2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 真題專訓(xùn) 第四章 非金屬及其化合物 專題課時5 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué) 新人教版

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 真題專訓(xùn) 第四章 非金屬及其化合物 專題課時5 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué) 新人教版 1．(xx·云南名校統(tǒng)考)化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法正確的是(　　) A．汽車的排氣管上裝有“催化轉(zhuǎn)化器”，使有毒的CO和NO反應(yīng)生成N2和CO2 B．向煤中加入適量石灰石，使煤燃燒產(chǎn)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(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)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(chǎn)、生活中的化學(xué)知識，意在考查考生運(yùn)用所學(xué)知識解釋生產(chǎn)、生活中有關(guān)問題的能力

2、。向煤中加入適量石灰石，可使煤燃燒產(chǎn)生的SO2最終生成CaSO4，B項錯誤；制造光導(dǎo)纖維的材料是二氧化硅，而不是單質(zhì)硅，C項錯誤；CO2不是形成酸雨的物質(zhì)，酸雨的pH＜5.6，D錯誤。 答案　A 2．下列關(guān)于“化學(xué)與健康”的說法不正確的是(　　) A．服用鉻含量超標(biāo)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(jìn)人體對某些維生素的吸收 C．“血液透析”利用了膠體的性質(zhì) D．光化學(xué)煙霧不會引起呼吸道疾病 解析　鉻是重金屬，鉻含量超標(biāo)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(jìn)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

3、透析是一種較安全、易行、應(yīng)用廣泛的血液凈化方法之一，故C正確；光化學(xué)煙霧是大氣中的氮氧化合物與碳?xì)浠衔锝?jīng)過紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成的，光化學(xué)煙霧的成分非常復(fù)雜，具有強(qiáng)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?nèi)找嬷匾暛h(huán)境問題，下列說法正確的是(　　) A．用銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)制備Cu(NO3)2，后者產(chǎn)生的污染少，符合綠色化學(xué)要求 B．將廢舊電池深埋可防止重金屬污染 C．采用催化轉(zhuǎn)換技術(shù)可將汽車尾氣中的NOx和CO轉(zhuǎn)化為無毒氣體 D．營養(yǎng)元素氮、磷的化合物大量進(jìn)入水中

4、，有利于水中動植物的生長 解析　銅與稀硝酸反應(yīng)仍然產(chǎn)生有害物質(zhì)，不符合綠色化學(xué)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(yīng)生成N2、CO2，C正確；水中氮、磷化合物濃度過大會導(dǎo)致水中植物瘋長，造成水中缺氧，導(dǎo)致水生動物死亡，D錯誤。 答案　C 4．化學(xué)在資源利用、環(huán)境保護(hù)等與社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的領(lǐng)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(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)，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(jìn)地方

5、經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(chǎn)生的SO2制備硫酸錳的生產(chǎn)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(guān)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＋

6、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(zhuǎn)移________mol電子。 (2)在氧化后的浸出液中加入石灰漿，用于調(diào)節(jié)浸出液pH，pH應(yīng)調(diào)節(jié)至________。 (3)陽離子吸附劑用于除去雜質(zhì)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

7、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(yīng)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，可知1 mol FeS2與O2反應(yīng)，轉(zhuǎn)移11 mol電子。(2)浸出液中含有的Fe2＋對Mn2＋的分離具有嚴(yán)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(diào)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(dāng)pH＝4.7時，F(xiàn)e3＋、Al3＋完全生成沉淀，而Mn2＋、Pb2＋、Ca2＋沒有產(chǎn)生沉淀，當(dāng)pH＝8

8、.0時，Pb2＋開始生成沉淀，而Mn2＋未沉淀，所以溶液的pH應(yīng)調(diào)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(guān)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(jié)晶，則可得到MnSO4·H2O晶體。 答案　(1)11　(2)4.7～8.0　(3)bcd　(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 6．(xx·金考卷選粹)銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO，NO又被氧化成NO2，對實驗現(xiàn)象無色N

9、O有干擾，過多的NO、NO2又會污染環(huán)境。改進(jìn)實驗的設(shè)計符合綠色化學(xué)的思想。某興趣小組設(shè)計出如圖所示裝置來改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”的實驗，以探究化學(xué)實驗的綠色化。 (1)實驗前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)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(yīng)的化學(xué)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_____

10、__________________________。 (3)表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是________，理由是___________________________________________________。 方案 反應(yīng)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(jìn)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

11、)制取氣體或許多驗證氣體性質(zhì)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(yīng)，產(chǎn)生紅棕色NO2，加水后是銅與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生無色的NO；(3)綠色化學(xué)理念是原料利用率高，不產(chǎn)生污染，分析三個方案，可看出，甲方案用硝酸最多，產(chǎn)生有毒氣體NO2，乙方案產(chǎn)生有毒氣體NO，丙方案用硝酸最少，不產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)生Cl2，將Cl2通入KBr溶液中，根據(jù)反應(yīng)及現(xiàn)象，可得出結(jié)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(NO

12、3)2＋2NO2↑＋2H2O　反應(yīng)變慢，氣體顏色變淡 (3)丙　硝酸耗量少，產(chǎn)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(chǎn)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(xué)造福人類的重要研究課題。某化學(xué)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(yīng)條件已省略去)。 請回答下列問題： (1)上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了________(選填下列字母編號)。

13、 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 kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2

14、(g)　ΔH＝－297 kJ·mol－1 Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)ΔH＝－1 065 kJ·mol－1 SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)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(yīng)式是_________________________________________________ ___________________________

15、_______________________________________。 (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(yīng)式是_____________________________________________________________。 (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a m3(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c kg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素相當(dāng)于MnO2________kg。 解析　(1)白色污染是廢棄塑

16、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(zhì)K2SO4，故脫硫處理既達(dá)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(jìn)了Al3＋、Fe3＋的水解，使之轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀。(3)將題中三個熱化學(xué)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)===M

17、nSO4(s) ΔH＝－1 065 kJ·mol－1＋520 kJ·mol－1＋297 kJ·mol－1＝－248 kJ·mol－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(yīng)，則陽極電極反應(yīng)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(yīng)，其電極反應(yīng)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(yīng)的MnO2及除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時引入的M

18、nO2總的物質(zhì)的量為n(MnO2)＝× mol，由MnO2＋SO2===MnSO4可知，與SO2反應(yīng)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(dāng)于MnO2的質(zhì)量為(×－0.4ab)×87÷1 000 kg＝ kg。 答案　(1)AC (2)消耗溶液中的酸，促進(jìn)Al3＋和Fe3＋水解生成氫氧化物沉淀 (3)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)　ΔH＝－248 kJ·mol－1 (4)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ (5)MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ (6)