第16講環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)海水資源的開(kāi)發(fā)利用

1、第5講環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)海水資源的開(kāi)發(fā)利用考綱要求1.了解常見(jiàn)元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。2.了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系(如化學(xué)與生活、材料、能源、環(huán)境、生命過(guò)程、信息技術(shù)的關(guān)系等)。3.了解在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想的重要性?？键c(diǎn)一海水資源的綜合利用1水資源的利用2化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用 (1)氯堿工業(yè)電解NaCl溶液：(寫(xiě)出化學(xué)方程式，下同)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；產(chǎn)物制鹽酸：H2Cl22HCl；制漂白液：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(2)海水提鎂海水Mg(OH)2MgCl2(溶液)MgCl2·6H2OMgCl2Mg。(3)海水提

2、溴海水(酸化)Br2HBrBr2(液)?！靖形驕y(cè)評(píng)】 判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)海水的淡化方法中沒(méi)有涉及化學(xué)變化。()(2)電解飽和食鹽水，電解熔融NaCl都能得到氯氣。()(3)海水制鎂可電解MgCl2溶液實(shí)現(xiàn)。()(4)海水提溴過(guò)程中只涉及了兩次氧化還原反應(yīng)。()(5)海帶中得到碘既有化學(xué)變化，也有物理變化。()答案：(1)×(2)(3)×(4)×(5)從海水中提取鎂的工藝流程考向一從海水中提取鎂1(2018·泰安模擬)從海水中提取鎂，正確的方法是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2晶體MgC海水M

3、g(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2OMgCl2(熔融)Mg解析：從海水中提取鎂時(shí)，首先用石灰乳將海水中的Mg2沉淀出來(lái)，然后再用鹽酸將其溶解得到MgCl2溶液，從MgCl2溶液中冷卻結(jié)晶得到MgCl2·6H2O，在HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O得到無(wú)水MgCl2，最后電解熔融MgCl2得到單質(zhì)Mg。答案：D2(2018·天津南開(kāi)中學(xué)月考)海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源，海水綜合利用的示意圖如下：下列說(shuō)法正確的是()通過(guò)氯堿工業(yè)可生產(chǎn)的產(chǎn)品有NaOH、NaClO、鹽酸等除去粗鹽中的SO、Ca2、Mg2等雜質(zhì)，加入試劑及

4、相關(guān)操作順序可以是：NaOH溶液BaCl2溶液Na2CO3溶液過(guò)濾鹽酸可將MgCl2·6H2O晶體在空氣中直接加熱脫水得到較純凈的無(wú)水MgCl2電解MgCl2溶液可制取金屬鎂ABCD解析：氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品是氫氧化鈉和氯氣，延伸產(chǎn)品可以有NaClO、鹽酸等，正確；加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液可以將鎂離子沉淀，加入過(guò)量的氯化鋇溶液可以將硫酸根離子沉淀，加入過(guò)量的Na2CO3溶液可以將Ca2、Ba2沉淀，正確；若在空氣中加熱MgCl2·6H2O，生成的是MgO，錯(cuò)誤；鎂是活潑金屬，工業(yè)上用電解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂，錯(cuò)誤。答案：D考向二從海水中提取溴、碘3海水是巨大的資源寶庫(kù)，從海水

5、中提取食鹽、淡水和溴的過(guò)程如下：(1)步驟中已獲得Br2，步驟中又將Br2還原成Br，其目的為_(kāi)。(2)步驟用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達(dá)95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)，由此反應(yīng)可知，除要保護(hù)環(huán)境外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是_。解析：(1)海水中溴離子的含量低，步驟的目的是將低濃度的含溴物質(zhì)濃縮(或富集)。(2)用SO2水溶液吸收Br2：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4，反應(yīng)產(chǎn)生大量的酸，會(huì)腐蝕設(shè)備。答案：(1)富集溴元素(2)Br2SO22H2O=4HSO2Br強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕4溴、碘主要存在于海水中，有“海洋元素”的美稱。海水中的碘富集在海藻中，我國(guó)海帶產(chǎn)量居世界

6、第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途徑如下所示：干海帶海帶灰水溶液碘單質(zhì)下列有關(guān)敘述正確的是()A碘元素在海水中也有游離態(tài)存在B在提取的過(guò)程中用的氧化劑可以是H2O2C操作a是結(jié)晶或重結(jié)晶Db是提純操作，常用蒸餾或分餾解析：碘在海水中只以化合態(tài)(I)存在，沒(méi)有游離態(tài)。操作a是萃取，操作b是分液，然后才是蒸餾等操作。答案：B5工業(yè)海水提溴、實(shí)驗(yàn)室海帶提碘過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)有：Cl22Br=2ClBr2Br2SO22H2O=2BrSO4HH2O22I2H=I22H2O根據(jù)上述反應(yīng)作出如下判斷，其中正確的是()A三個(gè)反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)，且還屬于置換反應(yīng)BCl2、Br2、I2的氧化性逐漸減

7、弱C中溴元素被還原，中溴元素被氧化D中每有1 mol 電子轉(zhuǎn)移，會(huì)生成1 mol I2解析：根據(jù)反應(yīng)不能判斷Cl2、Br2的氧化性強(qiáng)于I2的氧化性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；中溴元素被氧化，中溴元素被還原，C項(xiàng)錯(cuò)誤；中每有2 mol 電子轉(zhuǎn)移，會(huì)生成1 mol I2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A 考點(diǎn)二環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)1環(huán)境問(wèn)題主要是指由于人類不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。2常見(jiàn)環(huán)境污染問(wèn)題3環(huán)境保護(hù)的措施(1)工業(yè)廢氣和攜帶顆粒物的回收利用。(2)工業(yè)、生活污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，限制使用含氮、磷洗滌劑。(3)回收、限制難降解塑料，研制可降解塑料。4綠色化

8、學(xué)(1)核心綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。又稱為“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”。(2)原子經(jīng)濟(jì)原子經(jīng)濟(jì)要求反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化成期望的最終產(chǎn)物，原子的利用率達(dá)到100%，也就是說(shuō)在化學(xué)反應(yīng)中不產(chǎn)生任何廢物?！径嗑S思考】1電視中常說(shuō)的PM2.5，你認(rèn)為屬于何種污染？提示：PM2.5屬于可吸入顆粒。2符合“綠色化學(xué)”要求的化學(xué)反應(yīng)類型有哪些？提示：化合反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)。1主要的大氣污染物及其危害大氣污染物主要成分危害顆粒物(如PM2.5)大氣中液體、固體狀顆粒物，又稱飄塵加重呼吸道疾病，其他有害氣體轉(zhuǎn)化的催化劑S的氧化物SO2、SO3酸雨N的氧化物NO

9、、NO2光化學(xué)煙霧、酸雨、破壞臭氧層C的氧化物CO降低血液的輸氧能力碳?xì)浠衔顲H4、C2H6等溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧氟氯代烷CF3Cl(氟利昂)等溫室效應(yīng)，破壞臭氧層2.綠色化學(xué)的特征(1)采用無(wú)毒、無(wú)害的原料。(2)在無(wú)毒、無(wú)害的條件(包括催化劑、溶劑)下進(jìn)行；(3)產(chǎn)品應(yīng)該是環(huán)境友好的；(4)具有“原子經(jīng)濟(jì)性”，即反應(yīng)具有高選擇性、極少副產(chǎn)物，甚至實(shí)現(xiàn)“零排放”。此外，它還應(yīng)當(dāng)滿足“物美價(jià)廉”的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)?？枷蛞画h(huán)境污染分類與防治1下列說(shuō)法不正確的是()A在空氣質(zhì)量報(bào)告的各項(xiàng)指標(biāo)中，有二氧化硫和二氧化氮的指數(shù)B對(duì)煤燃燒后形成的煙氣脫硫是防治酸雨的措施之一，石灰法是目前應(yīng)用最廣泛的廢氣脫硫方法

10、C大氣中二氧化硫和二氧化氮超標(biāo)會(huì)形成酸雨，正常雨水的pH為7，酸雨的pH小于7D汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，主要成分是氮氧化物、一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔锖皖w粒物等解析：只有pH<5.6的降水才稱為酸雨，C項(xiàng)不正確。答案：C2(2018·重慶三模)2017年“六·五”世界環(huán)境日，中國(guó)主題為“人人參與創(chuàng)造綠色家園”，下列有關(guān)污染的說(shuō)法不正確的是()A“可燃冰”是一種埋藏在深海下面的燃料，是甲烷和水在高壓和低溫的條件下形成的，大量使用“可燃冰”不會(huì)加劇“溫室效應(yīng)”B農(nóng)藥、化肥的大量施用會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化C使用可降解的塑料袋可以緩解“白色污染”D空氣中SO2的含

11、量升高會(huì)引起“酸雨”，“酸雨”的pH5.6解析：可燃冰燃燒會(huì)生成二氧化碳，加劇溫室效應(yīng)，A錯(cuò)誤；化肥和農(nóng)藥中含有的元素能促進(jìn)水生藻類的生長(zhǎng)，所以大量施用會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，B正確；塑料制品引起的污染就是白色污染，因?yàn)樗芰虾茈y降解，而使用可降解的塑料袋可以緩解這一問(wèn)題，C正確；只有pH小于5.6的雨水才稱為酸雨，二氧化硫是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)，D正確。答案：A考向二綠色化學(xué)3(2018·河北邢臺(tái)一中月考)綠色化學(xué)工藝的特點(diǎn)可以用原子經(jīng)濟(jì)化、原料綠色化、催化劑綠色化、溶液綠色化、產(chǎn)品綠色化等來(lái)形象地概括。下列說(shuō)法不符合綠色化學(xué)理念的是()A無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中使用H2O2代替KClO3作氧化劑B

12、生產(chǎn)過(guò)程中選用催化劑只需考慮能加快反應(yīng)即可C物質(zhì)合成中使用無(wú)毒、無(wú)害的原料或可再生資源D有機(jī)化工生產(chǎn)中所需溶劑盡量不選擇苯、氯仿等有機(jī)物解析：過(guò)氧化氫作氧化劑還原產(chǎn)物為水，無(wú)污染，符合綠色化學(xué)的理念；選擇催化劑既要考慮能加快反應(yīng)的速率，又要考慮反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，是否符合原子經(jīng)濟(jì)化，是否有毒等，故B不符合綠色化學(xué)理念；物質(zhì)合成中使用無(wú)毒、無(wú)害的原料或可再生資源，符合綠色化學(xué)的理念；苯、氯仿等有機(jī)物有毒，有機(jī)化工生產(chǎn)中所需溶劑盡量不選擇它們，符合綠色化學(xué)的理念。答案：B4(2017·高考全國(guó)卷)化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()APM2.5是指粒徑不大于2.5 m的可吸入懸浮顆粒物B

13、綠色化學(xué)要求從源頭上消除或減少生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染C燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成及溫室氣體的排放D天然氣和液化石油氣是我國(guó)目前推廣使用的清潔燃料解析：燃煤中加入CaO與SO2反應(yīng)生成CaSO3，并進(jìn)一步被氧化為CaSO4從而減少SO2的排放。CaO不能減少溫室氣體CO2的排放，故選C。答案：C 1(2015·高考全國(guó)卷)我國(guó)清代本草綱目拾遺中記敘無(wú)機(jī)藥物335種，其中“強(qiáng)水”條目下寫(xiě)道：“性最烈，能蝕五金其水甚強(qiáng)，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛?！边@里的“強(qiáng)水”是指()A氨水B硝酸C醋 D鹵水解析：根據(jù)所給四種物質(zhì)的氧化性的強(qiáng)弱可判斷，該“強(qiáng)水”為硝酸，硝酸具有強(qiáng)氧化性，可溶解大

14、部分金屬。答案：B2(2017·高考北京卷)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是()A由中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體B紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)C由說(shuō)明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2，由此說(shuō)明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)解析：A.中的碎玻璃不與濃硝酸反應(yīng)，但仍有紅棕色氣體產(chǎn)生，說(shuō)明濃硝酸受熱分解產(chǎn)生了二氧化氮和氧氣，因此A描述正確；B.通過(guò)A分析可知，濃硝酸受熱可以分解產(chǎn)生二氧化氮和氧氣，所以中紅棕色氣體可能來(lái)源于硝酸分解，因此B描述正確；C.實(shí)驗(yàn)中木炭沒(méi)有與濃硝酸接觸，濃硝酸沒(méi)有被加熱，生成的

15、紅棕色氣體二氧化氮只能是揮發(fā)出的硝酸蒸氣與紅熱木炭反應(yīng)、或是揮發(fā)出的硝酸受熱分解，從生成的二氧化氮看，都是來(lái)源于HNO3中5價(jià)氮元素，所以紅棕色氣體是還原產(chǎn)物，C描述正確；D.對(duì)照C的分析，硝酸分解不可能生成CO2，CO2只能來(lái)源于木炭，但是實(shí)驗(yàn)中也可能是紅熱的木炭與空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，D描述錯(cuò)誤。答案：D知識(shí)串聯(lián)講座(四)元素的單質(zhì)及其化合物之間的轉(zhuǎn)化元素的單質(zhì)及共化合物之間的轉(zhuǎn)化，按其呈現(xiàn)形式分為直線形轉(zhuǎn)化和三角形轉(zhuǎn)化兩類。1直線形轉(zhuǎn)化關(guān)系類ABCD(酸或堿)(1)NH3(或N2)NONO2HNO3(2)H2S(或S)SO2SO3H2SO4(3)C(或CH4)COCO2H2CO3

16、(4)NaNa2ONa2O2NaOH2三角轉(zhuǎn)化類【典例】(2018·臨沂高三月考)已知甲、乙、丙、丁四種無(wú)機(jī)物均由短周期元素組成，且它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A甲一定為單質(zhì)B丙一定為氧化物C丁一定為酸D甲、乙、丙、丁相對(duì)分子質(zhì)量之差一定為16或16的倍數(shù)解析：甲是單質(zhì)也可能是氫化物，丁可能為酸或NaOH，甲與乙不一定相差16，而丙與丁更不能相差16。答案：B【專項(xiàng)訓(xùn)練】1A、B、C、D、E均含有同一種短周期元素，其中A是單質(zhì)，B常溫下是氣態(tài)氫化物，C、D是氧化物，E是D和水反應(yīng)的產(chǎn)物。下表所列各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間通過(guò)一步反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是 ()物質(zhì)編

17、號(hào)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)DESiSiO2H2SiO3N2NO2HNO3SSO3H2SO4NaNa2O2NaOHA.BC D解析：Si不能實(shí)現(xiàn)C到D的轉(zhuǎn)化，Na不能實(shí)現(xiàn)A到B的轉(zhuǎn)化，故錯(cuò)誤。中B為NH3，C為NO，中B為H2S，C為SO2，均能實(shí)現(xiàn)圖中轉(zhuǎn)化，故選B。答案：B2(2018·天津模擬)能實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是()單質(zhì)氧化物酸或堿鹽A硅B硫C銅 D鐵解析：S與O2生成SO2，SO2再與H2O生成H2SO3，H2SO3可以與NaOH生成Na2SO3，B項(xiàng)正確。A項(xiàng)中的氧化物SiO2，C項(xiàng)中的氧化物CuO、D項(xiàng)中的氧化物Fe2O3或Fe3O4均不與H2O反應(yīng)，故錯(cuò)誤。答案：B3(

18、2018·長(zhǎng)沙模擬)已知X為一種常見(jiàn)酸的濃溶液，能使蔗糖粉末變黑。A與X反應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物均已略去，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()AX使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)了X的強(qiáng)氧化性B若A為鐵，則足量A與X在室溫下即可完全反應(yīng)C若A為碳單質(zhì)，則將C通入少量的澄清石灰水，一定可以觀察到白色沉淀產(chǎn)生D工業(yè)上，B轉(zhuǎn)化為D的反應(yīng)條件為加熱、常壓、使用催化劑解析：由“X為一種常見(jiàn)酸的濃溶液，能使蔗糖粉末變黑”可推知X為濃硫酸，結(jié)合框圖分析可推知B為SO2，D為SO3。使蔗糖變黑的現(xiàn)象主要體現(xiàn)濃硫酸的脫水性，A不正確；鐵在室溫下遇濃硫酸鈍化，需加熱才能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，B不正確；若A為碳單質(zhì)，則C為CO2，CO2氣體過(guò)量時(shí)，生成碳酸氫鈣溶液，觀察不到白色沉淀產(chǎn)生，C不正確。答案：D4A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)在一定條件下有如圖所示的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，所有反應(yīng)物和生成物均已給出。(1)若反應(yīng)、均為水溶液中的置換反應(yīng)，A、D、E為鹵素單質(zhì)，則A、D、E的化學(xué)式分別為_(kāi)、_、_。(2)若B是水，C是生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的金屬所對(duì)應(yīng)的一種具有磁性的黑色氧化物，D是相同條件下密度最小的氣體，E是一種無(wú)色、無(wú)味的有毒氣體，則反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)若B為一種淡黃色固體，綠色植物的光合