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2019-2020年高考化學一輪復習 真題專訓 第四章 非金屬及其化合物 專題課時5 環(huán)境保護與綠色化學 新人教版 1．(xx云南名校統(tǒng)考)化學在生產和日常生活中有著重要的應用。下列說法正確的是(　　) A．汽車的排氣管上裝有“催化轉化器”，使有毒的CO和NO反應生成N2和CO2 B．向煤中加入適量石灰石，使煤燃燒產生的SO2最終生成CaSO3，可減少對大氣的污染 C．高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維 D．大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含CO2、SO2，從而使雨水的pH＝5.6形成酸雨 解析　本題考查了生產、生活中的化學知識，意在考查考生運用所學知識解釋生產、生活中有關問題的能力。向煤中加入適量石灰石，可使煤燃燒產生的SO2最終生成CaSO4，B項錯誤；制造光導纖維的材料是二氧化硅，而不是單質硅，C項錯誤；CO2不是形成酸雨的物質，酸雨的pH＜5.6，D錯誤。 答案　A 2．下列關于“化學與健康”的說法不正確的是(　　) A．服用鉻含量超標的藥用膠囊會對人體健康造成危害 B．食用一定量的油脂能促進人體對某些維生素的吸收 C．“血液透析”利用了膠體的性質 D．光化學煙霧不會引起呼吸道疾病 解析　鉻是重金屬，鉻含量超標的藥用膠囊是有毒的，故A正確；有些維生素是脂溶性的，油脂能促進其吸收，故B正確；血液透析是指血液中的一些廢物通過半滲透血液透析膜除去，血液透析是一種較安全、易行、應用廣泛的血液凈化方法之一，故C正確；光化學煙霧是大氣中的氮氧化合物與碳氫化合物經(jīng)過紫外線照射發(fā)生反應形成的，光化學煙霧的成分非常復雜，具有強氧化性，刺激人的眼睛和呼吸道黏膜，傷害植物葉子，加速橡膠老化，并使大氣能見度降低，故D錯。 答案　D 3．(xx南昌模擬)隨著社會的發(fā)展，人們日益重視環(huán)境問題，下列說法正確的是(　　) A．用銅與濃硝酸、稀硝酸反應制備Cu(NO3)2，后者產生的污染少，符合綠色化學要求 B．將廢舊電池深埋可防止重金屬污染 C．采用催化轉換技術可將汽車尾氣中的NOx和CO轉化為無毒氣體 D．營養(yǎng)元素氮、磷的化合物大量進入水中，有利于水中動植物的生長 解析　銅與稀硝酸反應仍然產生有害物質，不符合綠色化學要求，A錯誤；深埋后的重金屬滲透到地下水中，造成水及土壤污染，B錯誤；NOx和CO之間反應生成N2、CO2，C正確；水中氮、磷化合物濃度過大會導致水中植物瘋長，造成水中缺氧，導致水生動物死亡，D錯誤。 答案　C 4．化學在資源利用、環(huán)境保護等與社會可持續(xù)發(fā)展密切相關的領域發(fā)揮著積極作用。下列做法與社會可持續(xù)發(fā)展理念相違背的是(　　) A．改進汽車尾氣凈化技術，減少大氣污染物的排放 B．開發(fā)利用可再生能源，減少化石燃料的使用 C．研發(fā)可降解高分子材料，減少“白色污染” D．過度開采礦物資源，促進地方經(jīng)濟發(fā)展 解析　礦物資源為不可再生資源，為了社會可持續(xù)發(fā)展應節(jié)制使用，并且開采利用時也會引起一定程度的污染，D錯。 答案　D 5．減少SO2的排放、回收利用SO2成為世界性的研究課題。我國研究人員研制的利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收高溫焙燒廢渣產生的SO2制備硫酸錳的生產流程如下： 浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn2＋，還含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Pb2＋等金屬離子。有關金屬離子的半徑及形成氫氧化物沉淀時的pH如表所示，陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果如圖所示。 離子 離子半徑(pm) 開始沉淀時的Ph 完全沉淀時的pH Fe2＋ 74 7.6 9.7 Fe3＋ 64 2.7 3.7 Al3＋ 50 3.8 4.7 Mn2＋ 80 8.3 9.8 Pb2＋ 121 8.0 8.8 Ca2＋ 99 － － 已知PbO2的氧化性大于MnO2的氧化性。 請回答下列問題： (1)廢渣的主要成分是硫鐵礦，1 mol FeS2高溫焙燒轉移________mol電子。 (2)在氧化后的浸出液中加入石灰漿，用于調節(jié)浸出液pH，pH應調節(jié)至________。 (3)陽離子吸附劑用于除去雜質金屬離子。決定陽離子吸附劑吸附效果的因素是________(填序號) a．溶液的pH b．金屬離子的電荷 c．金屬離子的半徑 d吸附時間 (4)操作a包括________等過程。 解析　(1)根據(jù)反應4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，可知1 mol FeS2與O2反應，轉移11 mol電子。(2)浸出液中含有的Fe2＋對Mn2＋的分離具有嚴重的干擾，加入氧化劑MnO2，可將Fe2＋氧化為Fe3＋，2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O，便于調節(jié)溶液的pH，使Fe3＋等與Mn2＋分離，觀察表中給出的各種離子沉淀時的pH，當pH＝4.7時，F(xiàn)e3＋、Al3＋完全生成沉淀，而Mn2＋、Pb2＋、Ca2＋沒有產生沉淀，當pH＝8.0時，Pb2＋開始生成沉淀，而Mn2＋未沉淀，所以溶液的pH應調節(jié)至4.7～8.0，使Fe3＋、Al3＋與Mn2＋分離，浸出液中剩余的Pb2＋、Ca2＋可通過吸附方法除去。(3)對比吸附效果圖和離子半徑可知，離子半徑越大，被吸附率越高。離子所帶電荷越少，被吸附率越高。吸附時間越長，被吸附率越高。吸附率與溶液的pH沒有直接關系。(4)過濾后的濾液為MnSO4溶液，該溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，則可得到MnSO4H2O晶體。 答案　(1)11　(2)4.7～8.0　(3)bcd　(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶 6．(xx金考卷選粹)銅與稀硝酸反應產生NO，NO又被氧化成NO2，對實驗現(xiàn)象無色NO有干擾，過多的NO、NO2又會污染環(huán)境。改進實驗的設計符合綠色化學的思想。某興趣小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”的實驗，以探究化學實驗的綠色化。 (1)實驗前，關閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是_________________________________________________。 (2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅塊，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸，c中反應的化學方程式是________________________________。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實驗現(xiàn)象是_______________________________。 (3)表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學理念的最佳方案是________，理由是___________________________________________________。 方案 反應物 甲 Cu、濃硝酸 乙 Cu、稀硝酸 丙 Cu、O2、稀硝酸 (4)該興趣小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2，操作步驟為__________________，實驗現(xiàn)象為____________________；但此實驗的不足之處是____________________。 解析　(1)制取氣體或許多驗證氣體性質的實驗，實驗前都需要檢查裝置的氣密性；(2)由題意知實驗開始是銅與濃硝酸反應，產生紅棕色NO2，加水后是銅與稀硝酸反應，產生無色的NO；(3)綠色化學理念是原料利用率高，不產生污染，分析三個方案，可看出，甲方案用硝酸最多，產生有毒氣體NO2，乙方案產生有毒氣體NO，丙方案用硝酸最少，不產生有毒氣體；(4)若證明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性，利用KMnO4與濃鹽酸反應產生Cl2，將Cl2通入KBr溶液中，根據(jù)反應及現(xiàn)象，可得出結論。但此裝置沒有尾氣吸收裝置，多余的Cl2會污染空氣。 答案　(1)檢查裝置氣密性 (2)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　反應變慢，氣體顏色變淡 (3)丙　硝酸耗量少，產物無污染 (4)向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸　c中有黃綠色氣體產生，d中溶液變?yōu)樽攸S色　沒有尾氣吸收裝置 7．(xx四川理綜，11)污染物的有效去除和資源的充分利用是化學造福人類的重要研究課題。某化學研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2，另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2(反應條件已省略去)。 請回答下列問題： (1)上述流程脫硫實現(xiàn)了________(選填下列字母編號)。 A．廢棄物的綜合利用 B．白色污染的減少 C．酸雨的減少 (2)用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋ ，其原因是 ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)已知：25 ℃、101 kPa時， Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)　ΔH＝－520 kJmol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJmol－1 Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)ΔH＝－1 065 kJmol－1 SO2與MnO2反應生成無水MnSO4的熱化學方程式是 __________________________________________________________________。 (4)MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應式是_________________________________________________ __________________________________________________________________。 (5)MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應式是_____________________________________________________________。 (6)假設脫除的SO2只與軟錳礦漿中MnO2反應。按照圖示流程，將a m3(標準狀況)含SO2 的體積分數(shù)為b%的尾氣通入礦漿，若SO2的脫除率為89.6%，最終得到MnO2的質量為c kg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質時，所引入的錳元素相當于MnO2________kg。 解析　(1)白色污染是廢棄塑料造成的環(huán)境污染，該過程對白色污染無影響；SO2是形成酸雨的主要污染物，題中脫硫有效地減少了SO2的排放，又得到了有用物質K2SO4，故脫硫處理既達到了廢棄物的綜合利用，又減少了酸雨的發(fā)生。(2)Al3＋、Fe3＋易發(fā)生水解，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，F(xiàn)e3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加MnCO3，MnCO3＋2H＋===Mn2＋＋H2O＋CO2↑消耗了H＋，促進了Al3＋、Fe3＋的水解，使之轉化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀。(3)將題中三個熱化學方程式由上到下依次編號為①、②、③； 根據(jù)蓋斯定律可知，③－①－②得 MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－1 065 kJmol－1＋520 kJmol－1＋297 kJmol－1＝－248 kJmol－1 (4)根據(jù)Mn的化合價，從＋2價→＋4價，失電子發(fā)生氧化反應，則陽極電極反應式為Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。(5)堿性鋅錳干電池中，MnO2作為正極，發(fā)生還原反應，其電極反應式MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。(6)根據(jù)MnO2＋SO2===MnSO4，3MnSO4＋2KMnO4＋2H2O===5MnO2＋K2SO4＋2H2SO4，得到的c kg MnO2中與SO2反應的MnO2及除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質時引入的MnO2總的物質的量為n(MnO2)＝ mol，由MnO2＋SO2===MnSO4可知，與SO2反應的軟錳礦漿中的n(MnO2)＝＝0.4ab mol，故除雜時引入的n(Mn)＝(－0.4ab) mol，相當于MnO2的質量為(－0.4ab)871 000 kg＝ kg。 答案　(1)AC (2)消耗溶液中的酸，促進Al3＋和Fe3＋水解生成氫氧化物沉淀 (3)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)　ΔH＝－248 kJmol－1 (4)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ (5)MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ (6)