)
一、单选题
1.绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。下列不符合绿色化学理念的是( )
A.尽可能使用无毒无害的原材料
B.尽可能减少生产过程中的能量消耗
C.治理产生的污染优于防治污染的产生
D.尽可能采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线
2.空气污染物通常以气态形式进入地面或低层大气环境。空气污染物与其主要来源不对应的是
污染物
来源
A
HCHO
家具生产与使用、质量低劣的涂料的使用
B
NO和NO2
飞机、汽车尾气
C
悬浮颗粒物
建筑施工、燃煤的使用
D
SO2
雷电时在空气中产生
3.下列有关环境保护的叙述不正确的是
A.形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物
B.大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程中产生的废气
C.农田秸秆直接焚烧既省时又省力,应大力推广
D.燃煤烟气脱硫的石灰石—石膏法,可将烟气中的二氧化硫转化为硫酸钙
4.习总书记强调“要建设天蓝、地绿、水清的美丽中国,让老百姓在宜居的环境中享受生活。”下列做法与此不相符合的是
A.将煤进行气化处理,既提高煤的综合利用效率,又可减少酸雨的危害
B.将废旧电池进行直接填埋,减少对环境的污染
C.开发核能、太阳能、风能等新能源,减少对矿物能源的依赖
D.利用微生物发酵技术,将植物秸秆、动物粪便等制成沼气
5.绿色化学概念从一提出来,就明确了它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列化工生产中体现绿色化学内涵的是( )。
①减少“三废”排放量
②考虑有关原材料的再生利用
③出现污染问题再治理
④回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂
⑤拒绝使用无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的有毒副作用、污染明显的原料
A.①③④ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.②③④⑤
6.科学家正在研究建立如图所示的二氧化碳新循环体系以解决日益加剧的温室效应等问题,关系图中能反映的化学观点或化学思想有( )
①二氧化碳也是一种重要的资源;
②光能或电能可以转化为化学能;
③燃烧时化学能可以转化为热能;
④无机物和有机物可以相互转化;
⑤化学变化中元素种类是守恒的
A.①②③ B.①④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④⑤
7.以下反应不符合绿色化学原子经济性要求的是:
A.CH≡CH+HCl→CH2=CHCl B.2CH2=CH2+O22
C.+Br2+HBr D.CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl
8.原子利用率是衡量绿色化学的重要指标,下列是理想的绿色化学工艺的是
A.工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅
B.利用石灰乳与纯碱溶液反应制烧碱
C.工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾
D.石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷
9.制取乙醇的下列反应中原子经济性最差的是
A.乙烯水化法:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
B.乙醛还原法:CH3CHO+H2CH3CH2OH
C.卤代烃水解法:CH3CH2Br+H2O→CH3CH2OH+HBr
D.酯类水解法:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
10.化学与科技、社会、生产密切结合,下列有关说法不正确的是:
A.“乙醇汽油”的广泛使用能减少有害气体的排放
B.“无磷洗涤剂”的推广使用,能有效减少水体富营养化的发生
C.“海水淡化”可以解决“淡水供应危机”,向海水中加入明矾可以使海水淡化
D.倡导“低碳经济”、“低碳生活”有助于减轻“温室效应”
二、填空题
11.某氮肥厂氨氮废水中的氮元素主要以和NH3•H2O的形式存在,该废水的处理流程如图所示:
(1)过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通空气将氨气赶出并回收。用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:_______。
(2)过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。写出总反应的化学方程式:________。
(3)过程Ⅲ:一定条件下,向含HNO3的废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH时转移6 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是__。
12.20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项属于“绿色化学”要求的是_______(填字母)。
A.处理废弃物 B.治理污染点 C.处理有毒物 D.杜绝污染源
(2)在我国西部大开发中,某省为筹建一大型化工基地,征集到下列方案,其中你认为可行的是_____(填字母)。
A.建在西部干旱区可以脱贫致富
B.应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C.企业有权自主选择厂址
D.不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四种离子。甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
甲:
乙:
丙:
在能制得纯铜的方案中,哪一步操作会导致环境污染?_________。应增加哪些措施防止污染?____________________________。
第三节 环境保护与绿色化学(B卷)
1.北京奥运会“水立方”游泳池中的水主要是通过砂滤、臭氧和活性炭来净化的,下列有关说法不正确的是
A.砂滤是利用过滤原理除去水中较大的固体颗粒
B.臭氧可以消毒杀菌是因为臭氧有强氧化性
C.游泳池水中的臭氧浓度越大越好
D.活性炭可以吸附水中悬浮的杂质
2.绿色化学是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的负作用。下列 化学反应不符合绿色化学概念的是( )
A.消除硫酸厂尾气排放:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3
B.消除制硝酸厂的氮氧化物污染:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
C.制 CuSO4:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
D.制 CuSO4:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O
3.在“绿色化学工艺”中理想状态是原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2=C(CH3)COOCH3的过程中,欲使原子利用率达到最高,还需其他的反应物有
A.CO和CH3OH B.CO2和H2O C.H2和CO2 D.CH3OH和H2
4.下列因果关系不正确的是
选项
原因
结果
A
大量植树造林
缓解臭氧空洞
B
SO2和NO2气体的大量排放
形成酸雨
C
含氮、磷等生活废水的大量排放
水华、赤潮
D
汽车尾气的大量排放
光化学烟雾
A.A B.B C.C D.D
5.二氧化碳气体能引起温室效应,“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利用,其工艺流程示意图如下,下列叙述中正确的是( )
A.CO2是引起酸雨的主要物质之一
B.能源消耗低是该技术的一大优点
C.捕捉CO2可使用小苏打溶液
D.捕捉到的CO2可作化工原料
6.用金属铜制取硝酸铜,从节约原料和防止环境污染方面考虑,最好的方法是
A.
B.
C.
D.
7.工业上制汞的方法是焙烧辰砂(主要含HgS),发生反应的化学方程式为,还原出的汞呈气态,冷凝得液态汞。其流程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.洗涤粗汞时可用5%的盐酸代替5%的硝酸
B.属于置换反应
C.含汞烟气必须处理达标后才能排放
D.流程中加入氧化钙的目的是减少的排放
8.绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点之一是提高原子的利用率,使原料中所有的原子全部转化到产品中,实现“零排放”。下列反应符合绿色化学这一特点的是( )
A.工业冶炼Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
B.实验室制取二氧化碳CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C.用生石灰制熟石灰CaO+H2O=Ca(OH)2
D.实验室制取氢气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
9.“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是
①实验室收集氨气采用图甲所示装置
②实验室中做氯气与钠反应的实验时采用图乙所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
10.如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量废气的工艺流程。该方法对的吸收率达99%以上,并可制取和。下列说法正确的是( )
A.吸收的反应的离子方程式为
B.吸收的反应的离子方程式为
C.实验室可用点燃的方法消除污染
D.该工艺流程体现了绿色化学思想
二、填空题
11.CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。
(1)CO2的电子式是_____,包含的化学键类型为____(填“非极性”或“极性”)共价键。
(2)在温度高于31.26 ℃、压强高于7.39×106 Pa时,CO2处于超临界状态,称为超临界CO2流体,可用作萃取剂提取草药中的有效成分。与用有机溶剂萃取相比,超临界CO2萃取的优点有_________(答出一点即可)。
(3)向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l),下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是__(填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等
d.混合气体的密度保持不变
e.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂
12.某工厂排放的废水中含有Cu2+、Fe2+、Hg2+、H+等离子,某化学小组为了充分利用资源和保护环境,准备回收废水中的铜和汞,同时得到绿矾。他们设计了如下实验方案:
(1)现有仪器:酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等,完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的仪器是________(填序号);设计简单实验检验绿矾是否变质,简述你的操作:_______________________________________
(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是________;步骤Ⅱ中________(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。
(3)步骤Ⅲ的实验装置如图所示,加热装置应与装置________(填“甲”“乙”或“丙”)连接,理由是_______________________________________________
(4)利用氧化铜制取铜有如下四种方案:
方案甲:利用氢气还原氧化铜;
方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;
方案丙:利用炭粉还原氧化铜;
方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉,过滤,再将滤渣溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。从安全角度考虑,方案________(填“甲”“乙”或“丙”,下同)不好;从产品纯度考虑,方案________不好。
(5)写出步骤Ⅰ中涉及反应的离子方程式:_______________________________
参考答案
A卷
1.C
【详解】
A.使用无毒无害的原材料可以减少环境污染,符合绿色化学理念,故A正确;
B.减少生产过程中的能量消耗,可充分利用能源,符合绿色化学理念,故B正确;
C.治理产生的污染优于防治污染的产生,没有从源头消除污染,不符合绿色化学理念,故C错误;
D.采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线,属于在无毒、无害的条件下进行化学反应,减少废物向环境排放,符合绿色化学理念,故D正确;
故答案为C。
【点睛】
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。其特点有:①充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;②在无毒、无害的条件下进行化学反应,以减少废物向环境排放;③提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所接纳,实现“零排放”;④生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境良好产品。
2.D
【详解】
A.甲醛主要来源于用复合地板、油漆、涂料制成的人造家具、用具,故A正确;
B.大气中的氮氧化物的主要来源是燃煤、汽车尾气排放,故B正确;
C.悬浮颗粒物的来源主要是化石燃料的燃烧和施工产生的扬尘,故C正确;
D.SO2的来源主要是煤的燃烧产生的废气,故D错误;
故选D。
3.C
【详解】
A.形成酸雨的主要物质是SO2,NO2,NO等,A正确;
B.化石燃料燃烧的废气主要是硫的氧化物和氮氧化物,造成大气污染,B正确;
C.农田秸秆直接焚烧会造成空气污染,C错误;
D.燃煤烟气脱硫的石灰石—石膏法,先发生,再发生, D正确;
故选C。
4.B
【详解】
A.推广煤的干馏、气化、液化技术,提供清洁、高效燃料和基础化工原料,提高煤的使用率,减少污染性气体的排放,减少酸雨的危害,A项正确;
B.废旧电池中含有重金属离子,如果直接填埋,会对土壤造成污染,B项错误;
C.开发新能源,如核能、太阳能、风能等,减少对矿物能源的依赖,符合“促进低碳经济”宗旨,C项正确;
D.推广利用微生物发酵技术,将植物秸秆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气,减少污染性气体的排放,D项正确;
答案选B。
5.C
【详解】
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,即减少或消除危险物质的使用和产生的化学品和过程的设计。绿色化学与污染控制化学不同。污染控制化学研究的对象是对已被污染的环境进行治理的化学技术与原理,使之恢复到被污染前的面目。绿色化学的理想是使污染消除在产生的源头,使整个合成过程和生产过程对环境友好,不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物,这是从根本上消除污染的对策。③出现污染问题再治理属于污染控制化学。故答案选C。
6.D
【详解】
①从图示中可以看出,二氧化碳和氢气在一定条件下可以转化为甲醇等能源,二氧化碳在很多工业和农业中有大量的应用,所以二氧化碳也是一种重要的资源,①正确;
②水在光催化剂或电解生成氢气和氧气,体现了光能或电能可以转化为化学能,②正确;
③液化石油气、汽油、甲醇等有机物的燃烧,都说明了燃烧时化学能可以转化为热能和光能,③正确;
④液化石油气、汽油、甲醇转化为二氧化碳,无机物二氧化碳和氢气在复合催化剂的催化作用下可以转化为甲醇等有机物,说明无机物和有机物可以相互转化,④正确;
⑤由图可知,混合气分离出二氧化碳,水分解生成氢气,二氧化碳和氢气在一定条件下可以转化为甲醇等能源都遵循化学变化中元素种类守恒的原则,⑤正确;
答案选D。
7.C
【详解】
A.CH≡CH+HCl→CH2=CHCl中反应物的所有原子都转化成目标产物,符合绿色化学原子经济性要求,故A不选;
B.CH2=CH2中反应物的所有原子都转化成目标产物,符合绿色化学原子经济性要求,故B不选;
C.+Br2+HBr 为取代反应,反应物中所有原子没有完全转化成目标产物,不满足绿色化学原子经济性要求,故C选;
D.CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl为加成反应,该反应中反应物的所有原子都转化成目标产物,符合绿色化学原子经济性要求,故D不选;
故选C。
8.D
【详解】
A.硅石的主要成分是,与焦炭反应会有生成,污染环境且原子利用率不高,A项不符合要求;
B.产物中还有碳酸钙,原子利用率不高,B项不符合要求;
C.铜与浓硫酸反应会有生成,污染环境且原子利用率不高,C项不符合要求;
D.石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷,该反应中原子利用率为100%,符合绿色化学原理,D项符合要求;
故选D。
9.C
【详解】
根据原子利用率=期望产物总质量与生成物总质量之比。A、B选项中生成物都是期望产物,可知它们的原子利用率都是100%;C、D比较,都生成1 mol C2H5OH时,C的副产物是HBr,D的副产物是CH3COOH,且都是1 mol,由于Mr(HBr)=81>Mr(CH3COOH)=60,故原子利用率:D>C,所以选项C原子利用率最差,故合理选项是C。
10.C
【详解】
A. “乙醇汽油”的广泛使用能减少有害气体的排放,A正确;
B. “无磷洗涤剂”的推广使用,能有效减少水体富营养化的发生,B正确;
C. “海水淡化”可以解决“淡水供应危机”,明矾能净水,但不能淡化海水,C错误;
D. 倡导“低碳经济”、“低碳生活”有助于减轻“温室效应”,D正确;
答案选C。
11. (1)+OH-NH3•H2O
(2) +2O2=+2H++H2O
(3) 5:6
【分析】
向氨氮废水中加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,并通入空气将氨气赶出并回收,得到低浓度的氨氮废水;然后使低浓度的氨氮废水在微生物作用下,将经过两步反应被氧化成,得到含有HNO3的废水,再向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2,从而得到达标废水。
【详解】
(1)向废水中加入NaOH溶液,与OH-反应:+OH-NH3•H2O,反应产生的NH3•H2O受热易分解变为NH3被热空气带出,从而使废水中的氮元素含量降低;
(2)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒,可得该反应的化学方程式为:+2O2=+2H++H2O;
(3)在反应中得到电子被还原产生N2,每1 mol的反应,得到5 mol电子;32 g甲醇的物质的量是1 mol,每1 mol CH3OH参加反应,转移6 mol电子,说明CH3OH失去电子被氧化产生CO2,电子转移最小公倍数是30,所以根据氧化还原反应中得失电子守恒可得n(CH3OH):n()=5:6。
12.(1)D
(2) BD
(3)丙方案的第③步 增加冷凝回收汞的装置
【详解】
(1)绿色化学是“预防污染”的手段,目标是研究和寻找能充分利用的无毒害材料,应从“源头”上杜绝污染,
A.处理废弃物是污染治理措施,污染已经产生,不是从源头消除污染,不符合绿色化学,故A不符合题意;
B.治理污染点,污染已经产生,不是从源头消除污染,不符合绿色化学,故B不符合题意;
C.减少有毒物,没有根除有毒物质,不是从源头消除污染,不符合绿色化学,故C不符合题意;
D.杜绝污染源是从源头消除污染,符合绿色化学理念,故D符合题意;
故答案为D;
(2)A.建在干旱区缺乏水分,不利于化工企业的运作,故A不符合题意;
B.大型化工企业必须水源充足,交通方便,不能污染居民区,即远离城市的郊区,故B符合题意;
C.不能乱选择基地,必须保证水源充足,交通方便,不能污染居民,故C不符合题意;
D.由于大型化工企业具有污染性,不能建在居民区附近,故D符合题意;
答案为BD;
(3)甲方案:加入过量NaOH溶液,滤渣为Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2等,加热得到MgO、Fe2O3、CuO等,最后得到金属铜中含有Fe,甲方案得不到纯净的铜;
乙方案:加入Fe过量,滤渣中含有Cu、Fe、Hg,加热时,Fe、Cu转化成金属氧化物,用氢气还原金属氧化物,得到Cu和Fe,即乙方案不能得到纯净的铜;
丙方案中:由于铁的活动性比铜、汞强,污水中加入过量的铁粉后得滤渣的成分为铜、汞和过量的铁,滤渣中铜、汞不与盐酸反应,铁与盐酸反应,滤渣变成铜、汞的混合物,加热汞转化成汞蒸气挥发出来,铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜采用氢气还原可得到纯净的铜,即第③步中,由于汞的沸点低、易挥发、有毒,会造成环境污染;要想防止汞污染的产生就得需要对汞蒸气进行处理,以防止汞蒸气挥发到空气中导致污染;故答案为丙方案的第③步;增加冷凝回收汞的装置。
B卷
1.C
【详解】
A.砂滤的原理即过滤原理,用于除去水中较大固体颗粒,A正确;
B.O3有强氧化性,可用于杀菌消毒,B正确;
C.游泳池中O3浓度过大对人体有危害,C错误;
D.活性炭具有较大的表面积,较强的吸附能力,可以吸附水中悬浮的杂质,D正确;
答案选C。
2.C
【详解】
A.二氧化硫是有害气体,用氨气吸收,消除污染,符合绿色化学的理念,选项A不选;
B.二氧化氮和一氧化氮都是有害气体,用氢氧化钠吸收,消除污染,符合绿色化学的理念,选项B不选;
C.浓硫酸的还原产物是二氧化硫,对环境有污染,不符合绿色化学的理念,选项C选;
D.铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜,对环境无污染,符合绿色化学的理念,选项D不选;
答案选C。
3.A
【分析】
根据题意,在“绿色化学”工艺中,原子利用率为100%,用CH3C≡CH(丙炔)合成CH2=C(CH3)COOCH3(2-甲基丙烯酸甲酯),要把一个C3H4分子变成一个C5H8O2分子,还必须增加2个C原子、4个H原子、2个O原子,即原料中另外的物质中C、H、O的原子个数比为1:2:1。
【详解】
A.CO和CH3OH,两种物质如果按照分子个数比1:1组合,则C、H、O的原子个数比为1:2:1,A项正确;
B.CO2和H2O,两种物质分子里三种原子不论怎样组合也都不能使C、H、O的原子个数比为1:2:1,B项错误;
C.H2和CO2,,两种物质分子里三种原子不论怎样组合也都不能使C、H、O的原子个数比为1:2:1,C项错误;
D.CH3OH和H2,两种物质分子里三种原子不论怎样组合都不能使C、H、O的原子个数比为1:2:1,D项错误;
答案选A。
【点睛】
本题考查绿色化学工艺,有机物的合成等知识。由于在“绿色化学”工艺中,原子利用率为100%,生成的产品与原料之间要遵守原子守恒,用CH3C≡CH合成CH2=C(CH3)COOCH3(2-甲基丙烯酸甲酯),要把一个C3H4分子变成一个C5H8O2分子,还必须增加2个C原子、4个H原子、2个O原子,即原料中另外的物质中C、H、O的原子个数比为1:2:1,据此解答。
4.A
【详解】
A.植物光合作用会吸收二氧化碳,臭氧空洞主要是由氟利昂、氮氧化物造成的,A错误;
B.大量排放的和气体,最终会转变成硫酸和硝酸,形成酸雨,B正确;
C.氮、磷是植物的营养元素,含氮、磷等生活废水的大量排放,会导致水体富营养化,藻类疯长,引发水华、赤潮,C正确;
D.汽车尾气的大量排放,会产生大量氮氧化物,从而造成光化学烟雾,D正确。
故选A。
5.D
【详解】
A.二氧化碳气体是引起温室效应的主要气体之一,故A错误;
B.由流程示意图可知,该捕捉技术反应复杂且能耗大,故B错误;
C.CO2和小苏打溶液不反应,故C错误;
D.CO2可以和许多物质发生反应,因此可作化工原料,比如制纯碱就要用二氧化碳,故D正确;
故选D。
6.D
【详解】
A.由铜与浓硝酸反应的化学方程式Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可知,反应生成NO2气体,会污染环境,故A错误;
B.由铜和稀硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应生成NO气体,会污染环境,故B错误;
C.此过程中使用到了氯气,氯气剧毒,对环保不利,反应消耗硝酸银,成本较高,且银盐为重金属盐,对环保不利,故C错误;
D.此过程用方程式可表示为:2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O,从过程可以看出该过程不会产生有毒气体,环保且没有多消耗原料,故D正确;
故选D。
【点睛】
从节约原料角度出发,制取等量的硝酸铜时,所用的原料最少,成本最低;从环境保护的角度出发,制取硝酸铜时不能对环境造成污染。
7.A
【详解】
A.5%的硝酸的作用是除去铅、铜等杂质,而盐酸不与铜等杂质反应,因此不能用5%的盐酸代替5%的硝酸,故A项错误;
B.由化学方程式知,该反应属于置换反应,B项正确;
C.Hg对环境有危害,必须经过处理达标后才能排放,故C项正确;
D.加入CaO可与、O2反应生成等,减少了的排放,故D项正确。
答案选A。
8.C
【详解】
A、工业冶铁,反应后生成铁与二氧化碳,有两种产物,并没有达到原料物质中的所有原子完全利用,全部转入期望产物,选项A错误;
B、实验室制取二氧化碳,反应后生成氯化钙、水和二氧化碳,反应后有三种产物,不符合“绿色化学”的思想,选项B错误;
C、反应物中的原子全部转化为产物,生成物只有一种,符合“绿色化学”的思想,选项C正确;
D、反应后有两种产物,不符合“绿色化学”的思想,选项D错误。
答案选C。
【点睛】
本题考查绿色化学,绿色化学实质是反应物全部反应生成所需的产物,不造成浪费、污染,从源头上做起。原子利用率为100%,即反应物全部转化为最终产物,生成物只有一种。
9.C
【详解】
①实验室采用图甲所示装置收集NH3,在收集的过程中用滴有酚酞的水检验NH3收集满并吸收逸出的NH3,防止污染环境,符合绿色化学的要求,①合理;
②实验室中作Cl2与钠的反应实验时采用图乙所示装置,浸有碱液的棉球可以吸收多余的氯气,防止污染环境,符合绿色化学的要求,②合理;
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水作氨气与酸反应生成铵盐的实验,挥发的HCl气体和NH3会污染环境,不符合绿色化学的要求,③不合理;
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,生成的氮氧化物可以收集在气球里,防止污染环境,符合绿色化学的要求,④合理;
综上所述可知符合“绿色化学”要求的是①②④,故合理选项是C。
10.D
【详解】
A.有氧化性,有还原性,二者在溶液中发生反应的离子方程式为,A项错误;
B.有氧化性,有还原性,二者在溶液中发生反应的离子方程式为,B项错误;
C.若点燃,则发生反应,燃烧产物也是大气污染物,C项错误;
D.电解的产物又重新用来吸收石油炼制过程中产生的大量H2S废气,物质得到充分的利用,该工艺流程体现了绿色化学思想,D项正确;
答案选D。
【点睛】
该题的难点和易错点是离子方程式正误判断。
11.(1) 极性
(2) 萃取剂与溶质更易分离(或萃取剂更环保等)
(3) de
【详解】
(1)C原子最外层有4个电子,O原子最外层有6个电子,C原子的4个成单电子与2个O原子成单电子形成四对共用电子对,使分子中各原子都达到稳定结构,电子式是:;在CO2分子中存在的化学键是C=O,C=O是不同元素的原子之间形成的共价键属于极性键,所以CO2分子中含有极性键;
(2)物质的性质与用途不仅与组成和结构有关,还与物质所处的状态有关,由题目信息知超临界CO2流体可用作萃取剂,考虑其与有机萃取剂相比,其优点是:可以从萃取剂的绿色环保性、萃取后萃取剂与溶质更易分离;
(3)a.反应混合物中只有CO2和H2是气体,CO2和H2初始投入量之比和反应消耗量之比均为1:3,所以二者体积分数一直不变,气体平均相对分子质量也一直不变,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,a不符合题意;
b.反应混合物中只有CO2和H2是气体,CO2和H2初始投入量之比和反应消耗量之比均为1:3,所以反应体系中CO2和H2体积分数一直不变,不能据此判断反应是否处于平衡状态,b不符合题意;
c.反应混合物中只有CO2和H2是气体,CO2和H2初始投入量之比和反应消耗量之比均为1:3,所以反应体系中CO2和H2的转化率相同,c不符合题意;
d.容器的容积不变,反应正向进行,气体的质量逐渐减小,气体的密度也逐渐减小,当气体的质量不变时,气体的密度不变,反应达到平衡状态,d符合题意;
e.根据方程式可知:每有1 mol CO2生成,就会形成3 mol H-H键,同时断裂3 mol H-H键,则H2的浓度不变,反应处于平衡状态,e符合题意;
故合理选项是de。
12. (1)B、C 取少量晶体溶于水,滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,说明绿矾已变质
(2)将铜离子、汞离子全部转化成铜和汞 不能
(3)乙 汞易挥发且有剧毒,汞的密度比水大且不溶于水,也不与水反应
(4)甲、乙 丙
(5) Fe+Cu2+===Cu+Fe2+、Hg2++Fe===Hg+Fe2+、2H++Fe===Fe2++H2↑
【分析】
通过流程可知步骤Ⅳ是从溶液中得到绿矾晶体,应为蒸发结晶和过滤操作,由此可确定仪器的选择;亚铁盐变质会被氧化成三价铁离子,故检验变质即检验三价铁离子即可;酸的选择要考虑最终的目标产物,选取的原则是不要引入杂质离子。可燃性气体作为还原剂在加热的过程中会有爆炸的可能性,而固体还原剂一般不易控制量会引入杂质;一种反应物过量的目的往往是为了使另一种反应物充分反应。 加入铁粉可将不如铁活泼的金属置换出来,得到亚铁盐和不活泼的金属;再在滤渣中加入硫酸可将过量的铁反应掉,剩下的固体中为铜和汞,通过灼烧可分离出汞,然后将氧化铜还原成铜单质。
【详解】
(1)滤液中硫酸亚铁的浓度较低,先在蒸发皿中进行蒸发,得到热饱和溶液,然后降温结晶,最后过滤得到硫酸亚铁晶体,完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的仪器是漏斗、坩埚钳(夹持蒸发皿),答案选BC;
绿矾变质有Fe3+生成,检验Fe3+可用KSCN溶液,操作为取少量晶体溶于水,滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,说明绿矾已变质;
(2)加入过量的铁粉,将铜离子和汞离子全部转化成铜和汞单质;步骤Ⅱ中不能用盐酸代替硫酸,若用盐酸代替硫酸,制得的绿矾中会混有氯化亚铁杂质;
(3)汞在常温下呈液态,汞和汞蒸气都有剧毒,汞易挥发且有剧毒,汞的密度比水大且不溶于水,也不与水反应,加热装置应与装置乙连接,甲中只有进气管没有出气管,汞蒸气不能进入甲,两中汞蒸气容易挥了到空气中;
(4)氢气、一氧化碳易燃易爆,用其还原氧化铜时不安全,即方案甲、乙不好;用炭粉还原氧化铜,所得铜中易混有炭粉,产品纯度较低,即方案丙不好;
(5)步骤Ⅰ中过量铁粉与铜离子、汞离子、氢离子反应,故涉及反应的离子方程式为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Hg2++Fe=Hg+Fe2+、2H++Fe=Fe2++H2↑。
【点睛】
本题考查无机化工流程的问题。通过流程可知步骤Ⅳ是从溶液中得到绿矾晶体,应为蒸发结晶和过滤操作,注意在滤渣中加入硫酸可将过量的铁反应掉,剩下的固体中为铜和汞,通过灼烧可分离出汞,然后将氧化铜还原成铜单质。
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