2023届新高考化学一轮分层练案(十八)无机物的性质、用途及转化环境保护

一轮分层练案（十八）无机物的性质、用途及转化环境保护（应用课）一、选择题(本题包括10小题，每小题只有1个选项符合题意)1．全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是()A．太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”B．“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料C．如图甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想D．让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用【答案】B太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”，故A正确；“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳就是指控制二氧化碳的排放量，故B错误；从图示可知，氯化氢循环利用，排出的水无污染，符合“节能减排”思想，故C正确；让煤变成合成气，能提高能源利用率，节能减排，故D正确。2．硼氢化钠(NaBH4)具有强还原性，在工业生产上广泛用于非金属及金属材料的化学镀膜、贵金属回收、工业废水处理等。工业上采用的Bayer法制备NaBH4通常分两步(如图)。下列说法错误的是()A．用B2O3代替Na2B4O7也可制得NaBH4B．两步的总反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1C．将SiO2粉碎能增大得到熔体的速率D．由图可知该工艺过程中无污染性物质产生，符合绿色化学理念【答案】BNa2B4O7可表示成Na2O·2B2O3的组成形式，则在制备NaBH4过程中，也可用B2O3代替Na2B4O7作原料，故A正确；两步的总反应中B元素化合价未变，氢气中H元素化合价从0价降低到－1价，被还原作氧化剂，而Na元素化合价从0价升高到＋1价，被氧化作还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故B错误；将SiO2粉碎，可增大反应中固体的接触面积，从而可增大得到熔体的速率，故C正确；由图可知该工艺整个制备过程中无污染性物质产生，符合绿色化学理念，故D正确。3．化学与科学、技术、社会、环境(STSE)密切联系。下列说法错误的是()A．新冠病毒可用75%乙醇、次氯酸钠溶液、过氧乙酸(CH3COOOH)进行消毒，其消毒原理相同B．生产N95口罩的主要原料聚丙烯是一种高分子化合物C．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D．聚乙烯是生产食品保鲜膜、塑料水杯等生活用品的主要材料，不能用聚氯乙烯替代【答案】A75%的乙醇消毒利用乙醇的分子具有很大的渗透能力，它能穿过细菌表面的膜，打入细菌的内部，使构成细菌生命基础的蛋白质凝固，将细菌杀死，即能使蛋白质变性，而次氯酸钠溶液、过氧乙酸是利用其强氧化性消毒，因此，其消毒原理不同，故A错误；聚丙烯属于有机合成高分子材料，B正确；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正确；聚氯乙烯在使用过程中会慢慢释放出氯化氢，能够造成食品的污染，不能代替聚乙烯使用，故D正确。4．下列物质的转化在给定条件下能实现的是()A．Naeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(常温))Na2O2eq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3B．Aleq\o(→,\s\up7(Fe2O3))Al2O3eq\o(→,\s\up7(H2O))Al(OH)3C．Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(O2、H2O))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(△))Fe2O3D．Na2CO3(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(NaOH))CO2【答案】C在常温下，Na与O2反应生成Na2O，A不正确；Al2O3难溶于水，与水不能反应生成Al(OH)3，B不正确；Fe(OH)2能被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3，C正确；NaHCO3与NaOH溶液反应生成Na2CO3和水，碱性溶液中不可能生成酸性气体，D不正确。5．几种无机物之间的转化关系如下图所示(反应条件省略，部分产物省略)。下列推断不正确的是()A．若L为强碱，则E可能为NaCl溶液、F为KB．若L为强酸，则E可能为Na2S、F为H2O2C．若L为弱酸，则E可能为Mg、F为CO2D．若L为强酸，则E可能为NH4Cl、F为Ca(OH)2【答案】A若E为NaCl溶液、F为K，G为KOH，H为H2，H2与O2反应生成H2O，H2O与O2不反应，A项错误；若E为Na2S、F为H2O2，Na2S与H2O2反应生成NaOH和S，S与O2反应生成SO2，SO2与O2反应生成SO3，SO3与水反应生成H2SO4，L是H2SO4，属于强酸，B项正确；若E为Mg、F为CO2，Mg与CO2反应生成MgO和C，C与O2反应生成CO，CO再与O2反应生成CO2，CO2溶于水生成H2CO3，L为H2CO3，属于弱酸，C项正确；若E为NH4Cl，F为Ca(OH)2，NH4Cl与Ca(OH)2反应生成CaCl2、NH3和H2O，NH3与O2反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，L是HNO3，属于强酸，D项正确。6．“践行绿色发展理念，建设美丽中国”要求工业生产符合绿色化学或环境保护理念。原子利用率是衡量绿色化学的重要指标，下列化工生产工艺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．利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱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【答案】DA项，工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅，反应为2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5(电炉))Si＋2CO↑，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；B项，利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱，反应的化学方程式为Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；C项，工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾过程中铜和浓硫酸反应生成二氧化硫污染性气体，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；D项，石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷：2CH2=CH2＋O2→，原子利用率是100%，符合“绿色化学”的理念，正确。7．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中错误的是()A．A为Fe，B为Fe3O4B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色C．⑤的离子方程式：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋D．④的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3【答案】DF为红褐色固体，可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，黑色晶体B与HCl能够反应生成C、D，C、D之间能够相互转化，同时A能够直接生成C、D，因此B为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应会生成FeCl3、FeCl2，E与O2能够反应，说明E为还原性物质，同时说明C为还原性物质，因此C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2，A为Fe，B为Fe3O4，A正确；C→D是FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，溶液颜色由浅绿色→棕黄色，B正确；⑤反应可通过FeCl3溶液与Fe反应实现，该反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，C正确；④反应是FeCl2转化为FeCl3，可通过通入Cl2实现，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，D错误。8．硫酸亚铁的用途广泛，可以制备下图所示物质，下列说法错误的是()A．Fe4(OH)2(SO4)5属于碱式盐，可用作净水剂B．与足量NH4HCO3反应的离子方程式为2HCOeq\o\al(－,3)＋Fe2＋=FeCO3↓＋CO2↑＋H2OC．可用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3D．“冷却结晶”后的操作是过滤，“煅烧”操作的主要仪器有酒精灯、蒸发皿、玻璃棒【答案】DFe4(OH)2(SO4)5电离后的阴离子为OH－和SOeq\o\al(2－,4)，阳离子为Fe3＋，属于碱式盐，其中Fe3＋可水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中的杂质，可作净水剂，故A正确；FeSO4与足量NH4HCO3反应的离子方程式为2HCOeq\o\al(－,3)＋Fe2＋=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，故B正确；Fe2＋能使K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀，用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3，若含有，溶液会生成蓝色沉淀，若不含有，则无明显现象，故C正确；“冷却结晶”后的操作是过滤，“煅烧”操作的主要仪器有酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角、玻璃棒，故D错误。9．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图：下列有关说法不正确的是()A．所涉及的变化均为氧化还原反应B．光照是酸雨形成的必要条件之一C．污染指数越高形成酸雨的速率越快D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染【答案】ASO2变为激发态SO2没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故A错误；由图可知，两种途径中反应①均需要光照条件下发生，所以光照是酸雨形成的必要条件之一，故B正确；据图可知，途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ，即污染指数越高形成酸雨的速率越快，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，使排放的二氧化硫含量减少，能有效遏制酸雨污染，故D正确。10．化学与资源、环境、生活关系密切，下列说法正确的是()A．雾霾天气会对人体健康造成危害，“雾”和“霾”的分散质微粒直径相同B．煤燃烧时加入少量的生石灰可以减少废气中的二氧化硫排放C．将造纸废水通过高压水井压到地下，节约生产成本D．用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O、Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，原子利用率是100%【答案】B雾是由悬浮在大气中的微小液滴形成的气溶胶，霾是指空气中大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象，微粒直径不同，A错误；二氧化硫属于酸性氧化物，高温下可与碱性氧化物CaO(生石灰的主要成分)发生反应，从而减少了二氧化硫的排放，B正确；造纸废水压到地下，会造成水体污染，C错误；有副产物产生，原子利用率不是100%，D错误。二、非选择题11．绿色化学、环境保护和人类健康是息息相关的三个主题，请根据已知信息回答有关问题：(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是____(填字母)。A．CH2=CH2＋HCl→CH3CH2ClB．CH3CH2OH＋HCl→CH3CH2Cl＋H2OC．CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HClD．CH2=CHCl＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Cl由上述四个反应可归纳出，原子经济性高的是________反应(填反应类型)。(2)有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，还可将废水中少量的S2－、NOeq\o\al(－,2)和CN－等有毒有害的还原性酸根离子氧化除去。请写出用ClO2将废水中有剧毒的CN－氧化成无毒气体的离子方程式：________________________________________________________________________，并说明该方法的优点：_________________________________________________。(3)如图为某饮用水厂由天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：活性炭的作用是________________；用O3消毒的优点是______________。解析：(1)加成反应和加聚反应的原子经济性最高，原子利用率能达到100%；取代反应除生成有机产物外，还有小分子产物生成，原子利用率没有达到100%；四个选项中，AD属于加成反应，BC属于取代反应，故答案为AD。(2)ClO2可以把废水中有剧毒的CN－氧化成无毒的气体CO2和N2，自身被还原成Cl－，反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－=2CO2↑＋N2↑＋2Cl－。(3)活性炭具有吸附性，其作用是去除水中的色素和异味；用O3消毒的优点是反应产物无毒无害。【答案】(1)AD加成(2)2ClO2＋2CN－=2CO2↑＋N2↑＋2Cl－将有剧毒的CN－转化为无毒的CO2和无毒无害的N2(3)去除水中的色素和异味反应产物无毒无害12．A、B、C、D、E、F六种物质有如下转化关系，E为淡黄色粉末，通常用在呼吸面具中作为氧气的来源。(1)A、C、E、F的化学式：A________，C________，E________，F________。(2)向饱和的C的溶液中通入足量CO2，会出现的现象是________，有关反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。(3)鉴别C与F溶液应选用的试剂是________，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。解析：E为淡黄色粉末，通常用在呼吸面具中作为氧气的来源，则E为Na2O2，A与氧气反应生成Na2O2，则A为Na，钠与水反应生成的B也能由过氧化钠转化得到，可推知B为NaOH，由于NaOH与二氧化碳得到C，C与二氧化碳、水反应得到F，可推知C为Na2CO3、F为NaHCO3，碳酸钠与HCl反应得到的D，也能由过氧化钠转化得到，可推知D为NaCl，据此分析解答。(1)由上述分析可知，A为Na，B为NaOH，C为Na2CO3、D为NaCl，E为Na2O2，F为NaHCO3。(2)向饱和的碳酸钠的溶液中通入足量CO2，Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3，由于碳酸氢钠溶解度较小，因此会析出碳酸氢钠晶体。(3)鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液可以选用CaCl2溶液，碳酸钠能够与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓，而碳酸氢钠不能与氯化钙溶液反应。【答案】(1)NaNa2CO3Na2O2NaHCO3(2)析出晶体Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3(3)CaCl2溶液COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓13．以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示：回答下列问题：(1)黄铁矿中硫元素的化合价为________。(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为_____________________________________。(3)欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入________(填“过量”或“不足量”)的SO2气体。(4)因为Na2S2O5具有________性，导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。检验其中含有SOeq\o\al(2－,4)的方法是______________________________________________________。(5)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2＋。反应式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O某次实验称取0.2800g样品，滴定时消耗浓度为0.03000mol·L－1的K2Cr2O7溶液25.10mL，则样品