高考化学考点22 环境保护与绿色化学 海水资源的开发利用

一、环境污染1酸雨（1）酸雨的形成pH5.6的降水称为酸雨，大量硫的氧化物和氮的氧化物散发到空气中，被雨水吸收后就形成了酸雨，酸雨的pH5.6(正常的雨水由于溶解了CO2而呈弱酸性，pH约为5.6)。（2）酸雨的危害及防治酸雨的危害：a.酸雨流入江河湖泊，导致鱼类死亡，影响水生生物的生长和繁殖；b.酸雨进入土壤，会使土壤酸化，营养元素流失，破坏农作物和树木的生长；c.酸雨腐蚀损坏桥梁、雕塑、建筑物、机器等；d.酸雨危害人体健康。酸雨的防治：a.消除污染源，研究开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)；b.利用化学手段对含硫燃料预先进行脱硫处理，以降低二氧化硫的排放，对含SO2的废气进行处理或回收利用；c.提高全民的环境保护意识。2其他常见的环境污染污染类型污染原因温室效应CO2排放量过多，造成全球气温上升赤潮/水华大量富含N、P等营养物质的废水的排放，使水体富营养化臭氧层空洞氟氯代烷、氮的氧化物等的大量排放使臭氧层大量损耗光化学污染主要是由氮的氧化物(主要指NO2)和碳氢化合物引起白色污染主要是由废弃的难降解的塑料类制品造成食品污染人类在动物饲养和植物培养过程中，使用大量的生长激素、农药、化肥等造成的飘尘烟雾、尘埃、煤灰或冷凝汽化物的固体长时间悬浮于空气中造成的3工业尾气及其主要成分（1）硫酸厂尾气：SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收。（2）硝酸厂尾气：NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收。（3）高炉煤气：CO、CO2、N2等，一般回收利用。（4）炼钢烟气：Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用。来源:（5）焦炉气：H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等，可用作燃料。（6）氯碱工业：Cl2，一般用NaOH溶液吸收。二、环境保护1空气质量日报：主要包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”。目前计入的污染物主要是悬浮颗粒物、二氧化硫和氮氧化物。2三废污染：三废是指废水、废气、废渣。3环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料等无污染的新材料等。三、绿色化学1核心：利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境造成的污染。2特征：（1）采用无毒无害的原料；（2）在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；（3）产品应该是环境友好的；（4）具有理想的“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”。3原子经济性：原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率 100%。CH2=CH2Br2CH2BrCH2BrCH4Cl2CH3ClHCl上述两反应的原子利用率为100%的是，原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。四、海水资源的综合开发利用1海水淡化（1）海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中分离出盐分，以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法及原理淡化方法原理蒸馏法将海水加热蒸发汽化，然后冷凝水蒸气得到蒸馏水电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移入另一部分水中而达到除盐目的离子交换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阳离子和阴离子，得到去离子水的方法海水蒸馏原理示意图（2）从海水中提取食盐从海水中提取食盐的方法主要是盐田法。盐田法(又叫滩晒法)历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法，现在还在广泛使用。2氯的提取氯碱工业化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H23海水提取镁（1）工业从卤水中提取镁的工艺流程图：（2）发生反应的化学方程式MgCl2 + Ca(OH)2Mg(OH)2 + CaCl2Mg(OH)2 + 2HClMgCl2 + H2OMgCl2(熔融)Mg + Cl2 #4海水提取溴（1）流程（2）发生反应的离子方程式2Br+Cl22Cl+Br2；Br2+SO2+2H2O4H+SO+2Br。5海带中提取碘（1）工艺流程（2）两种原理a.主要的化学原理： 2KI+Cl22KCl+I2。b.主要的物理原理：单质碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。氧化环节发生反应的离子方程式：2I+Cl22Cl+I2。6海水其他资源的开发利用（1）从海水中提取核能、开发的重要原料：铀和重水。（2）潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。考向一 海水资源的综合开发利用典例1 海洋是人类的巨大宝库，在淡水资源短缺的今天，对海水(含Na、Cl、Mg2、K、Br等)进行淡化处理是获得淡水的一种重要途径，水的净化处理是一项极为常见而又重要的工作。（1）在净水过程中需用到混凝剂，混凝剂除去悬浮物质的过程中发生了_(填“物理”“化学”或“物理和化学”)变化，其中不能作为混凝剂使用的是_(填序号)。a硫酸铝 b氧化铝c碱式氯化铝 d氯化铁（2）最早用于海水淡化的方法是蒸馏法，其原理是_，此方法需要大量的能源，但现代蒸馏法可利用太阳能提供蒸馏所需要的能量，此过程中的能量转化形式为_。（3）离子交换法是海水淡化的一种重要方法，其工作原理为：使海水分别通过阳离子交换树脂(成分表示为RH)和阴离子交换树脂(成分表示为ROH，两种树脂均不易电离)，工作时海水中的离子分别与树脂上的H、OH交换，H、OH分别以H、OH形式进入水中，某海水淡化车间的生产流程如图所示。则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂为A柱_(填“RH”或“ROH”)，这样放置可以防止因形成沉淀造成交换膜功能下降，写出形成沉淀时的离子方程式_，另外写出海水中被留在离子交换树脂中的离子方程式_。【答案】（1）物理和化学b（2）水的沸点低于盐的沸点，加热海水时，沸点低的水先汽化形成水蒸气，经冷凝后得淡水，而盐则留在残余物中太阳能转化为热能（3）RHMg22OH=Mg(OH)22ROH=R2SO42OH1空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：（1）步骤的离子方程式为_。（2）步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_。（3）溴水混合物中溶有一定量的氯气，因此在步骤中可将蒸馏产生的气体通过_(填试剂名称)溶液，以除去氯气。（4）步骤的蒸馏过程中，温度应控制在8090 。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：_。（5）步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是_。（6）提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物”而不是蒸馏“溴水混合物”，请说明原因：_。海水中物质提取的思路考向二 环境污染的分类与防治典例1 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【答案】A2近几年来，雾霾天气已经严重影响了人们的日常生活。为达成“同呼吸，共奋斗”全国各地为治理雾霾广泛开展了一系列活动。下列活动不符合这一主题的是A机动车实行限行措施是减少雾霾的途径之一B积极推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用C通过吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油D将秸秆焚烧可得富含钾肥的草木灰，焚烧是一种较为理想的秸秆处理办法主要的大气污染物及其危害大气污染物主要成分危害颗粒物(如PM2.5)大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘来源:加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂S的氧化物SO2、SO3酸雨N的氧化物NO、NO2光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层C的氧化物CO降低血液的输氧能力碳氢化合物来源:|网CH4、C2H6等温室效应、光化学烟雾氟氯代烷CF3Cl(氟利昂)等温室效应，破坏臭氧层考向三 绿色化学典例1 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、氯仿等有机物有毒，有机化工生产中所需溶剂尽量不选择它们，D项符合绿色化学的理念。【答案】B3在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。在用合成CH2=C(CH3)COOCH3 的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有ACO和CH3OHBCO2和H2OCH2和CO2DCH3OH和H2实现绿色化学的过程、目标及措施1下列做法违背环境友好和可持续发展战略的是A.我国正在进行将煤液化、气化，同时对产品进行综合利用的研究B.我国各地大面积的降雪造成了严重灾害，为了使因灾害瘫痪的高速公路尽快恢复通车，在高速路面上大范围地使用融雪剂C.南京某大学正在进行以植物秸秆为原料制生物柴油的研究D.某化工厂正在进行以“设计绿色化工工艺，提高原子利用率”为目标的产业换代2“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。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期望的产物，即原子利用率为100%。下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是A.由乙烯制备聚乙烯B.甲烷与氯气反应制备一氯甲烷C.以铜和浓硝酸为原料制备硝酸铜D.用SiO2制备高纯硅3科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质,如将CO2和H2以14的比例混合,通入反应器,在适当的条件下反应,可合成一种重要有机物,该有机物是A.甲烷B.乙烷C.乙烯D.苯4下列关于环境问题的说法正确的是pH在5.67.0之间的降水通常称为酸雨CO2的大量排放会加剧温室效应燃煤时加入适量的石灰石,可减少废气中SO2的量含磷的合成洗涤剂易被细菌分解,故不会导致水体污染A.B.C.D.5“煤制油”的关键技术是煤的气化,而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的:C+O2CO2。下面关于该过程的说法不正确的是A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染B.第一个反应需要吸热,所以煤的气化从能量角度来看,得不偿失C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高D.上述两个反应,反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体6“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是实验室中收集氨气采用图甲所示装置实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应ABCD7根据下图海水综合利用的工业流程图，判断下列说法不正确的是已知：MgCl26H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。A过程的提纯是化学过程，过程通过氧化还原反应可产生2种单质B在过程中将MgCl26H2O直接灼烧得不到MgCl2C在过程、反应中每氧化0.2 mol Br需消耗2.24 L Cl2D过程反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题8煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成严重污染,因此需要将煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。（1）将煤直接进行燃烧,造成环境污染的原因之一是形成硝酸型酸雨。写出有关物质转化为硝酸的化学方程式 。下列对硝酸型酸雨的评价正确的是。a.杀死水中的浮游生物,减少鱼类的食物来源,破坏水生生态系统b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害c.会造成臭氧空洞d.硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,向植物提供氮肥（2）如图所示是对工业上煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图,写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应的化学方程式。（3）采取脱硫操作后,排出气体中含量明显增加的是(填物质名称),对环境的影响是。（4）检验脱硫后气体中是否含有SO2的简单方法是 。9我国拥有很长的海岸线,具有丰富的海洋资源,以海水为原料的盐化工是我国重要产业。盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液,其中除含镁盐外,还含有其他盐类(如图甲)。盐卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的题目:（1）根据如图甲,写出盐卤中含量最多的两种盐的化学式: 、。（2）图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线,已知t1 时,MgSO4和KCl的溶解度分别为M、N,则它们溶解度大小的关系为;将盐卤加热到t2 以上,根据溶解度曲线,首先析出的晶体应是。（3）化工厂利用卤水生产金属镁的工艺流程如图:“操作”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来,操作的名称是。氢氧化镁与试剂B反应的化学方程式为。操作的名称是。该方法的优点为。（4）用电解法制备金属镁,两位同学分别设计了下面的两种方法。甲:电解氯化镁溶液乙:电解熔融的氯化镁其中同学(填“甲”或“乙”)能够成功地制备金属镁,假设生产过程中镁元素没有损失,则100 g卤水可制备镁g。12018江苏卷CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是A. 光合作用 B. 自然降雨C. 化石燃料的燃烧 D. 碳酸盐的沉积22017新课标卷化学与生活密切相关。下列说法错误的是APM2.5是指粒径不大于2.5 m的可吸入悬浮颗粒物B绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料32017江苏卷2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是A夏天设定空调温度尽可能的低B推广使用一次性塑料袋和纸巾C少开私家车多乘公共交通工具D对商品进行豪华包装促进销售42016浙江卷为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：下列说法不正确的是A固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3BX可以是空气，且需过量来源:Zxxk.ComC捕获剂所捕获的气体主要是COD处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4+NO2=N2+2H2O52015新课标全国卷海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是A向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收1【答案】（1）Br2SO22H2O=4H2BrSO（2）分液漏斗（3）溴化铁(或其他含Br的盐类物质)（4）温度过高，大量水蒸气被蒸出，溴蒸气中水增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低（5）酸化可抑制Cl2、Br2与水反应（6）将“溴水混合物”转变为“溴水混合物”是Br2的浓缩过程，可提高效率，减少能耗，降低成本 2【答案】D【解析】焚烧秸秆会增加雾霾的产生。3【答案】A【解析】从原子守恒和绿色化学的思想出发：+其他的反应物CH2=C(CH3)COOCH3，则其他的反应物的原子组成为C2H4O2，只有选项A中的物质按等物质的量混合符合题意。1【答案】B【解析】A项，将煤液化、气化，可减少对环境的污染，A项正确。B项，在高速路面上大范围地使用融雪剂，会造成公共设施的腐蚀，与可持续发展相违背，B项不正确。C项，以植物秸秆为原料制生物柴油，符合资源再生化原则，C项正确。D项，以“设计绿色化工工艺，提高原子利用率”为目标的产业换代，符合可持续发展观，D项正确。来源:Zxxk.Com2【答案】A【解析】B项，CH4与Cl2反应的副产物过多。C项，Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，NO2有毒，会污染环境。D项，SiO2+2CSi(粗)+2CO，Si(粗)+2Cl2 SiCl4，SiCl4+2H2Si+4HCl，反应中生成的CO及HCl气体污染环境。*网3【答案】A【解析】根据14的反应比例以及原子守恒可以写出反应方程式:CO2+4H2CH4+2H2O,故选项A正确。4【答案】D【解析】酸雨的pH5.6,错误; 含磷的合成洗涤剂不易被细菌分解,故它会导致水体污染,造成水体富营养化,错误。5【答案】B【解析】虽然在煤的气化过程中,会有一部分煤的潜在能量受到损失,但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高,且较清洁,故从总体来看煤气化后使用是较合理的,B项错误,A、C项正确。D项,因反应C+O2CO2中的氧气用空气代替,故反应后混合气体成分为N2、CO、CO2和H2等,除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2,正确。6【答案】C 7【答案】C【解析】由粗盐得到精盐，就是要除去粗盐中的杂质，除去Mg2+、，分别用NaOH溶液、盐酸、BaCl2溶液，这些反应都是化学反应，电解饱和食盐水生成氢气和氯气两种单质，A正确；因为MgCl26H2O受热生成 Mg(OH)Cl 和HCl气体，得不到无水MgCl2，B正确；根据2Br+Cl2Br2+2Cl可知，每氧化0.2 mol Br需消耗 0.1 mol Cl2，0.1 mol Cl2在标准状况下的体积为2.24 L，在其他状况下不一定为2.24 L，C不正确；根据Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4可知，反应后溶液呈强酸性，能与金属容器反应，所以生产中需解决其对设备的腐蚀问题，D正确。*网8【答案】（1）2NO+O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO abd（2）CaCO3+SO2 CaSO3+CO2、2CaSO3+O2 2CaSO4、CaSO4+2H2O CaSO42H2O（3）二氧化碳加剧“温室效应”（4）将气体通入品红溶液中,观察品红溶液是否褪色,若品红溶液褪色,则说明废气中还含有SO2;若品红溶液不褪色,则说明废气中不含SO2【解析】（1）形成硝酸型酸雨,说明煤燃烧过程中生成了NO和NO2等氮氧化物,NO与O2发生反应生成NO2,NO2与H2O发生反应生成HNO3;硝酸型酸雨有危害性,但酸雨与土壤中的矿物质作用生成易被植物吸收的硝酸盐,因此应该一分为二地评价酸雨的利与弊;酸雨对臭氧层没有破坏作用。（2）由题图可知,脱硫使硫转化为CaSO4,最终产品是CaSO42H2O。（3）在脱硫的同时生成了CO2,且消耗1 mol SO2的同时生成1 mol CO2。（4）检验脱硫后气体中是否含有SO2的简单方法是将气体通入品红溶液中,观察的溶液颜色。9【答案】（1）NaClMgCl2（2）相等MgSO4（3）过滤Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O蒸发、结晶就地取材,节约资源,降低成本（4）乙4.8【解析】（1）从甲图中可以看出1 000 g盐卤中含有的NaCl、MgCl2、MgSO4、KCl分别为163.0 g、142.5 g、60.0 g、22.0 g。由此可见,含量最多的是NaCl、MgCl2。*网（2）在t1 时,KCl和MgSO4的溶解度曲线相交;t2 以后,MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低,故升高到一定温度时首先析出的是MgSO4。（3）分离固体与液体混合物应用过滤方法,而使溶液中的溶质以晶体的形式析出则需要蒸发、结晶。由于就地选用了海边的贝壳为原料来生产CaO,所以节约了资源,降低了生产成本。（4）制备金属镁应该电解熔融的MgCl2,如果电解氯化镁溶液则得到的不是镁,而是氢气;根据卤水中镁元素守恒,可以得出电解所得到的镁的质量为100 g +100 g=3.6 g+1.2 g=4.8 g。1【答案】C【解析】A项，光合作用消耗CO2，光合作用的总方程式可表示为6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，光合作用会引起大气中CO2含量下降；B项，自然降雨时H2O会与少量CO2反应生成H2CO3，不会引起CO2含量的上升；C项，化石燃料指煤、石油、天然气，煤、石油、天然气中都含C元素，C元素燃烧后生成CO2，化石燃料的燃烧会引起大气中CO2含量上升；D项，碳酸盐沉积指由形成于海洋或湖泊底部的粒装泥状碳酸盐矿物及其集合体，通过生物作用或从过饱和碳酸盐的水体中直接沉淀，水体中生物活动消耗CO2，有利于碳酸盐沉积，碳酸盐沉积不会引起大气中CO2含量上升；化石燃料的燃烧会引起大气中CO2含量上升，答案选C。点睛：本题考查化学与环境保护、低