專題4環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

必考部分第四章常見的非金屬及其化合物微專題4環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用在化工生產(chǎn)中常產(chǎn)生各種三廢污染，會(huì)使空氣質(zhì)量下降、水體受污染、人們的生活生產(chǎn)受到影響。在高考命題中，常以化工生產(chǎn)為背景，考查各種污染物的來源、性質(zhì)和危害，以及如何防治，讓考生體會(huì)化學(xué)對環(huán)境保護(hù)的重要意義，樹立綠色化學(xué)的觀念。一、環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)1．綠色化學(xué)有關(guān)概念(1)核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。綠色化學(xué)的理念在于不再使用有毒有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，不再處理廢物，這是一門從源頭上減少或消除污染的化學(xué)。(2)綠色化學(xué)的研究主要圍繞化學(xué)反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化開展的，因此化學(xué)反應(yīng)及其產(chǎn)物具有以下特征：①采用無毒、無害的原料；②在無毒、無害的條件(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)。[調(diào)研1]環(huán)境問題及解決措施Ⅰ.臭氧層空洞大氣平流層中O2吸收紫外線可變成臭氧(O3)，而冰箱中的制冷劑氟利昂在紫外線作用下分解出氯原子，氯原子能加速臭氧的分解，從而破壞平流層中的臭氧層。同樣超音速飛機(jī)的尾氣及發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的NO也能加快O3的分解，反應(yīng)式如下：NO＋O3―→NO2＋2O；NO2＋O―→NO＋O2。請你寫出總的反應(yīng)式：____________；其中NO的作用是________和________。Ⅱ.水源污染(富營養(yǎng)化)(1)工農(nóng)業(yè)及城市生活污水中含磷。家用洗滌劑是污水中磷的一個(gè)重要來源(洗滌劑中含有磷酸鈉)。關(guān)于處理污水時(shí)要不要除去磷的說法正確的是(

)A．磷是生物所需的營養(yǎng)元素，不必除去B．含磷的污水是很好的肥料，不必除去C．含磷污水排到自然水中引起藻類大量繁殖，使水變質(zhì)，必須除去D．磷對人無毒，除去與否都無關(guān)緊要(2)赤潮我國沿海出現(xiàn)了大面積赤潮，赤潮是紅藻、藍(lán)藻等在較短時(shí)間內(nèi)大量繁殖形成的，它造成的嚴(yán)重后果是_____________________。赤潮是水體富營養(yǎng)化的結(jié)果，主要是因?yàn)開___________等，使水中含有大量的________元素對應(yīng)的離子。為了防止水污染，我國許多地區(qū)已經(jīng)對洗衣粉的成分加以限制，不得再銷售含有________(從下述選項(xiàng)中選)的洗衣粉。A．硅酸鈉

B．烷基苯磺酸鈉C．三聚磷酸鈉

D．蛋白質(zhì)Ⅲ.酸雨(1)自然界“酸雨”形成的原因主要是(

)A．未經(jīng)處理的工業(yè)廢水的任意排放B．大氣中二氧化碳含量增多C．工業(yè)上大量燃燒含硫的燃料和金屬礦石的冶煉D．汽車排放的尾氣和燃料不完全燃燒產(chǎn)生的氣體(2)SO2主要來自于硫酸工廠廢氣和含硫礦物的燃燒。①若用Na2SO3溶液來吸收工廠的SO2尾氣，加熱吸收液可獲得高濃度的SO2，變廢為寶。你能寫出主要的化學(xué)方程式嗎？②為除去燃料中的硫，可采用如圖所示脫硫工藝。你能寫出主要的化學(xué)方程式嗎？Ⅳ.光化學(xué)煙霧大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳?xì)浠衔镌谔柟獾恼丈湎?，在低空大氣中發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)(大氣中的氧氣也參加了反應(yīng))，形成白色或淺藍(lán)色有特殊氣味的光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧中主要含二次污染物，如醛類、酮類、臭氧、過氧乙酰硝酸酯等。光化學(xué)煙霧嚴(yán)重危害人體健康，損害植物及橡膠制品等。汽車尾氣污染：汽車尾氣(含有烴類、CO、SO2與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染源之一。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。它的特點(diǎn)是使CO和NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。(1)寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________。(2)“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點(diǎn)是在一定程度上提高空氣的酸度，其原因是_____________________________________________。(3)控制城市空氣污染源的方法可以有________。A．開發(fā)氫能源

B．使用電動(dòng)車C．植樹造林

D．戴上呼吸面具(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是_______________________________________；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將______(填“增大”“減小”或“不變”)。二、常見的無機(jī)化工生產(chǎn)無機(jī)化工原理在考查方面的另外一個(gè)著力點(diǎn)是以全新的信息考查化學(xué)反應(yīng)原理在合成氨、工業(yè)制H2SO4、氯堿工業(yè)及無機(jī)非金屬材料方面的應(yīng)用。中學(xué)化學(xué)需要掌握的重要的化工生產(chǎn)原理如下：(6)假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中MnO2反應(yīng)。按照圖示流程，將am3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)含SO2的體積分?jǐn)?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(zhì)量為ckg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時(shí)，所引入的錳元素相當(dāng)于MnO2________kg。解析：(1)該流程中，能將含硫尾氣吸收，充分利用了廢棄物，同時(shí)減少了大氣中能形成酸雨的SO2，故A、C項(xiàng)符合，該過程對白色污染無影響。(2)軟錳礦用稀硫酸溶解且通入SO2后，溶液中含有反應(yīng)生成的金屬陽離子，其中MnO2被SO2還原為Mn2＋，其他金屬變成相應(yīng)的金屬陽離子Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Ni2＋，故加入MnCO3后發(fā)生反應(yīng)MnCO3＋2H＋===Mn2＋＋CO2↑＋H2O而消耗了溶液中的H＋，使溶液的pH升高，使得Al3＋和Fe3＋水解生成氫氧化物沉淀而除去。[調(diào)研4]

(2012·四川理綜)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題，將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在下圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng)，氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達(dá)到減少碳排放的目的。請回答下列問題：(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中，引發(fā)的主要環(huán)境問題有________。(填寫字母編號(hào))A．溫室效應(yīng)

B．酸雨C．粉塵污染

D．水體富營養(yǎng)化(2)在煙氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進(jìn)入脫硫裝置前，需通一段時(shí)間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫