第16講環(huán)境保護與綠色化學海水資源的開發(fā)利用

1、第5講環(huán)境保護與綠色化學海水資源的開發(fā)利用考綱要求1.了解常見元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。2.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、生命過程、信息技術的關系等)。3.了解在化工生產中遵循“綠色化學”思想的重要性。考點一海水資源的綜合利用1水資源的利用2化學資源的開發(fā)利用 (1)氯堿工業(yè)電解NaCl溶液：(寫出化學方程式，下同)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；產物制鹽酸：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評】 判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)海水的淡化方法中沒有涉及化學變化。()(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溶液實現。()(4)海水提溴過程中只涉及了兩次氧化還原反應。()(5)海帶中得到碘既有化學變化，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，首先用石灰乳將海水中的Mg2沉淀出來，然后再用鹽酸將其溶解得到MgCl2溶液，從MgCl2溶液中冷卻結晶得到MgCl2·6H2O，在HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O得到無水MgCl2，最后電解熔融MgCl2得到單質Mg。答案：D2(2018·天津南開中學月考)海水中蘊藏著豐富的資源，海水綜合利用的示意圖如下：下列說法正確的是()通過氯堿工業(yè)可生產的產品有NaOH、NaClO、鹽酸等除去粗鹽中的SO、Ca2、Mg2等雜質，加入試劑及

4、相關操作順序可以是：NaOH溶液BaCl2溶液Na2CO3溶液過濾鹽酸可將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)的主要產品是氫氧化鈉和氯氣，延伸產品可以有NaClO、鹽酸等，正確；加入過量的氫氧化鈉溶液可以將鎂離子沉淀，加入過量的氯化鋇溶液可以將硫酸根離子沉淀，加入過量的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，從海水

5、中提取食鹽、淡水和溴的過程如下：(1)步驟中已獲得Br2，步驟中又將Br2還原成Br，其目的為_。(2)步驟用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95%，有關反應的離子方程式為_，由此反應可知，除要保護環(huán)境外，在工業(yè)生產中應解決的主要問題是_。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濃縮(或富集)。(2)用SO2水溶液吸收Br2：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4，反應產生大量的酸，會腐蝕設備。答案：(1)富集溴元素(2)Br2SO22H2O=4HSO2Br強酸對設備的嚴重腐蝕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，我國海帶產量居世界

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下列有關敘述正確的是()A碘元素在海水中也有游離態(tài)存在B在提取的過程中用的氧化劑可以是H2O2C操作a是結晶或重結晶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、實驗室海帶提碘過程中發(fā)生的主要反應有：Cl22Br=2ClBr2Br2SO22H2O=2BrSO4HH2O22I2H=I22H2O根據上述反應作出如下判斷，其中正確的是()A三個反應都屬于氧化還原反應，且還屬于置換反應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 電子轉移，會生成1 mol I2解析：根據反應不能判斷Cl2、Br2的氧化性強于I2的氧化性，B項錯誤；中溴元素被氧化，中溴元素被還原，C項錯誤；中每有2 mol 電子轉移，會生成1 mol I2，D項錯誤。答案：A 考點二環(huán)境保護和綠色化學1環(huán)境問題主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農業(yè)生產和人類生活所造成的環(huán)境污染。2常見環(huán)境污染問題3環(huán)境保護的措施(1)工業(yè)廢氣和攜帶顆粒物的回收利用。(2)工業(yè)、生活污水經處理達標后排放，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(1)核心綠色化學的核心就是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境的污染。又稱為“環(huán)境友好化學”“清潔化學”。(2)原子經濟原子經濟要求反應物的原子全部轉化成期望的最終產物，原子的利用率達到100%，也就是說在化學反應中不產生任何廢物?！径嗑S思考】1電視中常說的PM2.5，你認為屬于何種污染？提示：PM2.5屬于可吸入顆粒。2符合“綠色化學”要求的化學反應類型有哪些？提示：化合反應、加成反應和加聚反應。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氫化合物CH4、C2H6等溫室效應、光化學煙霧氟氯代烷CF3Cl(氟利昂)等溫室效應，破壞臭氧層2.綠色化學的特征(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)下進行；(3)產品應該是環(huán)境友好的；(4)具有“原子經濟性”，即反應具有高選擇性、極少副產物，甚至實現“零排放”。此外，它還應當滿足“物美價廉”的傳統(tǒng)標準?？枷蛞画h(huán)境污染分類與防治1下列說法不正確的是()A在空氣質量報告的各項指標中，有二氧化硫和二氧化氮的指數B對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會形成酸雨，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、未燃燒的碳氫化合物和顆粒物等解析：只有pH<5.6的降水才稱為酸雨，C項不正確。答案：C2(2018·重慶三模)2017年“六·五”世界環(huán)境日，中國主題為“人人參與創(chuàng)造綠色家園”，下列有關污染的說法不正確的是()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”不會加劇“溫室效應”B農藥、化肥的大量施用會導致水體富營養(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、量升高會引起“酸雨”，“酸雨”的pH5.6解析：可燃冰燃燒會生成二氧化碳，加劇溫室效應，A錯誤；化肥和農藥中含有的元素能促進水生藻類的生長，所以大量施用會導致水體富營養(yǎng)化，B正確；塑料制品引起的污染就是白色污染，因為塑料很難降解，而使用可降解的塑料袋可以緩解這一問題，C正確；只有pH小于5.6的雨水才稱為酸雨，二氧化硫是導致酸雨的主要物質，D正確。答案：A考向二綠色化學3(2018·河北邢臺一中月考)綠色化學工藝的特點可以用原子經濟化、原料綠色化、催化劑綠色化、溶液綠色化、產品綠色化等來形象地概括。下列說法不符合綠色化學理念的是()A無機化工生產中使用H2O2代替KClO3作氧化劑B

12、生產過程中選用催化劑只需考慮能加快反應即可C物質合成中使用無毒、無害的原料或可再生資源D有機化工生產中所需溶劑盡量不選擇苯、氯仿等有機物解析：過氧化氫作氧化劑還原產物為水，無污染，符合綠色化學的理念；選擇催化劑既要考慮能加快反應的速率，又要考慮反應物的轉化率，是否符合原子經濟化，是否有毒等，故B不符合綠色化學理念；物質合成中使用無毒、無害的原料或可再生資源，符合綠色化學的理念；苯、氯仿等有機物有毒，有機化工生產中所需溶劑盡量不選擇它們，符合綠色化學的理念。答案：B4(2017·高考全國卷)化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是()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解析：燃煤中加入CaO與SO2反應生成CaSO3，并進一步被氧化為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·高考全國卷)我國清代本草綱目拾遺中記敘無機藥物335種，其中“強水”條目下寫道：“性最烈，能蝕五金其水甚強，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”這里的“強水”是指()A氨水B硝酸C醋 D鹵水解析：根據所給四種物質的氧化性的強弱可判斷，該“強水”為硝酸，硝酸具有強氧化性，可溶解大

14、部分金屬。答案：B2(2017·高考北京卷)下述實驗中均有紅棕色氣體產生，對比分析所得結論不正確的是()A由中的紅棕色氣體，推斷產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C由說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產物D的氣體產物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應解析：A.中的碎玻璃不與濃硝酸反應，但仍有紅棕色氣體產生，說明濃硝酸受熱分解產生了二氧化氮和氧氣，因此A描述正確；B.通過A分析可知，濃硝酸受熱可以分解產生二氧化氮和氧氣，所以中紅棕色氣體可能來源于硝酸分解，因此B描述正確；C.實驗中木炭沒有與濃硝酸接觸，濃硝酸沒有被加熱，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、或是揮發(fā)出的硝酸受熱分解，從生成的二氧化氮看，都是來源于HNO3中5價氮元素，所以紅棕色氣體是還原產物，C描述正確；D.對照C的分析，硝酸分解不可能生成CO2，CO2只能來源于木炭，但是實驗中也可能是紅熱的木炭與空氣中的氧氣反應產生二氧化碳，D描述錯誤。答案：D知識串聯講座(四)元素的單質及其化合物之間的轉化元素的單質及共化合物之間的轉化，按其呈現形式分為直線形轉化和三角形轉化兩類。1直線形轉化關系類ABCD(酸或堿)(1)NH3(或N2)NONO2HNO3(2)H2S(或S)SO2SO3H2SO4(3)C(或CH4)COCO2H2CO3

16、(4)NaNa2ONa2O2NaOH2三角轉化類【典例】(2018·臨沂高三月考)已知甲、乙、丙、丁四種無機物均由短周期元素組成，且它們之間的轉化關系如下圖所示，下列說法正確的是()A甲一定為單質B丙一定為氧化物C丁一定為酸D甲、乙、丙、丁相對分子質量之差一定為16或16的倍數解析：甲是單質也可能是氫化物，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【專項訓練】1A、B、C、D、E均含有同一種短周期元素，其中A是單質，B常溫下是氣態(tài)氫化物，C、D是氧化物，E是D和水反應的產物。下表所列各組物質中，物質之間通過一步反應就能實現如圖所示轉化的是 ()物質編

17、號物質轉化關系ADESiSiO2H2SiO3N2NO2HNO3SSO3H2SO4NaNa2O2NaOHA.BC D解析：Si不能實現C到D的轉化，Na不能實現A到B的轉化，故錯誤。中B為NH3，C為NO，中B為H2S，C為SO2，均能實現圖中轉化，故選B。答案：B2(2018·天津模擬)能實現下列物質間直接轉化的元素是()單質氧化物酸或堿鹽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項正確。A項中的氧化物SiO2，C項中的氧化物CuO、D項中的氧化物Fe2O3或Fe3O4均不與H2O反應，故錯誤。答案：B3(

18、2018·長沙模擬)已知X為一種常見酸的濃溶液，能使蔗糖粉末變黑。A與X反應的轉化關系如圖所示，其中反應條件及部分產物均已略去，則下列有關說法正確的是()AX使蔗糖變黑的現象主要體現了X的強氧化性B若A為鐵，則足量A與X在室溫下即可完全反應C若A為碳單質，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生D工業(yè)上，B轉化為D的反應條件為加熱、常壓、使用催化劑解析：由“X為一種常見酸的濃溶液，能使蔗糖粉末變黑”可推知X為濃硫酸，結合框圖分析可推知B為SO2，D為SO3。使蔗糖變黑的現象主要體現濃硫酸的脫水性，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，B不正確；若A為碳單質，則C為CO2，CO2氣體過量時，生成碳酸氫鈣溶液，觀察不到白色沉淀產生，C不正確。答案：D4A、B、C、D、E、F六種物質在一定條件下有如圖所示的相互轉化關系，所有反應物和生成物均已給出。(1)若反應、均為水溶液中的置換反應，A、D、E為鹵素單質，則A、D、E的化學式分別為_、_、_。(2)若B是水，C是生產生活中應用最廣泛的金屬所對應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是一種無色、無味的有毒氣體，則反應的化學方程式是_。(3)若B為一種淡黃色固體，綠色植物的光合