2020高考化学冲刺核心素养微专题： 3

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核心素养微专题3

环境保护与绿色化学

1.环境污染

(1)大气污染问题

元素

化合

物

主要来源对环境的影响

C

CO2化石燃料燃烧温室效应

碳氢

化

合物

石油开采、植物腐

败

温室效应、光化学烟雾

N NO x汽车尾气

硝酸型酸雨、臭氧空洞、光化学烟

雾

S

SO2、

SO3

煤的燃烧硫酸型酸雨

F、Cl

氟氯

烃

空调、冰箱

制冷剂

臭氧空洞

(2)水体污染

指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两

大类,一类是重金属污染,如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染,这些重金属主要来自化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染:水中高浓度的N、P等植物营养物质,导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。

(3)固体废弃物造成的污染

主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛,对环境及生物的不良影响途径多样。

2.环境保护的措施

(1)工业废气携带颗粒物的回收利用。

(2)工业、生活污水经处理达标后排放,限制使用含磷洗涤剂。

(3)回收、限制难降解塑料,研制可降解塑料。

3.绿色化学

【典例】(2020·汕头模拟)“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

【解析】选D。A项,工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅,反应为2C+SiO2Si+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Na 2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+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%,错误;D项,石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷:2CH 2CH2+O2,原子利用率是100%,符合“绿色化学”的理念,正确。

【延伸探究】(1)乙烯聚合为聚乙烯高分子材料是否符合绿色化学原子经济性要求?

提示:符合。

nCH 2CH2 CH2—CH2 反应无副产物,符合绿色化学要求。(2)甲烷与氯气制备一氯甲烷是否符合绿色化学原子经济性要求?

提示:不符合。可能发生反应CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl等,有副产物,不符合绿色化学的要求。

1.下列有关环境问题的叙述正确的是 ( )

A.赤潮、白色污染、绿色食品都与相关物质的颜色有关

B.地震发生后,灾区急需大量消毒剂,其中SO2可用于环境消毒

C.在空气质量日报中CO2含量属于空气污染指数

D.我国禁止汽车使用含铅汽油,其主要原因是铅对环境有污染

【解析】选D。A项,绿色食品与颜色无关;B项,SO2不可用于环境消毒;C项,CO2含量不属于空气污染指数;D项,铅为重金属,对环境有污染。

2.SO2为大气污染物,研究它的性质对环境治理具有重要意义。在铝基氧化铜作催化剂时,可利用天然气脱除二氧化硫,并回收单质硫(熔点为112.8 ℃,沸点为444.6 ℃)。

(1)①装置中导管X的作用是_____________________。

②用装置A制取SO2,则试剂的组合最好是________(填字母)。

a.18.4 mol·L-1 H2SO4+Cu

b.4 mol·L-1 HNO3+Na2SO3

c.60% H2SO4+K2SO3

③水与Al4C3在装置A中制取甲烷,其化学方程式为___________________。

(2)利用制得的CH4和SO2并结合B～G装置验证反应产物:CH4+2SO22S+CO2+2H2O生成的单质S和CO2。

①B装置有三个作用,分别是________、________、________。

②实验装置依次连接的合理顺序为B、________(每个装置只用一次)。

③证明有CO2产生的现象为___________________。

④G装置中发生反应的离子方程式为________________________。

【解析】(1)①蒸馏烧瓶中产生气体,使其中的压强增大,

若分液漏斗与蒸馏烧瓶不连通,则不利于液体滴入,所以装置中导管X 的作用是平衡压强,使液体顺利滴入烧瓶中。②a项,“18.4 mol·L-1 H2SO4+Cu”制取SO2需要加热,而装置A为固、液不加热装置,故不适合;b项,HNO3具有强氧化性,

“4 mol·L-1HNO3+Na2SO3”发生氧化还原反应,+4价S被氧化成+6价,得不到SO2,故不适合;c项,“60% H2SO4+K2SO3”制取SO2符合强酸制弱酸原理,故适合。③由已知,用水与Al4C3制取甲烷,根据原子守恒还生成Al(OH)3,故化学方程式为Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑。

(2)①CH4和SO2的反应需要高温条件下在硬质玻璃管中进行,B中浓硫酸可以起到干燥CH4和SO2的作用;B装置中可同时通入CH4和SO2,便于充分混合CH4和SO2;CH4和SO2气体通过浓硫酸,会形成气泡,观察气泡以便调节CH4和SO2的流速比约为1∶2。②根据实验目的:验证CH4和SO2反应生成的单质S和CO2,则装置C冷却得到固体S单质,用E装置