2019高考化学 第4章（非金属及其化合物）第4节 氮及其重要化合物 考点（4）环境污染及其防治讲与练（含解析）.doc

非金属及其化合物李仕才考点四环境污染及其防治1酸雨(1)酸雨：酸雨的pH小于5.6。普通雨水因溶解CO2，pH在5.67之间。(2)酸雨的形成硫酸型酸雨的形成过程SO2H2OH2SO3、2H2SO3O2=2H2SO4。引起硫酸型酸雨的SO2主要来源于化石燃料的燃烧、工业尾气的排放等。硝酸型酸雨的形成过程2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO。引起硝酸型酸雨的NOx主要来源于机动车尾气的排放。(3)酸雨的危害破坏森林、草原和农作物，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。(4)酸雨的防治对含SO2的废气进行处理和回收利用。开发清洁能源。对含硫燃料脱硫，如在燃料煤中掺氧化钙粉末或碳酸钙粉末，有关化学方程式有：2SO22CaOO22CaSO42SO22CaCO3O22CO22CaSO42主要的大气污染物及其危害3.减少污染、保护环境的八项措施(1)将煤与适量生石灰混合后燃烧或对烟道气进行处理，可减少废气中SO2的排放。(2)推广使用无铅汽油，在汽车尾气系统中安装催化转化器，使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油替代品，发展电动车等措施，可减少汽车等机动车尾气的污染。(3)禁止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层。(4)使用无磷洗衣粉以减少水华和赤潮的发生。(5)使用合格环保型建筑材料和装饰材料等以减少甲醛的释放，降低居室装修污染。(6)发展低碳经济、倡导低碳生活、增大植被面积等以减少二氧化碳的排放量，从而减弱温室效应。(7)适当减少塑料的使用量并开发使用可降解塑料以减少白色污染。(8)回收利用废旧电池以防止土壤污染和水污染。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1装饰材料释放的甲醛会造成污染。()2Na2S可除去污水中的Cu2。()3大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的重要因素。()4和CO2反应生成可降解聚合物，该反应符合绿色化学的原则。()5改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放。()6CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体。()7使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题。()8使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一。()具体措施：采用无毒、无害的原料；在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行反应；产品应该是环境友好的；具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。一、环境污染与防治1下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是()ACO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体B使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一C节能减排符合低碳经济的要求D合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺解析：A项，N2不是造成温室效应的气体，故不正确；使用清洁能源、节能减排、合理开发利用能源都符合化学与可持续发展的要求，故B、C、D都正确。答案：A2每年冬季我国北方大部分地区持续出现大雾，对交通出行、身体健康等方面造成很多不便，这为我国大气环境保护敲响了警钟。关于空气污染，下列说法正确的是()A二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是大气主要污染物B正常雨水的pH等于7C二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体D秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的，值得提倡解析：二氧化碳不属于大气污染物，它是引起温室效应的主要气体，A选项错误；正常雨水中因为溶有二氧化碳而显酸性，B选项错误；二氧化硫可以形成硫酸型酸雨，二氧化氮可以形成硝酸型酸雨，C选项正确；秸秆焚烧不但引起空气污染，还破坏了土壤的结构，造成农田质量下降，并容易引起火灾，引发交通事故，必须禁止，D选项错误。答案：C3下表中的污染与其来源不对应的是()解析：塑料在自然界很难被分解，从而容易造成白色污染，A正确；化石燃料燃烧容易产生大量颗粒物，从而容易造成PM2.5污染，B正确；汽车尾气中含有氮氧化物从而导致环境污染，C正确；水体富营养化主要是由水中氮、磷含量升高导致的，D不正确。答案：D4如图为雾霾的主要成分示意图。下列说法错误的是()ASO2、NxOy都属于酸性氧化物B碳氢化合物可引起光化学烟雾C重金属离子可导致蛋白质变性D汽车尾气的大量排放是造成雾霾天气的人为因素之一解析：能与碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，NO、NO2不是酸性氧化物，A错误；碳氢化合物可引起光化学烟雾，B正确；重金属盐能使蛋白质变性，C正确；汽车尾气的大量排放是造成雾霾天气的人为因素之一，D正确。答案：A52014年“六五”世界环境日，中国主题为“向污染宣战”，下列有关污染的说法不正确的是()A“可燃冰”是一种埋藏在深海下面的燃料，是甲烷和水在高压和低温的条件下形成的，大量使用“可燃冰”不会加剧“温室效应”B农药、化肥的大量施用会导致水体富营养化C使用可降解的塑料袋可以缓解“白色污染”D空气中SO2的含量升高会引起“酸雨”，“酸雨”的pHO2SOD此工艺的优点之一是物质能循环利用解析：结合题中流程可以分析得出其中涉及2个反应，依次为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H、4Fe2O24H=4Fe32H2O，A错，同时由以上两个氧化还原反应方程式可知C错；用酸性KMnO4溶液只能检验溶液C中是否含有Fe2，而不能检验Fe3，B错。答案：D二、绿色化学与环境保护7下列说法与“绿色思想”不符合的是()A启用大气中细颗粒物(PM2.5)的监测，以追根溯源，采取措施，改善空气质量B开发高效氢能、太阳能等新型电动汽车，以解决城市机动车尾气排放问题C推广使用可降解塑料及布质购物袋，以减少“白色污染”D目前我市的汽油标准已由“国”提高到“国”，这意味着汽车不再排放氮氧化物解析：汽油标准由“国”提高到“国”，主要是汽油中硫含量的要求标准变高，意味着汽车排放SO2减少，与氮氧化物排放量无关。答案：D8“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()A用氨水吸收硫酸厂的尾气：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3B除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2OC制硫酸铜：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OD制硫酸铜：2CuO22CuO、CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O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。答案：C9绿色化学工艺的特点可以用原子经济化、原料绿色化、催化剂绿色化、溶液绿色化、产品绿色化等来形象地概括。下列说法不符合绿色化学理念的是()A无机化工生产中使用H2O2代替KClO3作氧化剂B生产过程中选用催化剂只需考虑能加快反应即可C物质合成中使用无毒、无害的原料或可再生资源D有机化工生产中所需溶剂尽量不选择苯、氯仿等有机物解析：过氧化氢作氧化剂还原产物为水，无污染，符合绿色化学的理念；选择催化剂既要考虑能加快反应的速率，又要考虑反应物的转化率，是否符合原子经济化，是否有毒等，故B不符合绿色化学理念；物质合成中使用无毒、无害的原料或可再生资源，符合绿色化学的理念；苯、氯仿等有机物有毒，有机化工生产中所需溶剂尽量不选择它们，符合绿色化学的理念。答案：B10在“绿色化学”工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为目标产物，即原子利用率为100%。在下列反应类型中能体现这一原子经济原则的是_。置换反应 化合反应分解反应 取代反应加成反应 消去反应加聚反应 缩聚反应答案：知能拓展元素化合物知识综合应用无机框图推断题的解题策略一、内容解读无机推断题集元素及其化合物知识、基本概念和基本理论等知识为一体，具有考查知识面广、综合性强、思考容量大的特点。这种题型不但综合考查学生在中学阶段所学的元素及其化合物、物质结构、元素周期律、电解质溶液、化学平衡、氧化还原反应、化学用语等知识，而且更重要的是它能突出考查学生的综合分析判断能力、逻辑推理能力。且结构紧凑、文字表述少，包含信息多，思维能力要求高。二、解题策略推断题的解题方法及推理过程表示如下：1 物质的特殊颜色(1)有色固体红色：Cu、Cu2O、Fe2O3；红褐色：Fe(OH)3；黄色：AgI、Ag3PO4；淡黄色：S、Na2O2、AgBr；蓝色：Cu(OH)2、CuSO45H2O；黑色：炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS；紫黑色：KMnO4、I2。(2)有色溶液Fe2(浅绿色)、Fe3(黄色)、Cu2(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3与苯酚(紫色)、Fe3与SCN(红色)、I2与淀粉(蓝色)等。(3)有色气体Cl2(黄绿色)、Br2(g)(红棕色)、NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)等。(4)火焰颜色焰色反应：Na(黄色)、K(紫色，透过蓝色钴玻璃)、Ca2(砖红色)等；淡蓝色：S、H2、H2S、CH4等在空气中燃烧；苍白色：H2在Cl2中燃烧。2 物质的特征性质(1)能使品红溶液褪色的气体：SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。(2)沉淀特殊的颜色变化白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色：Fe(OH)2Fe(OH)3；白色沉淀迅速变棕褐色：AgOHAg2O。(3)在空气中变为红棕色NO(无色)NO2(红棕色)。(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。(5)通入CO2气体变浑浊的溶液：石灰水(CO2过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液、浓苯酚钠溶液、NaAlO2溶液等。(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。(7)使湿润的淀粉KI试纸变蓝：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。(8)能与SO2、Cl2、O2等氧化性较强的气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀：H2S。(9)在一定条件下具有漂白性的物质：Na2O2、H2O2、SO2、氯水、O3、活性炭等。(10)常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。(11)能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体(NO2)的溶液：硝酸盐(或硝酸)溶液。(12)滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液：含Fe3的盐溶液。(13)烟雾现象棕(黄)色的烟：Cu或Fe在Cl2中燃烧；白烟：Na在Cl2中或P在空气中燃烧；NH3遇到HCl气体；白雾：由HX等极易溶于水的气体产生。3 物质之间的特征转化关系(1)直线连续型转化关系ABC氧化还原反应型aNH3(或N2)NONO2或NH3N2NO。bH2S(或S或FeS2)SO2SO3或H2SSSO2。cCCOCO2或O2CO2CO。dNaNa2ONa2O2。eCl2FeCl3FeCl2。fHNO3Fe(NO3)3Fe(NO3)2。非氧化还原反应型aNaOHNa2CO3NaHCO3。变形：CO2NaHCO3Na2CO3；或HClCO2NaHCO3。bNaOHNa2SO3NaHSO3。(也有如a所示类似的变形)cAl3Al(OH)3AlO。变形：OHAlOAl(OH)3。dAlOAl(OH)3Al3。变形：HAl3Al(OH)3。(2)三角型转化关系铁三角： 铝三角：氯三角：硅三角：(3)交叉型转化关系硫及其重要化合物间的转化：氮及其重要化合物间的转化：钠及其重要化合物间的转化：(4)置换反应型转化关系金属单质置换出金属单质a2AlFe2O3Al2O32Fe(铝热反应；Al还可与V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换反应)。bFeCuSO4=FeSO4Cu。金属单质置换出非金属单质a2MgCO22MgOC。b3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。非金属单质置换金属单质aH2CuOCuH2O。bCFeOFeCO。非金属单质置换非金属单质a2F22H2O=4HFO2。b2CSiO2Si2CO。cCH2O(g)COH2。同主族元素单质间的置换a2Na2H2O=2NaOHH2b2CSiO2Si2CO。c2H2SO22S2H2O。dCl22HI=2HClI2。不同主族元素单质间的置换a2MgCO2 2MgOC。b2F22H2O= 4HFO2。cCH2O(g) COH2。dH2SCl2=S2HCl。e3Cl28NH3= 6NH4ClN2。(5)重要工业生产相关的反应工业制取漂粉精：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。工业合成氨：N23H22NH3。氨的催化氧化：4NH35O2 4NO6H2O。电解饱和食盐水：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。电解制镁、铝：MgCl2(熔融)MgCl2、2Al2O3(熔融) 4Al3O2。工业制玻璃：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、SiO2CaCO3 CaSiO3CO2。工业制硫酸：SO2SO2或4FeS211O22Fe2O38SO2、2SO2O2 2SO3、SO3H2O=H2SO4。工业制粗硅：2CSiO2 Si2CO。工业制水煤气：CH2O(g) COH2。4 特殊反应条件(1)高温、高压和催化剂条件N23H22NH3。(2)加热、催化剂条件 4NH35O2 4NO6H2O。2SO2O22SO3。(3)通电条件2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。2H2O2H2O2。针对训练1：A、B、C是元素周期表中前18号元素中的3种元素，甲是常见化合物，常温下呈液态，A原子在同周期中半径最小，它们之间存在如图所示关系。下列说法错误的是()A原子半径大小：BACB气态时稳定性：乙甲C与甲含相同元素的另一化合物既有极性键也有非极性键D等浓度时，乙的水溶液在A的同主族无氧酸中酸性最强解析：根据题意及图中转化关系可知，A为F，B为O，C为H，甲为H2O，乙为HF。原子半径大小：OFH，A项正确；非金属性：FO，故气态时稳定性：HFH2O，B项正确；与H2O含相同元素的另一化合物为H2O2，其既有极性键又有非极性键，C项正确；HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸，且酸性依次增强，D项错误。答案：D针对训练2：下列各组物质之间通过一步就能实现如图所示转化关系的是()A. BC D解析：中NaOH不能一步转化为Na2O，错误；中Al2O3与NaOH反应可转化为NaAlO2，NaAlO2与CO2反应可转化为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成Al2O3，Al与O2反应可转化为Al2O3，Al与NaOH反应可转化为NaAlO2，正确；中FeCl2与Cl2反应可转化为FeCl3，FeCl3与Cu反应可转化为CuCl2，CuCl2与Fe反应可转化为FeCl2，Fe与盐酸反应可转化为FeCl2，Fe与Cl2反应可转化为FeCl3，正确；中N2不能一步转化为NO2，错误。答案：B针对训练3：某A族元素是该族元素中在自然界中存在最广泛的元素，常以化合物F的形式存在，其单质A可发生一系列如图所示的化学反应。下列说法正确的是()AD与H溶液反应只有一种碳酸盐生成B电解F与盐酸反应后的溶液以制取单质AC反应、中消耗等量H2O时转移的电子数相同D工业上常用F的悬浊液与Cl2反应制取漂白粉解析：本题综合考查元素及其化合物的转化与推理能力。A族元素中在自然界中存在最广泛的是Ca，其单质与水反应生成Ca(OH)2和H2，由题图中物质的转化关系可知B是H2，C是Ca(OH)2，E是NaH，H是NaOH，F是CaCO3，CaCO3受热分解生成CO2和CaO，而CO2恰好与Ca(OH)2反应生成CaCO3和H2O，所以D和G分别是CO2和CaO。A项，CO2与NaOH溶液反应可能会生成两种碳酸盐：Na2CO3和NaHCO3，错误。B项，Ca为活泼金属，一般只能通过电解法来制备，可用电解熔融的CaCl2的方法制备，但不能通过电解CaCl2溶液制备，因Ca为活泼金属，可与水反应，错误。C项，反应为Ca2H2O=Ca(OH)2H2，H2O是氧化剂，反应消耗1 mol H2O时转移1 mol电子，反应为NaHH2O=NaOHH2，H2O是氧化剂，反应消耗1 mol H2O时，转移了1 mol电子，反应、消耗等量H2O时转移的电子数相同，正确。D项，工业上常用Ca(OH)2的悬浊液与Cl2反应制取漂白粉，错误。答案：C针对训练4：已知AH是中学化学中的常见物质，A、C、G是金属，E、F是氧化物，B溶于水得蓝色溶液，它们有如图所示的关系(反应中生成的水已略去)。请回答下列问题：(1)反应的化学方程式为_，该反应在生产生活中的用途是_。(2)用金属C制备另一种金属单质是工业上较常用的方法。如：2C4BaO3BaBaOC2O3。常温下C的金属性比Ba的金属性_(填“强”或“弱”)。可利用上述方法制取Ba的主要原因是_(填字母)。a高温时C的活泼性大于Ba的b高温有利于BaO分解c高温时BaOC2O3比C2O3稳定d金属Ba的沸点比金属C的低(3)H的水溶液在工业上可用于净水，其原因是_(用离子方程式表示)。若将H的水溶液加热蒸干并灼烧，得到的固体是_。H的水溶液与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_。(4)金属C和H2O2形成的CH2O2电池是目前比较热门的电池，电池功率大，可作为许多机械的动力电池，其结构如图所示。碳纤维电极的电极反应式为_。该电池总反应式为_。(5)将51.2 g A投入200 mL HNO3溶液中恰好反应完全，产生标准状况下的NO2、NO共31.36 L，则HNO3溶液的浓度为_molL1。解析：A、C、G是金属，G和氯气反应生成H，H和KSCN溶液反应后溶液呈红色，说明H是FeCl3，所以G是Fe；C是金属单质，E和F是氧化物，G是Fe，结合反应条件知为铝热反应，则C是Al，F是Al2O3，E是Fe2O3；A是金属单质，和氯气反应生成B，B溶于水得蓝色溶液，说明B中含有铜离子，则A是Cu，根据元素守恒知，B为CuCl2；Al和CuCl2发生置换反应生成Cu和AlCl3，D是AlCl3，Al2O3和HCl反应生成AlCl3。(1)反应为铝和氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁，化学方程式为2AlFe2O3Al2O32Fe。(2)Al与Mg同周期，Al的金属性比Mg的弱，而Ba与Mg同主族，Ba的金属性比Mg的强，故常温下Al的金属性比Ba的金属性弱。由方程式可知，生成物中Ba为气态，Al在高温下可将BaO中的Ba置换出来的原因是Ba的沸点低于Al的，高温时Ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行。(3)FeCl3溶液可用于净水的原因是Fe3能水解：Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H，生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的杂质。FeCl3水解吸热，加热时平衡正向移动，且HCl易挥发，故将FeCl3溶液加热蒸干，最终完全转化为Fe(OH)3，再灼烧后Fe(OH)3分解为Fe2O3。Fe3具有氧化性，能将I氧化为I2：2Fe32I=2Fe2I2。(4)碳纤维电极为原电池的正极，碱性电解质溶液中，该极的电极反应是H2O22e=2OH；铝电极为原电池负极，碱性电解质溶液中，该极的电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。故电池的总反应式为2Al3H2O22OH=2AlO4H2O。(5)Cu与硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO、NO2和H2O，根据N原子守恒可得，n(HNO3)2n(Cu)n(气)23 mol，则c(HNO3)15 molL1。答案：(1)2AlFe2O3Al2O32Fe焊接铁轨(或其他合理答案)(2)弱d(3)Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3HFe2O32Fe32I=2Fe2I2(4)H2O22e=2OH2Al3H2O22OH=2AlO4H2O(5)15针对训练5：新型无机非金属材料甲和乙均是高温陶瓷材料，硬度大、熔点高、化学性质稳定。甲、乙分别由原子序数依次增大的X、Y、Z三种短周期元素中的两种组成。甲与NaOH浓溶液共热生成气体丙和化合物丁，丙在标准状况下的密度为0.76 gL1，在丁溶液中滴加盐酸至过量，先生成白色沉淀后溶解。Z元素的氧化物是制造光导纤维的主要材料，在1 300 1 400 的条件下，0.1 mol的X单质与4.2 g Z单质恰好完全反应制得乙。请回答下列问题：(1)乙的化学式为_；丙的电子式为_。(2)甲与NaOH浓溶液共热的化学方程式为_。(3)丁溶液中通入少量CO2的离子方程