(全國版)19版高考化學一輪復習第4章非金屬及其化合物第5節(jié)海水資源的開發(fā)利用環(huán)境保護和綠色化學學案

PAGEPAGE4。。。內部文件，版權追溯內部文件，版權追溯第5節(jié)海水資源的開發(fā)利用環(huán)境保護和綠色化學考試說明1．了解海水提溴和海水資源的開發(fā)利用。2．了解常見元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。3．了解科學、技術、社會的相互關系(如化學與生活、材料、能源、環(huán)境等)。4．理解在化工生產中遵照“綠色化學”思想的重要性。命題規(guī)律本節(jié)內容是高考的?？键c。考查方式一般是以海水資源的開發(fā)利用為背景設計工藝流程圖，結合環(huán)境保護和綠色化學的思想考查反應原理在化工生產中的綜合應用?？键c1海水資源的開發(fā)利用1．水資源的利用2．海水中化學資源的開發(fā)利用(1)氯堿工業(yè)海水→粗鹽eq\o(→,\s\up17(精制))飽和食鹽水eq\o(→,\s\up17(電解))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽極產物：Cl2,陰極產物：H2、NaOH))①電解NaCl溶液：(寫出化學方程式，下同)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。②產物制鹽酸：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up17(點燃))2HCl。③制漂白液：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。(2)鎂的提?、俟に嚵鞒挞诨静襟E及主要反應a．制熟石灰：CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O=Ca(OH)2。b．沉淀：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓。c．酸化：Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O。d．蒸發(fā)結晶：析出MgCl2·6H2O。e．脫水：在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂。f．電解：電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up17(電解))Mg＋Cl2↑。(3)溴的提?、俟に嚵鞒挞诨静襟E及主要反應a．濃縮：海水曬鹽和海水淡化的過程中Br－得到濃縮。b．氧化：向濃縮的海水中通入Cl2，將Br－氧化為Br2，反應的離子方程式為Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－。c．富集：利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣或水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收。反應的化學方程式為Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4。d．提?。涸儆肅l2將HBr氧化得到產品溴：Cl2＋2HBr=Br2＋2HCl。實驗步驟：①連接A與B，關閉活塞b、d，打開活塞a、c，向A中緩慢通入Cl2至反應結束；②關閉活塞a、c，打開活塞b、d，向A中鼓入足量熱空氣；③進行步驟②的同時，向B中通入足量SO2；④關閉活塞b，打開活塞a，再通過A向B中緩慢通入足量Cl2；⑤將B中所得液體進行蒸餾，收集液溴?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗室中用KMnO4和濃鹽酸制備氯氣的化學方程式為___________________________________________________。(2)步驟②中鼓入熱空氣的作用為_____________________。(3)步驟③B中發(fā)生的主要反應的離子方程式為___________。(4)此實驗中尾氣可用________(填字母序號)吸收處理。a．水b．濃硫酸c．NaOH溶液d．飽和NaCl溶液e．飽和Na2CO3溶液答案(1)2KMnO4＋16HCl(濃)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O(2)使A中生成的Br2隨熱空氣進入B中(3)Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)(4)ce解析(1)實驗室中用KMnO4和濃鹽酸制備氯氣時不需加熱。(2)步驟②鼓入熱空氣的作用為將A中生成的Br2吹入B中。(3)步驟③B中發(fā)生的主要反應是Br2被SO2還原為Br－，離子方程式為Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)。(4)尾氣中含可能沒有反應完的Cl2、SO2，還有HBr，可用堿性溶液吸收。考點2環(huán)境保護和綠色化學1．常見的環(huán)境污染問題(1)酸雨(pH<5.6)：主要是SO2和氮氧化合物造成的。(2)光化學煙霧：主要是氮氧化合物、碳氫化合物造成的。(3)臭氧空洞：主要是氟氯代烴和氮氧化合物等的排放引起的。(4)溫室效應：主要是大氣中CO2等含量的升高造成的。(5)白色污染：主要是聚乙烯、聚氯乙烯等難降解的塑料等大量使用引起的。(6)赤潮、水華：含磷洗衣粉的大量使用、工農業(yè)及城市生活污水的任意排放引起的。(7)居室污染：建筑、裝修材料揮發(fā)出的甲醛、苯、甲苯等引起的。(8)霧霾：SO2、氮氧化物和可吸入顆粒物(PM2.5)等引起的。2．綠色化學(1)CO2不屬于污染性氣體，但對環(huán)境會造成影響，如：溫室效應。(2)環(huán)境污染的防治措施有：合理規(guī)劃工業(yè)發(fā)展和城市建設布局；調整能源結構；控制“三廢(廢水、廢渣、廢氣)”的排放，工業(yè)“三廢”排放時要凈化處理，達標后再排?！净A辨析】判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)使用無磷洗衣粉，可徹底解決水體富營養(yǎng)化。(×)(2)將廢電池深埋，可以避免其中的重金屬污染。(×)(3)CO2、NO2和SO2都會導致酸雨的形成。(×)(4)CO2、CH4、N2都是造成溫室效應的氣體。(×)(5)酸雨是pH<7的雨水。(×)(6)田間焚燒秸稈可減少土壤廢棄物污染。(×)1．酸雨形成的示意圖如圖。下列說法中，不正確的是()A．汽車尾氣是導致酸雨的原因之一B．酸雨會使土壤、湖泊酸化C．酸雨形成中不涉及氧化還原反應D．燃煤中加入石灰石可防治酸雨答案C解析汽車尾氣產生的氮氧化物可形成硝酸型酸雨，A正確；空氣中的N2先轉化為NO，再轉化為NO2，最終轉化為HNO3，發(fā)生的都是氧化還原反應，C錯誤；燃煤中產生的SO2可與石灰石反應最終轉化為CaSO4，D正確。2．下列生產工藝能體現(xiàn)“綠色化學”“節(jié)能環(huán)?！彼枷氲氖?)A．火力發(fā)電：在燃煤中加入適量生石灰B．工業(yè)制硫酸：提高尾氣排放的煙囪高度C．工業(yè)制氫氣：用天然氣發(fā)電再電解水D．工業(yè)制膽礬：將濃硫酸與銅反應后的溶液蒸發(fā)、結晶答案A解析在燃煤中加入適量生石灰，能夠起到固硫的作用，減少SO2的排放，只有A符合。1.[2017·全國卷Ⅲ]化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是()A．PM2.5是指粒徑不大于2.5μm的可吸入懸浮顆粒物B．綠色化學要求從源頭上消除或減少生產活動對環(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目前推廣使用的清潔燃料答案C解析燃煤中加入CaO是為了除去煤燃燒生成的SO2，可減少酸雨的形成，但不能減少溫室氣體的排放。2．[2017·江蘇高考]2017年世界地球日我國的主題為“節(jié)約集約利用資源，倡導綠色簡約生活”。下列做法應提倡的是()A．夏天設定空調溫度盡可能的低B．推廣使用一次性塑料袋和紙巾C．少開私家車多乘公共交通工具D．對商品進行豪華包裝促進銷售答案C解析A項，夏天空調溫度設定的越低，耗電越多，不應提倡。B項，一次性塑料袋難以降解，會污染環(huán)境，使用一次性紙巾不能節(jié)約資源，均不應提倡。C項，少開私家車多乘公共交通工具可以節(jié)能減排，應提倡。D項，豪華包裝浪費資源，不應提倡。3．[2016·全國卷Ⅱ]下列有關燃料的說法錯誤的是()A．燃料燃燒產物CO2是溫室氣體之一B．化石燃料完全燃燒不會造成大氣污染C．以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染D．燃料不完全燃燒排放的CO是大氣污染物之一答案B解析燃料燃燒產生的CO2是導致溫室效應的主要氣體之一，A正確；化石燃料完全燃燒生成的SO2屬于大氣污染物，B錯誤；液化石油氣含碳量比燃油低，用液化石油氣代替燃油能減少大氣污染，C正確；CO是大氣污染物之一，D正確。4．[2016·浙江高考]為落實“五水共治”，某工廠擬綜合處理含NHeq\o\al(＋,4)廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設計了如下流程：下列說法不正確的是()A．固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B．X可以是空氣，且需過量C．捕獲劑所捕獲的氣體主要是COD．處理含NHeq\o\al(＋,4)廢水時，發(fā)生反應的離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O答案B解析根據(jù)題中的流程，可以得出固體1為CaCO3、CaSO3和過量的Ca(OH)2的混合物，A正確；氣體1為N2、NO、CO的混合物，因為存在反應NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，通入X，然后再與NaOH溶液反應生成的產物為NaNO2，故X具有氧化性，若為空氣，一定不能過量，否則會生成NaNO3，B錯誤；氣體2為N2、CO，因“無污染氣體”為N2，故捕獲的氣體主要是CO，C正確；NHeq\o\al(＋,4)與NOeq\o\al(－,2)能夠發(fā)生歸中反應生成氮氣，離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O，D正確。5．[2015·全國卷Ⅱ]海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B．粗鹽可采用除雜和重結晶等過程提純C．工業(yè)生產中常選用NaOH作為沉淀劑D．富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質溴，再用SO2將其還原吸收答案C解析苦鹵中含有Br－，通入Cl2可將Br－氧化生成Br2，A正確；粗鹽中含有Ca2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質離子，故先除雜得NaCl和KCl的混合溶液，而NaCl的溶解度隨溫度變化不大，故采用重結晶可以得到純凈的NaCl，B正確；工業(yè)上沉淀海水中的Mg2＋，采用Ca(OH)2，不用NaOH，因為NaOH的價格較貴，C錯誤；Br2易揮發(fā)，用熱氣吹出后，用SO2吸收，生成H2SO4和HBr，富集后再用Cl2處理HBr生成Br2，D正確。時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題7分，共84分)1．“綠色化學”又稱環(huán)境友好化學，下列敘述符合綠色化學原則的是()A．綠色化學的核心是利用化學原理對工業(yè)生產造成的污染進行治理B．有機化工生產中所需溶劑盡量不選擇苯、氯仿等有機物C．回收電子垃圾通過高溫焚燒熔出金屬，可實現(xiàn)資源循環(huán)利用和綠色環(huán)保D．將工業(yè)廢水加壓排放到地下深井，可實現(xiàn)自然過濾凈化和避免水的污染答案B解析綠色化學的核心是從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境的污染，不產生廢棄物，原子利用率100%，而不是污染之后再進行治理，A錯誤；苯、氯仿有毒，故盡量不用作溶劑，B正確；通過高溫焚燒電子垃圾能回收金屬，但同時產生有毒氣體而污染大氣，C錯誤；將工業(yè)廢水排放到地下深井會污染地下水，D錯誤。2．[2017·福建高三聯(lián)考]化學與環(huán)境和能源密切相關。下列說法不正確的是()A．新能源汽車的推廣與使用有助于減少光化學煙霧的產生B．PM2.5是指空氣中氮氧化物和硫氧化物含量之和C．為防止重金屬等物質污染土壤和水體，廢電池應回收綜合利用D．用可降解的“玉米塑料”制作一次性飯盒，能減少“白色污染”答案B解析PM2.5是指空氣中粒子直徑小于等于2.5微米的可吸入顆粒物。3．若將海水淡化作飲用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是()A．加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B．利用太陽能使海水蒸餾淡化C．將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D．將海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子答案A解析明礬凈水是利用Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體的吸附作用而除去水中的一些雜質，并不能除去海水中的陰、陽離子而使海水淡化，A原理上不可行；利用太陽能使海水蒸餾淡化，是有研究價值的一種淡化途徑，B原理上可行；海水緩慢凝固后可結成冰，在這個過程中可以除去海水中的離子而淡化，C原理上可行；將海水通過離子交換樹脂使海水淡化是一種已被應用的海水淡化方法，D原理上可行。4．已知MgO、MgCl2的熔點分別為2800℃、714℃，將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2，工業(yè)上從海水中提取鎂，正確的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up17(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up17(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up17(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up17(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up17(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up17(灼燒))MgOeq\o(→,\s\up17(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up17(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up17(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up17(電解))Mg答案D解析Mg(OH)2是一種不溶性堿，加熱熔融時會發(fā)生分解，A錯誤；海水中加入HCl，得不到MgCl2溶液，B錯誤；電解MgO時，由于MgO的熔點很高，耗能大，所以經濟效益差，C錯誤。5．[2017·北京東城高三質檢]海水綜合利用要符合可持續(xù)發(fā)展的原則，其聯(lián)合工業(yè)體系(部分)如圖所示：下列說法不正確的是()A．①中可采用蒸餾法B．②中可通過電解飽和氯化鎂溶液制金屬鎂C．③中提取溴涉及氧化還原反應D．④的產品可生產鹽酸、漂白液等答案B解析蒸餾法是得到淡水的一種常見方法，A正確；電解熔融MgCl2才能得到金屬鎂，B錯誤；③發(fā)生的反應為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，屬于氧化還原反應，C正確；氯堿工業(yè)即電解飽和食鹽水，可得到NaOH、Cl2、H2，D正確。6．我國有廣闊的海岸線，建設海峽經濟區(qū)，海水的綜合利用大有可為，如圖所示為海水綜合利用部分流程，有關說法正確的是()A．上述工藝流程中涉及化合、分解、復分解和置換反應B．①只發(fā)生了化學變化，②是用電解熔融NaCl制備Cl2C．③④涉及的反應均為氧化還原反應，⑤只需要蒸餾即可得到單質Br2D．④中反應的離子方程式為SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－答案D解析題述工藝流程中沒有涉及化合、復分解反應發(fā)生，故A錯誤；①只發(fā)生了物理變化，故B錯誤；③④⑤涉及的反應均為氧化還原反應，故C錯誤；④中反應的離子方程式為SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－，故D正確。7．化學實驗應遵循綠色化學的原則，實現(xiàn)原料和過程的綠色化。下列實驗或實驗過程遵循綠色化學原則的是()①在銅與濃硝酸反應的實驗中，將銅片改為可調節(jié)高度的銅絲②將實驗室的廢酸液和廢堿液中和后再放入到指定位置集中處理③用雙氧水代替高錳酸鉀制氧氣④將用銅粉與濃硫酸反應制取硫酸銅的實驗方案改為先將銅粉在空氣中充分加熱制得氧化銅，再將氧化銅溶解在稀硫酸中A．①②B．②③C．③④D．①②③④答案D解析①銅與濃硝酸劇烈反應產生有毒的NO2氣體，將銅片改為可調節(jié)高度的銅絲可及時終止反應，減少NO2氣體的排放量；②將實驗室的廢酸液和廢堿液中和后可以減少污染；③用雙氧水制氧氣副產物為水，不產生污染；④既杜絕了產生SO2而導致的污染，又提高了硫原子的利用率。以上過程均做到了從源頭上減少或杜絕污染，符合綠色化學的思想。8．下列敘述中不正確的是()A．工廠廢氣中的飄塵以及微細的固體顆粒物(例如硅酸鹽粉塵)分散在空氣中形成氣溶膠，對人類健康危害極大B．在含硫的煤中加入適量生石灰，可有效降低二氧化硫對大氣的污染C．利用一氧化碳合成甲醇的反應為CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，其原子利用率為100%D．工業(yè)生產中排放的廢渣、廢水、廢氣只會對環(huán)境產生污染，無任何價值答案D解析膠體微粒直徑很小，易被吸入人體，進入肺部等重要器官，對人類健康造成極大危害，A正確；含有硫的煤在燃燒過程中釋放的SO2被CaO吸收最終生成CaSO4，從而有效降低了SO2對大氣的污染，B正確；反應物的原子全部進入CH3OH中，其原子利用率為100%，C正確；可以對“三廢”進行利用，變廢為寶，實現(xiàn)其價值，D錯誤。9．下列有關環(huán)境問題的說法正確的是()A．燃煤時加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的量B．臭氧的體積分數(shù)超過10－4%的空氣有利于人體健康C．CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在D．含磷合成洗滌劑易于被細菌分解，故不會導致水體污染答案A解析CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑，2CaO＋2SO2＋O2=2CaSO4，A正確；低空臭氧濃度過大對人體有害，B錯誤；2NO＋O2=2NO2，故NO在空氣中不能穩(wěn)定存在，C錯誤；水體含磷量高，會導致水體富營養(yǎng)化，D錯誤。10．[2017·北京西城高三期末]利用海水提取溴和鎂的過程如下，下列說法不正確的是()A．工業(yè)溴中含少量Cl2，可用NaOH溶液除去B．工業(yè)上常利用電解熔融MgCl2冶煉金屬鎂C．富集溴元素過程中，空氣吹出法利用了溴易揮發(fā)的性質D．若提取1molBr2，至少需要標準狀況下44.8L的Cl2答案A解析Br2能與NaOH反應，A錯誤；Mg是活潑金屬，所以常采用電解熔融MgCl2的方法獲得金屬鎂，B正確；Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，而要得到1molBr2需要通入兩次Cl2，第一次是富集，第二次是最終的氧化，所以最少需要2molCl2，D正確。11．[2017·福建廈門一中月考]根據(jù)如圖海水綜合利用的工業(yè)流程圖，判斷下列說法正確的是()已知：MgCl2·6H2O受熱生成Mg(OH)Cl和HCl氣體等。A．過程①的提純是物理過程，過程②通過氧化還原反應可產生2種單質B．在過程③中將MgCl2·6H2O灼燒即可制得無水MgCl2C．在過程④、⑥反應中每氧化0.2molBr－需消耗2.24LCl2D．過程⑤反應后溶液呈強酸性，生產中需解決其對設備的腐蝕問題答案D解析A項，過程①涉及Mg2＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)的沉淀，屬于化學過程，錯誤；B項，由已知條件知直接灼燒MgCl2·6H2O得不到無水MgCl2，錯誤；C項，未指明溫度和壓強，錯誤；D項正確。12．含硫煤燃燒會產生大氣污染物，為防治該污染，某工廠設計了新的治污方法，同時可得到化工產品，該工藝流程如圖所示，下列敘述不正確的是()A．該過程中可得到化工產品H2SO4B．該工藝流程是除去煤燃燒時產生的SO2C．該過程中化合價發(fā)生改變的元素為Fe和SD．圖中涉及的反應之一為Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4答案C解析根據(jù)工藝流程圖可知，該工藝中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，該反應的化學方程式為Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4，該工藝不僅吸收了二氧化硫，還得到了化工產品硫酸，A、D正確；根據(jù)A中分析可知該工藝流程是除去煤燃燒時產生的SO2，B正確；該過程中化合價發(fā)生變化的元素有氧、鐵、硫，C錯誤。二、非選擇題(共16分)13．(16分)將海水淡化與濃海水資源化結合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產品?；卮鹣铝袉栴}：(1