專題4環(huán)境保護、綠色化學在化工生產中的應用

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、綠色化學在化工生產中的應用在化工生產中常產生各種三廢污染，會使空氣質量下降、水體受污染、人們的生活生產受到影響。在高考命題中，常以化工生產為背景，考查各種污染物的來源、性質和危害，以及如何防治，讓考生體會化學對環(huán)境保護的重要意義，樹立綠色化學的觀念。一、環(huán)境保護、綠色化學1．綠色化學有關概念(1)核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學”、“環(huán)境友好化學”、“清潔化學”。綠色化學的理念在于不再使用有毒有害的物質，不再產生廢物，不再處理廢物，這是一門從源頭上減少或消除污染的化學。(2)綠色化學的研究主要圍繞化學反應、原料、催化劑、溶劑和產品的綠色化開展的，因此化學反應及其產物具有以下特征：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。[調研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。同樣超音速飛機的尾氣及發(fā)動機尾氣中的NO也能加快O3的分解，反應式如下：NO＋O3―→NO2＋2O；NO2＋O―→NO＋O2。請你寫出總的反應式：____________；其中NO的作用是________和________。Ⅱ.水源污染(富營養(yǎng)化)(1)工農業(yè)及城市生活污水中含磷。家用洗滌劑是污水中磷的一個重要來源(洗滌劑中含有磷酸鈉)。關于處理污水時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，必須除去D．磷對人無毒，除去與否都無關緊要(2)赤潮我國沿海出現了大面積赤潮，赤潮是紅藻、藍藻等在較短時間內大量繁殖形成的，它造成的嚴重后果是_____________________。赤潮是水體富營養(yǎng)化的結果，主要是因為____________等，使水中含有大量的________元素對應的離子。為了防止水污染，我國許多地區(qū)已經對洗衣粉的成分加以限制，不得再銷售含有________(從下述選項中選)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Ⅲ.酸雨(1)自然界“酸雨”形成的原因主要是(

)A．未經處理的工業(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方程式嗎？Ⅳ.光化學煙霧大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氫化合物在太陽光的照射下，在低空大氣中發(fā)生復雜的光化學反應(大氣中的氧氣也參加了反應)，形成白色或淺藍色有特殊氣味的光化學煙霧。光化學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。光化學煙霧嚴重危害人體健康，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)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“催化轉換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。它的特點是使CO和NO反應，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的轉化。(1)寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式____________________________________________________。(2)“催化轉換器”的缺點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．使用電動車C．植樹造林

D．戴上呼吸面具(3)上述流程中經完全熱分解放出的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、常見的無機化工生產無機化工原理在考查方面的另外一個著力點是以全新的信息考查化學反應原理在合成氨、工業(yè)制H2SO4、氯堿工業(yè)及無機非金屬材料方面的應用。中學化學需要掌握的重要的化工生產原理如下：(6)假設脫除的SO2只與軟錳礦漿中MnO2反應。按照圖示流程，將am3(標準狀況)含SO2的體積分數為b%的尾氣通入礦漿，若SO2的脫除率為89.6%，最終得到MnO2的質量為ckg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質時，所引入的錳元素相當于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，同時減少了大氣中能形成酸雨的SO2，故A、C項符合，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＋，其他金屬變成相應的金屬陽離子Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Ni2＋，故加入MnCO3后發(fā)生反應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。[調研4]

(2012·四川理綜)直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環(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器中與甲烷反應，氣體產物分離出水后得到幾乎不含雜質的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達到減少碳排放的目的。請回答下列問題：(1)煤燃燒產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)A．溫室效應

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入脫硫裝置前，需通一段時間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫