(通用版)高考化学一轮复习课时分层提升练十四4.5海水资源的开发利用环境保护与绿色化学(含解析)

　海水资源的开发利用　环境保护与绿色化学

一、选择题

1.(2019·南宁模拟)海水是巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用说法正确的是 (　　)

A.海水的淡化,只需经过化学变化就可以得到

B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化

C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备金属Na

D.利用海水、铝、空气的航标灯的原理是将电能转化为化学能

【解析】选C。海水淡化主要是通过物理方法分离得到,故A错误;海水晒盐是利用氯化钠溶解度随温度变化不大,蒸发溶剂析出溶质,过程中无化学变化,故B错误;从海水中可以得到NaCl晶体,电解熔融氯化钠得到金属钠,是工业制备钠的方法,故C正确;海水、铝、空气可以形成原电池反应提供电能,航标灯的原理是将化学能转化为电能,故D错误。

2.下列有关环境问题的说法正确的是 (　　)

A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量

B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康

C.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在

D.含磷合成洗涤剂易被细菌分解,故不会导致水体污染

【解析】选A。由CaCO3CaO+CO2↑及2CaO+2SO2+O22CaSO4,A正确;低空臭氧浓度过大对人体有害,B错误;2NO+O22NO2,故NO在空气中不能稳定存在,C错误;水体含磷量高,会导致水体富营养化,D错误。

3.下列有关说法不正确的是 (　　)

A.重点查处露天烧烤、非法小广告、施工扬尘、道路遗撒等环境秩序类问题

B.对锅炉和汽车等产生的有害气体和烟尘等进行处理

C.提倡步行、骑自行车、乘公交车等“低碳”出行方式

D.氢能是清洁能源,工业上用电解水法制大量氢气符合节能减排理念

【解析】选D。A项,查处露天烧烤、非法小广告、施工扬尘、道路遗撒等环境秩序类问题,有利于环境的改善,正确;B项,对锅炉和汽车等产生的有害气体和烟尘等进行处理,可减少雾霾的产生,正确;C项,提倡步行、骑自行车、乘公交车等“低碳”出行方式,减少了化石燃料的使用,既节约了资源又实现了环保,正确;D项,电解水会消耗大量的电能,错误。

【加固训练】

下列有关生活和生产中的化学知识描述正确的是 (　　)

A.日常生活中使用可降解塑料以防止“白色污染”

B.“雾霾天气”“温室效应”“光化学烟雾”的形成都与氮氧化物无关

C.酸雨的形成主要是因为化石燃料燃烧排放的废气中含有大量的碳氧化物

D.生铁炼钢时须除去生铁中全部的碳,以避免因钢铁中含有碳而发生电化学腐蚀

【解析】选A。“白色污染”是由聚乙烯等难以降解的塑料制品导致的环境污染,使用可降解塑料可以防止“白色污染”,A项正确;“光化学烟雾”的形成与氮氧化物有关,“雾霾天气”和“温室效应”也与氮氧化物有关,B项错误;酸雨分为硫酸型和硝酸型,主要是由于化石燃料燃烧排放的废气中含有大量的二氧化硫或氮氧化物所致,C项错误;生铁炼钢的过程中,含碳量在减少,但不能完全除去,D项错误。

4.(2019·太原模拟)下列所示物质的工业制备方法合理的是 (　　)

A.制Si:SiO2SiCl4Si

B.制H2SO4:黄铁矿SO2H2SO3H2SO4

C.卤水中提取Mg:卤水(主要含MgCl2)Mg(OH)2…MgCl2Mg

D.侯氏制碱法:饱和食盐水NaHCO3(s)Na2CO3

【解析】选D。SiO2与盐酸不反应,制Si:SiO2+2CSi+2CO↑、Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl,A项错误;制硫酸:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2、2SO2+O2 2SO3、SO3+H2OH2SO4,B项错误;卤水中提取镁,向卤水中加入石灰乳而不是NaOH,C项错误;侯氏制碱法,向饱和食盐水中先通入NH3,NH3极易溶于水且使溶液呈碱性,再通入CO2,有利于CO2的吸收,D项正确。

二、非选择题

5.直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,最终生成硫酸钙。硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应,气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳,从而有利于二氧化碳的回收利用,达到减少碳排放的目的。

请回答下列问题:

(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中,引发的主要环境问题有__________ (填字母)。 

A.温室效应　　　　　　　B.酸雨

C.粉尘污染     D.水体富营养化

(2)在烟气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。

①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________。 

②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为_______________ _____________________。 

【解析】(1)煤燃烧产生的烟气中含有的粉尘会造成粉尘污染,含有的二氧化硫(与空气接触可产生三氧化硫)会造成酸雨,二氧化碳可以造成温室效应,故应选A、B、C。

(2)①因CO2+CaCO3+H2OCa(HCO3)2,故二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为Ca(HCO3)2;②1 mol Ca(HSO3)2被氧气氧化肯定生成1 mol CaSO4,根据硫元素守恒,还要有H2SO4生成,故反应的化学方程式为Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO4。

答案:(1)ABC

(2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙)

②Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO4

6.海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:

(1)步骤①的实验操作名称是________。 

(2)现有烧杯、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。完成该实验尚缺少的玻璃仪器是________。 

(3)步骤③中能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是________。 

A.CCl4与水不互溶

B.CCl4可与I2发生取代反应

C.CCl4的密度比水大

D.CCl4不易燃烧,可作灭火剂

E.碘在CCl4中的溶解度比在水中大很多

(4)步骤③中还可选择______________作萃取剂。 

(5)步骤②中反应的离子方程式是 ______________________________。 

(6)请设计一种简单的实验方法,检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘:

 __________________________________________________________。 

【解析】(1)分离难溶性物质与溶液的方法是过滤。

(2)根据实验流程图可以看出,完成实验需要经过灼烧、浸泡、过滤、氧化、萃取、分液、蒸发等步骤,由此可以判断出实验尚缺少的玻璃仪器是漏斗和分液漏斗。

(3)萃取剂需要满足的条件是:①与原溶剂互不相溶;

②溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度且不与萃取剂反应,CCl4符合萃取剂的选择条件。

(6)检验水溶液中是否含有单质碘的试剂是淀粉溶液,看两种溶液相遇是否变蓝来确定是否含有单质碘。

答案:(1)过滤　(2)漏斗、分液漏斗

(3)A、E　(4)苯(合理即可)

(5)Cl2+2I-2Cl-+I2

(6)取少量待测液注入试管中,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝色,说明水溶液中存在I2,否则水溶液中无I2

一、选择题

1.海水是巨大的资源宝库,下列关于海水综合利用的说法错误的是 (　　)

A.海水制淡水主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等

B.海水制盐、发展氯碱工业都是发生物理变化

C.海水提溴过程中通入Cl2将溴离子氧化为溴单质

D.工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁

【解析】选B。A.海水制淡水主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,正确;B.氯碱工业中电解饱和食盐水,产生了新物质,有氯气、氢气、氢氧化钠生成,发生化学变化,错误;C.海水中的溴元素以溴离子形式存在,所以海水提溴过程中先通入Cl2将溴离子氧化为溴单质,再将溴吹出,正确;D.氧化镁的熔点较高,所以工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁,正确。

2.绿色化学实验是指化学实验要符合绿色化学思想,如减少污染,防止浪费等。下列符合绿色化学实验要求的是              (　　)

A.用铜与浓硫酸反应制取CuSO4,并用少量品红溶液吸收尾气

B.将CO还原Fe2O3后的尾气直接排入空气中

C.用CCl4进行萃取操作练习时,将溴水改成碘水

D.将Zn和稀硫酸制H2后的废液倒入水槽后,再清洗玻璃仪器

【解析】选C。品红溶液可以用来检验SO2气体,但不能用来吸收尾气,A错误;CO还原Fe2O3后的尾气中含有少量CO气体,直接排放到空气中会造成污染,B错误;溴易挥发,而碘不易挥发,C正确;锌与稀硫酸制氢气后的废液倒入水槽会污染环境,D错误。

3.(2019·赣州模拟)工业上利用空气吹出法提取溴的部分流程如下:

含溴的海水A含Br-、Br的溶液含Br2的水溶液B液溴

下列说法错误的是 (　　)

A.②中可以采用纯碱溶液,发生的反应是:3Br2+6C+3H2O5Br-+Br+6HC

B.第③步,需加入氧化性酸,才能将Br-化为Br2

C.B溶液颜色要比A溶液颜色深

D.第④步,可采用蒸馏的方法

【解析】选B。纯碱溶液吸收Br2,反应为3C+3Br25Br-+Br+3CO2↑或3Br2+6C+3H2O5Br-+Br+6HC,A项正确;第③步,发生Br-、Br在酸性条件下的归中反应:5Br-+Br+6H+Br2+3H2O,无需加入氧化性酸,B项错误;A中溴为Br-,B中溴为Br2,B溶液颜色要比A溶液颜色深,C项正确;第④步,由溴水得到液溴,可采用蒸馏的方法,D项正确。

4.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 (　　)

A.制取镁:海水Mg(OH)2MgOMg

B.冶炼铝:铝土矿NaAlO2无水AlCl3Al

C.制溴:浓缩海水Br2HBr(aq)Br2

D.制碘:海带海带灰 I2(aq)I2

【解析】选C。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。

二、非选择题

5.(2017·北京高考)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:

①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:____________ ______________________________________________。 

②反应器中NH3还原NO2的化学方程式:______________。 

③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:__________________。 

④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 g·mol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是________。 

(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:

NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。

 ①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是__________。 

②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与的物质的量之比是______________。 

③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:______ □15NNO+□H2O。

【解析】(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,结合原子守恒,发生反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑。

②NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水,根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O。

③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4,此反应中SO2是还原剂,氧气是氧化剂,结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4。

④吸收NH3的硫酸的物质的量为v1×10-3L× c1 mol·L-1 -v2 ×10-3L×c2 mol·L-1 ×=(v1c1-v2c2)×10-3mol,根据关系式[CO(NH2)2]～2NH3～H2SO4,故尿素的物质的量为(v1c1-v2c2)×10-3mol,则尿素溶液中溶质的质量分数是[(v1c1-v2c2)×10-3mol×60 g·mol-1]÷a g×100%= %。

(2)①由图示可知BaO和NO2作用生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再被还原为N2,可知储存NOx的物质是BaO;②由图示可知,第一步反应为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3,每摩尔Ba(NO3)2作用生成NH3共转移16 mol电子,根据电子守恒,参加反应的氢气的物质的量为16 mol÷2=8 mol,则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8∶1;③反应物为15NO与NH3,结合产物中有水,可知还有另一反应物为O2,NH3为还原剂,15NO与O2是氧化剂,因产物均为15NNO,则15NO与NH3以1∶1参加反应,设参与反应的15NO与NH3的物质的量为x,O2的物质的量为y,根据电子得失守恒,x+ 4y=4x,x∶y=4∶3,化学反应方程式为415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。

答案:(1)①CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑

②8NH3+6NO27N2+12H2O

③2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4

④ %

(2)①BaO　②8∶1　③415NO+4NH3+3O2　4　6