高中化学一轮复习 第六单元 化学技术与环境保护的综合考查课件.ppt

1、专题提升五,化学技术与环境保护的综合考查,以物质的性质、化学反应原理、无机化工生产、实验设计 与探究为主题，考查环境的保护以及化学技术的应用是近几年 高考命题的热点。这类题型与社会生产生活有着紧密的联系， 选择题的考查中其难度一般不大，在综合题中考查具有一定的 思维活跃性；在作答时要联系生产生活，注意用字的准确性。,1常见的环境污染与原因。 酸雨：二氧化硫和氮氧化物。 光化学烟雾：氮氧化物。 臭氧空洞：氟氯烃。 温室效应：二氧化碳。 白色污染：废旧塑料。,赤潮水华：含氮、磷的生活污水。,2环境保护的措施。,(1)利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造,成的污染。,采用简单易得，且无毒无

2、害的原料； 无副产物、零排放，具有原子经济性； 产物为环境友好型。,(2)对工业废弃物、废水、废气进行回收利用或处理达标再,排放。,3解答环境保护与化学技术题目的步骤。,(1)认真审题：明确实验的目的与流程，清楚各个流程的条,件和产物。,(2)分析问题：分析各个流程可能出现的污染物、过量的物,质是否需要回收再利用或者不环保的操作。,(3)规范解答：根据物质性质和环境保护的前提，对物质进,行回收利用或者转化为无毒无害。,一、物质的性质与环境保护,例1(2015 年北京卷)研究CO2 海洋中的转移和归宿，是,当今海洋科学研究的前沿领域。,(2)在海洋循环中，通过下图所示的途径固碳。,写出钙化作用的

3、离子方程式：_。 同位素示踪法证实光合作用释放出的 O2 只来自于 H2O， 用 18O 标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： _ =(CH2O)xx18O2xH2O,(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的 95%以上，其准确测量 是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法： 气提、吸收 CO2，用 N2 从酸化后的海水中吹出 CO2 并用 碱液吸收(装置示意图如下)，将虚线框中的装置补充完整并标 出所用试剂。,(4)利用下图所示装置从海水中提取 CO2，有利于减少环境,温室气体含量。,结合方程式简述提取 CO2 的原理：_。 用该装置产生的物质处理 b 室排出的海水，合

4、格后排回 大海。处理至合格的方法是_。,变式训练 1(2015 年江苏苏州模拟)工业尾气中的氮氧化物常用氨催 化吸收法，原理是 NH3 与 NOx 反应生成无毒物质。某同学采用 以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。 (一)提供的装置,A,B,C,D,E,F,G,(二)NH3 的制取,(1)下列有关实验室制备气体的说法正确的是_(填,序号)。,可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气,实验室制氧气有时需要加热，有时不需要加热 用无水氯化钙干燥氨气,用浓盐酸洗涤高锰酸钾分解制氧气的试管,(2) 从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置：,_(填序号)。,(3)当采用

5、你所选用的装置制取氨气时，相应反应的化学方 程式是_。,(三)模拟尾气的处理,选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置，,回答有关问题：,(4)A 中反应的离子方程式为_。 (5)D 装置中的液体可换成_(填序号)。,aCuSO4 cCCl4,bH2O d浓硫酸,(6)该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷 是_。,答案：(1) (2)C 或 G,(5)C (6)NO 尾气直接排放，没有进行处理,二、化学反应原理与环境保护 例2(2014 年浙江卷节选)煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4 的形式固定，从而降低

6、SO2 的排放。但是煤炭燃烧过程 中产生的 CO 又会与 CaSO4 发生化学反应，降低了脱硫效率。 相关反应的热化学方程式如下：,H1,CaSO4(s)CO(g) 218.4 kJmol1(反应) CaSO4(s)4CO(g),CaO(s) SO2(g) CO2(g) CaS(s)4CO2(g),请回答下列问题： (1)假设某温度下，反应的速率(v1)大于反应的速率(v2)， 则下列反应过程能量变化示意图正确的是_。,A,B,C,D,(2)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应和 是否同时发生，理由是_。,(3)下图为实验测得不同温度下反应体系中 CO 初始体积百 分数与平衡时固体产物中

7、 CaS 质量百分数的关系曲线。则降低 该反应体系中 SO2 生成量的措施有_。,A向该反应体系中投入石灰石,B在合适的温度区间内控制较低的反应温度 C提高 CO 的初始体积百分数 D提高反应体系的温度,解析：(1)反应吸热，产物的能量高于反应物，反应放 热，产物的能量低于反应物；反应的速率(v1)大于反应的速 率(v2)，反应的活化能低。(2)反应中生成有SO2，监测SO2 与CO2 的浓度增加量的比即可确定是否发生两个反应。(3)向该 反应体系中投入石灰石，产生CO2，使反应逆向进行，可降 低该反应体系中SO2 生成量，A正确；在合适的温度区间内控 制较低的反应温度，图中可以看出最低温度的

8、CaS的含量最高， 故 B 正确、D 错误；C图中可以看出，提高CO的初始体积百 分数，可以提高CaS的含量，故正确。,答案：(1)C,(2)如果气相中 SO2 与 CO2 的浓度比随时间发生变化，则表,明反应同时发生,(3)A、B、C,变式训练 2(2015 年湖北省八校第一次联考)随着汽车数量的逐年增多， 汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g) ,2CO(g),2CO2(g)N2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，,570 K 时平衡常数为 11059 。下列说法正确的是(,)。,A提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂 B提高尾气净化效率的常用方法是升高温

9、度 C装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO D570 K时及时抽走CO2 、N2 ，平衡常数将会增大，尾气净 化效率更佳 答案：A,三、化学工艺与环境保护,例3.(2014 年四川卷节选)污染物的有效去除和资源的 充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软 锰矿(主要成分为MnO2，另含少量铁，铝，铜，镍等金属化合 物)作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的SO2， 又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。,请回答下列问题：,上述流程脱硫实现了_(选填下列字母编号)。 A废弃物的综合利用 B白色污染的减少 C酸雨的减少,.(2014 年福建卷节选)用废铁皮

10、制取铁红(Fe2O3)的部分流,程示意图如下：,上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是_(任 写一项)。 .(2014 年广东卷)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可 提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济 的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。,H386.2 kJmol1 以反应中生成的 CaS 为原料，在一定条件下经原子利用 率 100%的高温反应，可再生 CaSO4，该反应的化学方程式为 _。,解析：.根据题意，既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电 池材料MnO2。上述流程脱硫能够实现废弃物的综合利用，二 氧化硫的减少可以减少酸雨。,.浓硝酸分解的化学方程

11、式为4HNO3,4NO2O2,2H2O，硝酸氧化废铁皮中铁的化学方程式为4Fe 10HNO3 =4Fe(NO3)3NH4NO33H2O，生产过程中体现绿色思想的 是整个过程中氮氧化物排放减少。 .CaS 转化为CaSO4 ，从元素守恒角度分析，CaS与O2 按照12 反应转化为CaSO4，才能满足原子利用率100%，所,以化学方程式为CaS2O2,CaSO4。,答案：.A、C .氮氧化物排放少(或其他合理答案),.CaS2O2,CaSO4,变式训练,3(2014 年海南卷节选)锌是一种应用广泛的金属，目前工 业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS (还含少量 FeS 等其他

12、成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如图 所示：,回答下列问题：,(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生 焙砂的主要成分的化学式为_。 (2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后,续的_操作。,(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为_，,其作用是_。,(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用 PbAg 合 金惰性电极，阳极逸出的气体是_。 (5)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流 程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工 业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子 方程式为_。,答案：(1)ZnO (2)浸出,(3)锌粉,

13、置换出 Fe 等,(4)O2,(5)2ZnS4HO2=2Zn22S2H2O,1(2013 年上海卷改编)(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫,酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。,(1)如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控 制反应速度，上图中可选用的发生装置是_(填写字母)。,(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取 3.36 L(标准状况)二氧化 硫，至少需要称取亚硫酸钠_g(保留一位小数)；如果已 有 4.0%亚硫酸钠(质量分数)，被氧化成硫酸钠，则至少需称取 该亚硫酸钠_ g(保留一位小数)。,(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理 相同。石灰石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石

14、灰石膏 法的吸收反应为：SO2Ca(OH)2CaSO3H2O。吸收产物 亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为：2CaSO3 O2 4H2O2CaSO42H2O。其流程如下图：,碱法的吸收反应为：SO22NaOHNa2SO3H2O。碱法 的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图：,已知：,石灰石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是 _。和碱法相比，石灰石膏法的优 点是_，缺点是_。,答案：(1)ae,(2)18.9,19.7,(3)利用 SO2 是酸性氧化物，可与碱反应,原料易取，吸收,成本低,吸收速率慢，效率低,2(2015 年四川卷节选)为了保护环境，充分利用资源，某 研

15、究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主 要以 Fe2O3 存在)转变成重要的工业原料 FeSO4(反应条件略)。,活化硫铁矿还原 Fe3的主要反应为：FeS27Fe2(SO4)3 8H2O=15FeSO48H2SO4，不考虑其他反应，请回答下列问题：,(1)第 1 步 H2SO4 与 Fe2O3 反应的离子方程式是_ _。 (2)检验第步中 Fe3是否完全还原，应选择_(填字 母编号)。,AKMnO4 溶液,BK3Fe(CN)6溶液,CKSCN 溶液,(4)FeSO4 可转化为 FeCO3，FeCO3 在空气中加热反应可制 得铁系氧化物材料。 已知 25 ，101 kPa 时：

16、4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s) H1648 kJmol1,C(s)O2(g)=CO2(g),H393 kJmol1,2Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s),H1480 kJmol1,FeCO3在空气中加热反应生成 Fe2O3的热化学方程式是 _。,答案：(1)Fe2O36H=2Fe33H2O (2)C (3)Fe2被氧化为 Fe3，Fe3水解pH下降,H 260,(4)4FeCO3(s)O2(g)=2Fe2O3(s)4CO2(g) kJmol1,3(2015 年江苏卷)以磷石膏(主要成分 CaSO4，杂质 SiO2、,Al2O3等)为原料可制备轻质 CaCO3。,

17、A搅拌浆料 C增大氨水浓度,B加热浆料至 100 D减小 CO2 通入速率,(2)当清液 pH 接近 6.5 时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的 量浓度最大的两种阴离子为_和_(填化学式)；检 验洗涤是否完全的方法是_。,4(2014 年新课标节选)乙醇是重要的有机化工原料， 可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题： (1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙 酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程 式：_。 (2)已知： 甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g),H123.9 kJmol1,甲醇制烯烃反应2CH3OH(g

18、)=C2H4(g)2H2O(g) H229.1 kJmol1 乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g),H350.7 kJmol1,则乙烯气相直接水合反应 C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g) 的H_kJmol1。与间接水合法相比，气相直接水合 法的优点是_。,答案：(1)C2H4H2SO4(浓)=C2H5OSO3H、C2H5OSO3H H2O=C2H5OHH2SO4,(2)45.5,污染小、腐蚀性小等,5(2014 年四川卷)污染物的有效去除和资源的充分利用是 化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成 分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫 剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池 材料 MnO2(反应条件已省略)。,请回答下列问题：,(1)上述流程脱硫实现了_(选填下列字母编号)。 A废弃物的综合利用 B白色污染的减少 C酸雨的减少,(4)MnO2 可作超级电容器材料。用惰性电极电解 MnSO4 溶 液可