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143化学与环境保护
选修1《化学与生活》
专题三化学与环境保护
◆复习精讲◆
◇夯实基础◇
◇考点必备◇
考点一水的处理
1、水质的检验
科学全面地评价水质的优劣需要检测许多项目。
常见的检测项目为:
水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、一些有毒有害物质的浓度等。
(1)化学耗氧量(COD):
一定条件下采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂量。
它是表示水中还原性物质多少的一个指标,主要衡量有机化合物造成的污染。
(2)生物耗氧量(BOD):
在有氧条件下,由于微生物作用使有机化合物完全氧化分解时所消耗氧的量。
可以间接表示水中有机化合物含量以及水体受有机化合物污染程度。
2、水污染的处理
(1)物理法:
利用物理原理和机械作用对废水进行治理,包括沉淀、均衡调节、过滤及离心分离等方法。
(2)物理化学法:
通过物理化学过程来除去污染物质的方法,主要包括吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤及超吸附等方法。
化学法:
通过施用化学药剂或采用其他化学手段进行废水处理的方法,如中和法、氧化法、还原法、离子交换等。
(3)生物化学法:
利用微生物的作用,除去废水中的溶胶物质及有机物质的方法,包括活性污泥法、生物滤池法及厌气处理法等方法。
△针对训练
1、水质混凝沉淀的主要目的是()
A.调节水的pHB.除去有毒物质C.改善水质浑浊度D.杀灭病菌
2、明矾式一种较好的净水剂,这是因为:
()
A、本身有较强的吸附性B、本身与悬浮杂质生成沉淀
C、铝离子水解呈酸性D、铝离子水解生成的Al(OH)3有吸附作用
考点二大气污染的防治
1、常见的大气污染物
主要有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和可吸入颗粒物等
2、空气污染的来源
(1)化石燃料的燃烧(SO2、粉尘、CO等)
(2)工厂废气的排放(NOx、SO2等)
(3)汽车尾气的排放(NOx、CO等)
(4)其他:
如裸露地表、工地沙土等造成的粉尘;燃放烟花爆竹等引起的SO2等
3、空气质量报告内容:
(1)主要污染物:
SO2、NO2、CO和可吸入颗粒物(PM10)等
(2)污染指数:
将污染物的浓度经过一定换算后的表示形式。
(3)首要污染物:
污染指数最大的污染物。
(4)空气污染指数:
即首要污染物的污染指数,简称(API)。
(5)API是衡量空气质量好坏的指标,其数值越小,空气质量越好。
4、大气污染的治理
为了改善空气质量,必须控制大气中二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物的排放量。
(1)控制燃煤污染:
对煤、石油等燃料进行脱硫处理。
(2)控制汽车污染:
避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,目前最有效的方法是给汽车安装上尾气净化装置,将其中的有害气体NO、CO转化为无害气体:
2NO+2CO=N2+2CO2。
(3)控制可吸入污染
工业生产过程中产生的悬浮颗粒物含有对人体有害的重金属盐,若直接排放到大气中,会影响空气的质量,可以将混有悬浮物的气体通过静电沉降器进行处理。
△针对训练
3、酸雨形成的主要原因是
A、汽车排出大量尾气B、自然界中硫化物分解
C、工业上大量燃烧含硫燃料D、可燃冰燃烧
4、已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。
下面是有关天然气的几种叙述:
①天然气与煤、柴油相比是较洁净的能源;②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大;③燃烧天然气也是酸雨的成因之一。
其中正确的是
A.①②③B、只有①C、①和②D.只有③
考点三生活废弃物的处理
1、生活垃圾的分类
第一类:
有机垃圾
指在自然条件下易分解的垃圾,主要指厨余垃圾,即剩饭菜和瓜皮果壳等。
第二类:
危险废物
干电池等废物
第三类:
可回收垃圾
指宜于再利用的纸类、塑料、橡胶、玻璃、金属和织物等垃圾
2、生活废弃物的无害化处理
(1)封闭式焚烧处理
露天焚烧的弊端:
引起大气污染:
SO2、CO、烟尘、含氯有机物等。
封闭式焚烧的优点:
其中的有害物质好病菌基本除去,能使垃圾的体积减小,同时利用产生的热量发电,不但解决了垃圾露天焚烧带来的环境污染问题,同时有效地利用了垃圾所含的能量。
(2)垃圾卫生填埋
(3)生活垃圾资源化
①焚烧发电
②用垃圾生产沼气
③废弃塑料的回收
(1)熔融再生
热塑性塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等可中入适当添加剂,加热软化重新制成塑料桶、塑料鞋底、管材及公园围栏等。
(2)粉碎再利用
热固性塑料经粉碎后的塑料颗粒,可用做复合材料的填料。
(3)制成燃油和燃气
将塑料催化裂解可以制得液体燃料及气体燃料等
△针对训练
5、二十世纪90年代,国际上提出了“预防污染”这一新概念。
绿色化学是“预防污染”的基本手段。
下列各项中属于绿色化学的是()
A.杜绝污染源B.减少有害物质C.治理污染点D.处理废弃物
6、对于某化合成的材料(如塑料制品)废弃物的处理方法中正确的是()
A、将废弃物混在垃圾中填埋在土壤中B、将废弃物焚烧
C、将废弃物用化学方法加工成涂料或汽油D、将废弃物倾倒在海洋中
△针对训练答案:
1、C2、D3、C4、C5、A6、C
◇典例精讲◇
例题1:
自来水厂常用氯气和绿矾对水进行杀菌消毒和净化,请用必要的文字和离子方程式解释原因。
解析:
氯气中的HClO具有强氧化性,可杀菌消毒;氯气将亚铁离子氧化为铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁胶体,吸附水中的杂质形成沉淀以净化水
答案:
氯气与水反应生成强氧化性的HClO,Cl2+H2OH++Cl-+HClO;同时氯气将亚铁离子氧化为铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁胶体,吸附水中的杂质形成沉淀以净化水,Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
◇实战演练◇1、氯胺(NH2Cl)的中性和酸性条件下是一种强消毒杀菌剂,常用于城市自来水消毒,试根据水解原理,你认为主要发生的化学反应为。
解析:
根据题干,氯胺强消毒杀菌剂,那么水解之后应生成HClO。
答案:
NH2Cl+H2OHClO+NH3。
2.已知高价态的离子一般具有氧化性,如Fe3+、Sn4+。
铁酸钠Na2FeO4是水处理过程中使用的一种新型消毒净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原为铁离子。
(1)解释Na2FeO4能消毒净水的原因:
。
(2)写出Na2FeO4和KI、稀硫酸的混合物反应的化学方程式:
。
解答:
(1)Na2FeO4中的铁为+6价,具有较强的氧化性,可杀菌消毒;生成的铁离子能发生水解反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
生成的氢氧化铁胶体可吸附水中的杂质并形成沉淀以净化水。
(2)Na2FeO4+4KI+4H2SO4=FeSO4+2I2+Na2SO4+2K2SO4+4H2O
例题2:
下列说法正确的是()
A.温室气体就是二氧化碳气体
B.二氧化碳、甲烷、氟氯代烷等都属于温室气体
C.用酒精或天然气代替煤、石油做燃料,最终可彻底消除温室效应
D.大力发展氢能、核能,可有效抑制温室效应的加剧
解析:
二氧化碳属于温室气体,酒精和天然气的燃烧也产生二氧化碳气体,所以用用酒精或天然气代替煤、石油做燃料,不能彻底消除温室效应。
答案:
BD。
◇实战演练◇1.某地区空气质量检测的结果显示,二氧化硫的污染指数是40,二氧化氮的污染指数是60,可吸入颗粒物的污染指数是140,以下是对该地区空气状况的评价,其中错误的是()
A空气的首要污染物是可吸入颗粒物B空气污染指数是140
C空气污染指数是240D空气的质量等级是轻微污染
解析:
每一种空气污染物都有相应的污染指数,首要污染物是各污染物中污染指数最大的污染物。
首要污染物的污染指数就是空气的污染指数。
答案:
C
例题3:
下列垃圾中不属于危险垃圾的是()
A.废旧电视机B.病死的家禽
C.家禽的粪便D.废旧干电池
解析:
电视机中的电子元件内含有一些难以处理的重金属污染物;病死的家禽易导致病毒的传播、蔓延;家禽的粪便可用作植物的肥料;干电池中有重金属,易造成污染。
答案:
C。
◇实战演练◇1.有些垃圾可以用卫生填埋、堆肥、焚烧等方法进行处理,下列垃圾中不适宜用这些方法处理的是()
A.废旧农用塑料薄膜B.卫生纸
C.废旧纯棉纺织品D.废旧干电池
解析:
农用塑料薄膜属于热塑性塑料,这样的废旧品最适合用循环再生的方法进行处理。
废旧电池在目前还属于特殊垃圾,应作特殊处理。
卫生纸和棉纺织品的主要成分都是纤维素,处理这样的废弃物用卫生填埋法、堆肥法和焚烧法都可以。
答案:
AD
2(09上海
高考31).烟气中
是NO和
的混合物(不含
)。
(1)根据废气排放标准,
烟气最高允许含400mg
。
若
中NO质量分数为0.85,则
烟气中最高允许含NO__________L(标准状况,保留2位小数)。
(2)工业上通常用溶质质量分数为0.150的
水溶液(密度1.16g/mL)作为
吸收剂,该碳酸钠溶液物质的量浓度为____________mol/L(保留2位小数)。
(3)已知:
①
②
含2000mg
的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收。
若吸收率为80%,吸收后的烟气_______排放标准(填“符合”或“不符合”),理由:
____________________。
(4)加入硝酸可改变烟气中NO和NO2的比,反应为:
NO+2HNO3→3NO2+H2O
当烟气中
时,吸收率最高。
烟气含2000mg
,其中
。
计算:
(i)为了达到最高吸收率,
烟气需用硝酸的物质的量(保留3位小数)。
(ii)
烟气达到最高吸收率90%时,吸收后生成NaNO2的质量(假设上述吸收反应中,反应①比反应②迅速。
计算结果保留1位小数)。
答案:
(1)0.25
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(2)1.64
(3)不符合因吸收后烟气总体积减小,
含量仍超过
(4)(i)
(ii)
解析:
(1)1L烟气中最高允许含NO质量为400×10-3g×0.85=0.34g
其体积为
(2)此题考查物质的量浓度与质量分数的换算,可直接利用公式求解。
(3)若烟气中的其他成分不被吸收,刚好达到排放标准,但烟气中的CO2等酸性气体也能被吸收,所以吸收后烟气中NOx的含量仍超标。
3.(09海南高考14)汽车已经成为重要的交通工具,但其排放的尾气是空气的主要污染物之一。
已知汽车尾气中的主要污染物有:
CmHn(烃)、SO2、NOX、CO和C等,请回答下列有关问题。
(1)若用CmHn表示汽油的主要组成,CmHn在空气中完全燃烧的化学方程式为,汽油燃烧产生能量为汽车提供了动力,这一过程中能量的转化是由能转化为能,最终转化为机械能;
(2)通过车用燃油的精炼加工处理,可减少汽车尾气中的(填化学式,多填本空不得分)排放;
(3)目前汽车尾气多采用催化转化的方法加以治理,写出在催化剂作用下NOX与CO反应的化学方程式。
答案
(1)4CmHn+(4m+n)O2
2nH2O+4mCO2;化学;热能
(2)SO2(3)2NOx+2xCO
N2+2xCO2
【解析】
(1)汽油燃烧的化学方程式为:
4CmHn+(4m+n)O2
2nH2O+4mCO2,燃烧过程为化学能转化为热能。
(2)精炼汽油可以减少其中硫的含量从而减少二氧化硫的排放大。
(3)这和
(1)一样,也是属于对未知物反应方程式的配平:
2NOx+2xCO
N2+2xCO2
◆能力训练◆
◇同步训练◇分基础练习(7题)和提高练习(3题)
基础练习
1、治理太湖污染是我国目前重要的环保工程,措施之一是在太湖流域推广无磷洗衣粉,这是继无氟冰箱、无铅汽油推广以来又一重要“绿色化工产品”,下列关于磷污染说法正确的是
A.磷是营养元素,促进鱼类大量繁殖B.磷是有毒物质,杀死水中的动植物
C.磷导致藻类疯长,鱼类因缺氧而无法生存D.磷促进水中动植物尸体的分解
2、某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2+,对农作物和人畜都有害,欲采用化学法除去有害成分,最好是加入下列物质中的:
A、食盐、硫酸B、胆矾、石灰水
C、铁粉、生石灰D、苏打、盐酸
3、为了保护臭氧层,可采取的有效措施是
A、减少二氧化硫的排放量 B、减少含铅废气的排放量
C、减少氟氯烃的排放量 D、减少二氧化碳的排放量
4、有些垃圾可以用卫生填埋、焚烧、堆肥等方法处理。
下列垃圾中,不适合用这样的方法处理的是
A.农用塑料薄膜B.电池C.卫生纸D.纯棉纺织品
5、下列措施中,能够减少汽车尾气对空气污染的是
①改进发动机的燃烧方式使汽油充分燃烧②使用催化净化装置使有害气体转化为无害物质③使用无铅汽油④改用压缩天然气
A.①②B.②③C.①②③④D.①②③
6、下列叙述从化学角度分析,其中不正确的是
A、蜂蚁蜇咬人的皮肤时。
会将分泌物甲酸注入人体,使人感到疼痛难忍,涂抹稀氨
水或者碳酸氢钠溶液可以减轻疼痛
B、氟得昂(CF2Cl2)或NO2都可破坏臭氧层而导致“温室效应”
C、向燃料煤中加入生石灰,可减少对大气的污染
D、热水瓶中的水垢的主要成分是CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2
7、汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源,治理方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用金属钯合金作催化剂),它的特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出CO与NO反应的化学方程式:
。
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度,其原因是
。
(3)控制城市污染源的方法可以有 。
A、开发氢能源 B、使用电动车 C、植树造林 D、戴上呼吸面具
提高练习
8、下列情况:
a、天然水与空气、岩石、土壤等长期接触b、工业生产中废水废渣的排入
c、水生植物的过度繁殖d、城市生活污水的排放和农药化肥的使用不当e、雷雨闪电时产生的含氮化合物。
其中引起水源污染的是
A.bdB.abdeC.bcdD.abcde
9、常见的污染物分为一次污染物和二次污染物。
二次污染物是排入环境中的一次污染物 在物理化学因素或微生物作用下,发生变化所生成的新污染物。
如反应:
2NO+O2=2NO2中,二氧化氮为二次污染物。
下列三种气体中能生成二次污染物的是:
①硫化氢 ②二氧化硫 ③汽油
A、①② B、②③ C、①③ D、全部都是
10、在一条鱼、虾几乎绝迹的小河边,从上游到下游依次有四座工厂:
甲、乙、丙、丁,它们排出的废液里,每厂含有Na2CO3、FeCl3、Ca(OH)2、HCl中的一种。
某中学环保小组对河水监测里发现:
①甲处河水呈乳白色;②乙处河水呈红褐色;③丙处河水由浑浊变澄清;④丁处产生气泡,河水仍是澄清的。
请回答:
⑴四座工厂排出的废液里含有的污染物分别是:
甲__________,乙____________, 丙____________,丁____________。
⑵在丁的下游某处取出的河水中,肯定含有的离子是_________________________。
⑶小河中鱼、虾几乎绝迹的原因是_________________________________________。
同步训练答案:
1、C2、C3、C4、B5、D6、B
7、⑴2CO+2NO
2CO2+N2;
⑵生成大量的CO2,CO2会与空气中的水蒸气反应生成碳酸。
⑶AB
8、C9、D
10、⑴Ca(OH)2;Fe(OH)3;HCl;Na2CO3。
⑵ Na+;
⑶废水中含有大量的强酸、强碱,改变了河水中的pH值,使鱼、虾无法存活。
活页同步训练
共12道选择题和4道非选择题
1、为了减少大气污染,许多城市推广汽车使用清洁燃料。
目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气(CNG),另一类是液化石油气(LPG)。
这两类燃料的主要成分都是
A、碳水化合物 B、碳氢化合物 C、氢气 D、醇类
2、据湖北电视台2000年3月6日报道,汉江流域发生第三次“水华”现象,江面上有大量的白色漂浮物,类似于海面上“红潮”,取水样分析:
绿藻含量比正常情况下偏高很多,含O2量明显偏低,浑浊度增加。
造成汉江“水华”现象最可能的原因是
A、水土流失 B、汉江流域农业生产中长期使用农药
C、生活废水大量排入汉江,使水质富营养化 D、有毒的废水大量排入汉江
3、水对人类的生存具有非常重要的意义,没有水就不可能有生机勃勃的地球,所以保护水资源是人类共同的责任。
下列各项会造成水污染的是:
①生活污水的任意排放;②海上油轮的原油泄露;③水力发电;④农药化肥的不合理使用;⑤使用无磷洗衣粉。
A、只有①②③B、只有①②④C、只有③⑤D、只有②③⑤
4、2004年夏季奥运会刚刚落幕,我国运动健儿取得了历史性的突破。
2008夏季奥运会将在北京举行,届时要突出“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”理念。
绿色奥运是指
A.加大反恐力度,并讲求各国运动员的营养搭配,使他们全身心地投入比赛
B.严禁使用兴奋剂,使运动员公平竞争
C.把环境保护作为奥运设施规划和建设的首要条件
D.奥运场馆建设均使用天然材料,不使用合成材料
5、下列有关说法不正确的是
A.垃圾是污染物,一定条件下还可能产生二次污染
B.堆肥法处理是垃圾处理方法之一
C.废旧金属、玻璃等不属于垃圾
D.没有绝对的垃圾,垃圾也可以回收利用
6、工农业及城市生活污水中含磷。
家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)。
下列说法中正确的是
A.磷是生物所需的营养元素,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类大量繁殖,使水变质,必须除去
D.磷对人无毒,除去与否都无关紧要
7、某地区空气污染物指数为:
SO278、NO243、可吸入颗粒163。
则下列说法正确的是
A.该地区的空气污染指数为78B.该地区的空气污染指数为43
C.该地区空气质量等级为轻微污染D.首要污染物为可吸入颗粒
8、厄尔尼诺产生的原因之一是大气中的CO2含量剧增。
若欲减缓此现象,最理想的燃料是
A.优质煤B.天然气C.汽油D.氢气
9、我国城市环境中的大气污染物主要是
A、O、Cl2、HCl、酸雨 B、SO2、NO2、CO、烟尘
C、NH3、CO、CO2、雾 D、HCl、SO2、N2、粉尘
10、1995年的诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位化学家。
大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线,保护地球上的生物。
氟里昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解,产生C1原子。
Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。
有关反应为
O3
O2+OC1+O3→C1O+O2ClO+O→C1+O2总反应:
2O3
3O2
(1)在上述臭氧变为氧气的反应过程中,Cl是
A.反应物B.生成物C。
中间产物D.催化剂
(2)O3和O2是
A.同分异构体B.同种物质C.氧的同素异形体D.氧的同位素
11、如图,下列曲线是某环境监测小组描绘的某市中心空气中CO含量变化曲线,横坐标表示北京时间0时至24时,纵坐标表示CO含量,你认为比较符合实际的是
12、下列说法你认为不合理的是
A.使用一次性筷子,既方便又卫生,且耗木才不多、应提倡大量使用。
B.塑料像把双刃剑,它既可极大地方便人们的生活,又给环境带来污染。
C.甲烷是优良的气体燃料,但矿井里由于它的存在,在通风不良时,易发生爆炸
D.大气中CO2的浓度不断上升,使全球变暖,但同时也有利于植物光合作用。
13、为了保护我们赖以生存的地球,应该限制CO2的排放量,以控制日趋严重的温室效应。
(1)科学家采用“组分转化”技术,将CO2和H2以一定比例混合,在一定条件下反应生成一种重要的化工原料和水,反应的化学方程式为2CO2+6H2=()+4H2O。
括号内重要的化工原料的化学式为,名称为。
(2)为了减缓大气中CO2含量的增加,下列建议中,可行的是(填序号)。
①大量植树造林,禁止乱砍滥伐②禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料
③更多地利用核能、太阳能、风能、地热能等
14、某河道两旁有甲、乙两厂。
它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3-六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水所含的三种离子是______、_______、_______。
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。
如果加一定量________(选填:
活性炭、硫酸亚铁、硫酸亚铁、铁粉),可能回收其中的金属__________(填元素符号)
(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的__________(填入离子符号)转化为沉淀。
经过滤后的废水主要含_____________,可用来浇灌农田。
15、除了煤和石油的燃烧会生成二氧化硫和氮氧化物外,在硫酸和硝酸的生产过程中,也会排放出二氧化硫和氮氧化物。
它们进入大气后经过一系列变化转变为硫酸和硝酸,随着降水一起落下,就成为酸雨。
为防治污染,硫酸厂通常使用氨水来吸收SO2,相关的离子方程式为。
硝酸厂用烧碱溶液来吸收氮氧化物,如NO2被烧碱吸收后,生成NaNO3和NaNO2,相关的离子方程式为。
也可用催化还原法使氮氧化物转变为氮气,若还原1体积NOx,需要体积氨气。
16、我国南方某地下了一场酸雨,经检验,酸雨中除H+和OH一以外,还含有Na+、Cl一、NH4+、SO42一等,其物质的量浓度如下表所示:
离子
Na+
Cl—
NH4+
SO42一
物质的量浓度/mol·L-1
7.O×1O—6
3.5×lO—5
2.3×1O—5
2.5×1O—6
该酸雨中H+的物质的量浓度为。
活页同步训练
1、B2、C3、B4、C5、C6、C7、D8、D9、B10
(1)D
(2)C
11、C12.A13.
(1)C2H4乙烯
(2)①③
14.
(1)Cl-、OH-、K+、
(2)铁粉(3)Ag+、Cl-、OH-、Fe3+(4)KNO3
15、2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO42—+H2O,2NO2+2OH—=NO2—+NO3—+H2O2x/3
16、1×10一5mol·L-1
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- 143 化学 环境保护