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专题课时5 环境保护与绿色化学
(教师用书独具)
一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．酸雨的化学特征是pH小于7
B．氮氧化物对环境只造成光化学污染
C．1 mol S 燃烧最终形成酸雨转移4 mol 电子
D．将氮氧化物与空气混合通入水中可使其转化为酸溶液
解析 pH ，A错误；氮氧化物还可形成酸雨等，B错误；S燃烧生成SO2，最终被氧化为H2SO4，即1 mol S→1 mol H2SO4，共转移电子6 mol，C错误；NOx、O2、H2O按一定比例反应，最终可生成HNO3，D正确。
答案 D
2．下列有关物质性质的应用正确的是( )
A．常温下干燥氯气与铁不反应，可以用钢瓶储存氯水
B．二氧化硅具有较强的导电性，可用于制造光导纤维
C．二氧化硫有漂白、杀菌作用，可在食品生产中大量使用
D．次氯酸钠具有强氧化性，可用于配制消毒液
解析 常温下，干燥氯气与铁不反应，可以用钢瓶储存液氯，但常温下氯水与铁反应，不能用钢瓶储存氯水，A错误；二氧化硅不导电，B错误；二氧化硫有毒，在食品中不能大量使用，C错误。
答案 D
3．(2015·宝鸡一模)下列有关反应的叙述中不正确的是( )
A．二氧化硅可用于光纤通信、单晶硅可用于光电转换
B．向CaCl2溶液中通入CO2，可得到CaCO3沉淀
C．长期放置的漂白粉会失去漂白能力
D．向Na2SiO3溶液中通入CO2时，溶液会变浑浊
解析 光导纤维的主要成分是SiO2、单质硅可将光能转化为电能，A正确；CaCl2是强酸盐，其溶液与CO2不能反应，B错误；漂白粉中的Ca(ClO)2在存放过程中会与空气中的CO2、水蒸气作用转化为CaCO3与HClO，后者又易分解为HCl与O2，C正确，向Na2SiO3溶液中通入CO2时可得到难溶性硅酸，D正确。
答案 B
4．下列有关Cl2和SO2的说法正确的是( )
A．等体积的Cl2和SO2分别通入石蕊试液中，溶液的紫色均立即褪去
B．等体积的Cl2和SO2同时通入石蕊试液中，溶液的紫色保持不变
C．通过加热可判断品红溶液褪色是通入SO2还是通入Cl2引起的
D．品红溶液中同时通入等体积的Cl2、SO2，漂白效果会更好
解析 将Cl2通入石蕊试液中，溶液先变红后褪色，而将SO2通入石蕊试液中，则可使石蕊试液变红，不能使其褪色，选项A错误；等体积的Cl2与SO2同时通入溶液中发生反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，反应后，漂白性消失，生成两种强酸，使紫色石蕊试液变红，选项B、D错误；SO2漂白后形成的无色物质不稳定，加热颜色恢复，通入Cl2漂白是Cl2与水反应产生的HClO将有色物质氧化，加热红色不恢复，选项C正确。
答案 C
5．大多数气体除教材中介绍的制备方法(试剂与装置)外，往往还有多种制备方法，下面是某学习小组设计的在实验室中制取纯净干燥氨气的几种方案，其中最佳的是( )
A．加热氯化铵与NaOH固体混合物，再通过碱石灰
B．加热NH4NO3与消石灰的固体的混合物，再通过碱石灰
C．加热浓氨水，再通过无水氯化钙
D．在生石灰中加入浓氨水，再通过碱石灰
解析 加热固体时NaOH可与玻璃中SiO2反应易导致玻璃破损，A错误；加热NH4NO3固体可能产生爆炸而发生意外，B错误；氨气不能用无水氯化钙干燥，C错误。
答案 D
6．对下列实验现象的解释正确的是( )
现象
解释
A
KI淀粉溶液中通入Cl2，溶液变蓝
Cl2能与淀粉发生显色反应
B
向溴水中通入SO2，溶液变无色
SO2表现还原性
C
向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成
说明该溶液中含有SO
D
铜片放入浓硫酸中，无明显变化
说明铜在冷的浓硫酸中发生钝化
解析 碘与淀粉发生显色反应，A错误；若溶液中有SO，则硝酸能将其氧化为SO，C错误；铜片与冷的浓硫酸不反应，D错误。
答案 B
，锥形瓶内盛有气体x，滴管内盛有液体y，若挤压滴管胶头，使液体y滴入瓶中，振荡，过一会儿可见小气球a鼓起。下列叙述中正确的是( )
A．x是NH3，y是浓氨水
B．x是SO2，y是氢氧化钠浓溶液
C．x是CO2，y是稀硫酸
D．x是Cl2，y是饱和食盐水
解析 小球鼓起说明锥形瓶内气体x溶解在液体y中或与液体y发生了反应，导致锥形瓶内压强减小，SO2易与NaOH溶液发生反应。
答案 B
8．已知甲、乙、丙三种物质均含有同一种短周期元素，其中甲为单质，其转化关系如图。下列说法不正确的是( )
，则甲可能是Cl2
B．若甲是某种金属，则丁可能是盐酸，也可能是氢氧化钠溶液
C．若甲是某种非金属，且甲和丙反应可以生成乙，则丁可能是Fe
D．若甲是某种非金属，则丙可能是一种用于制备防火材料的物质
解析 A项，丙为NaClO，丁为NaOH，乙为氯的氧化物，如ClO2，＋4价的氯元素在碱溶液中发生歧化反应，可能生成次氯酸盐，则甲可能是Cl2，A正确；B项，甲为铝、锌等既能与强酸反应，又能与强碱反应的金属，乙为两性氧化物，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，B正确；C项，若甲为C，乙为CO，丙为CO2，C与CO2反应生成CO，丁不可能为Fe，C错误；D项，甲为Si，乙为SiO2，丙为Na2SiO3，丁为NaOH，Na2SiO3是耐火材料，D正确。
答案 C
9．一种酸性较强的溶液中，可能存在NO、I－、Cl－和Fe3＋中的一种或几种离子，向该溶液中加入溴水后，溴单质被还原，由此可推知这种溶液中( )
A．含I－，不能确定是否含Cl－
B．含NO
C．含I－、NO、Cl－
D．含Fe3＋
解析 向该溶液中加入溴水后，溴单质被还原，在题干里给出的几种粒子中只有I－可以还原溴单质，则溶液中必存在I－，根据氧化性：NO>Cl2>Br2>Fe3＋>I2，故在该酸性溶液中不可能存在NO和Fe3＋，同时不能确定Cl－的存在与否，故A正确。
答案 A
10．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
向浓盐酸中加入浓硫酸可制备氯化氢气体
浓盐酸易挥发，浓硫酸与水作用放出大量的热
Ⅰ对，Ⅱ对；有
B
Cu能与浓硝酸反应
由于Cu具有还原性，浓硝酸具有氧化性，任何条件下产物一定是NO2
Ⅰ对，Ⅱ错；无
C
硅、二氧化硅能与氢氟酸和氢氧化钠反应
硅、二氧化硅是两性物质
Ⅰ对，Ⅱ对；有
D
硝酸铵和碱石灰共热用于实验室制备NH3
铵盐与碱能发生复分解反应
Ⅰ对，Ⅱ对；有
解析 选项A，因浓硫酸具有很强的吸水性，与水作用的过程中放出大量的热，促使浓盐酸中的HCl挥发，从而制得HCl气体，A正确。选项B，Cu与浓硝酸反应时，随着反应的进行，硝酸浓度逐渐降低而生成NO，B错误。选项C，硅、二氧化硅都不是两性物质，C错误。选项D，硝酸铵受热易发生爆炸，所以实验室不能用硝酸铵制备NH3，D错误。
答案 A
11． g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅， L，则混合气体中NO的体积为( )
A．112 mL B．1 008 mL
C．224 mL D．448 mL
解析 L÷ L·mol－1＝ mol, mol。设NO的物质的量为n1 mol，则NO2的物质的量为(－n1)mol，根据得失电子守恒得3n1＋(－n1)×1＝×2，解得n1＝, V(NO)＝ mol× L·mol－1＝ L＝112 mL。
答案 A
二、填空题
12．(2015·西安八校联考)某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋、I2，他们使用的药品和装置如图所示：
(1)SO2气体还原Fe3＋的产物是________(填离子符号)，参加反应的SO2和Fe3＋的物质的量之比是________。
(2)下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是________。
A．Na2SO3溶液与HNO3 B．Na2SO3固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧 D．铜与热浓H2SO4
(3)装置C的作用是_______________________________________________。
(4)若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填序号)。
A．蒸发皿 B．石棉网 C．漏斗
D．烧杯 E．玻璃棒 F．坩埚
(5)在上述装置中通入过量的SO2，为了验证A中SO2与Fe3＋发生了氧化还原反应，他们取A中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入酸性KMnO4溶液，紫红色褪去。
方案②：往第二份试液中加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。
方案③：往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀。
上述方案不合理的是________，原因是_______________________________
________________________________________________________________。
解析 本题考查SO2和Fe3＋、I2反应的实验探究，意在考查考生对化学实验装置的分析和实验方案的评价能力。(1)SO2和Fe3＋反应，Fe3＋被还原为Fe2＋，SO
2被氧化为SO。由SO2SO，Fe3＋Fe2＋，根据得失电子守恒，可以判断参加反应的SO2和Fe3＋的物质的量之比为1∶2。(2)A项，Na2SO3溶液与HNO3发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化为Na2SO4，得不到SO2；B项，Na2SO3固体与浓硫酸发生反应生成Na2SO4、H2O、SO2，可以制取SO2；C项，固体硫在纯氧中燃烧，制取的SO2中会含有氧气；D项铜与热浓H2SO4反应，生成CuSO4、SO2和H2O，可以制取SO2。本题选BD。(3)装置C的作用是吸收多余的SO2，防止污染空气。(4)蒸发时用到蒸发皿、玻璃棒、过滤时用到漏斗、烧杯、玻璃棒，没有用到石棉网和坩埚。(5)验证SO2和Fe3＋发生了氧化还原反应，可以检验反应产生的Fe2＋、SO。由于SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色，因此方案①不合理。
答案 (1)Fe2＋和SO 1∶2 (2)BD (3)吸收多余的SO2，防止污染空气 (4)BF (5)方案① SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
13．回答下列问题：
(1)某化学兴趣小组的同学进行Cl2、NH3的制备及性质检验等实验的流程和部分装置如下：
①请利用A、G装置设计一个简单的实验验证Cl2、Fe3＋、I2的氧化性强弱为Cl2＞Fe3＋＞I2(实验中不断地小心振荡G装置中的试管)。若制备氯气的试剂是盐酸与KMnO4溶液，试写出A中反应的离子方程式____________________
_________________________________________________________________。
请写出试剂M为________溶液，证明氧化性为Cl2＞Fe3＋＞I2 的实验现象是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②已知3Cl2＋2NH3===6HCl＋N2，当D的烧瓶中充满黄绿色气体后，关闭a、c打开b，D中的现象为黄绿色气体消失，产生白烟，反应一段时间后，关闭b打开c，观察到的现象为_______________________________________________。
(2)某废水中含有一定量的Na＋、SO，可能含有CO，某研究小组欲测定其中SO的浓度，设计如下实验方案：
①从下列试剂中选择试剂X为________(填序号)；
A． mol·L－1KMnO4(H2SO4酸化)溶液
B． mol·L－1NaOH溶液
C．新制氯水
D．KI溶液
②加入试剂X生成SO的离子方程式为______________________________
_________________________________________________________________；
③证明该废水中是否含有CO的实验方案为__________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析 (1)①根据题中所给装置，要证明氧化性Cl2＞Fe3＋＞I2，可将氯气通入试剂M(FeI2溶液)中，由Cl2先后将I－和Fe2＋氧化为I2和Fe3＋，可得出结论。I2的生成可由CCl4层出现紫红色看出，而Fe3＋的生成可由上层溶液变成棕黄色看出。②反应生成的HCl极易溶于水，可形成喷泉。(2)由题中流程图看出测定原理为：利用氧化剂将SO氧化为SO，再加入BaCl2溶液生成沉淀BaSO4，加入盐酸酸化的目的是排除CO的干扰，硫酸酸化的KMnO4溶液中含有SO，会干扰实验，故可用新制氯水来氧化SO。
答案 (1)①2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O FeI2 先观察到下层CCl4由无色变为紫红色，后看到上层溶液由浅绿色变为棕黄色 ②烧杯中的液体进入烧瓶中，形成喷泉
(2)①C ②Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋ ③向废水中加入足量的盐酸，将生成的气体先通入足量的酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水，若紫色酸性KMnO4溶液颜色变浅，石灰水变浑浊，则证明废水中含有CO
[选做题]
14．某化学小组设计实验探究工业制硝酸的反应原理并检验硝酸的性质，装置如图所示。
回答下列问题。
(1)若A中为一种酸式盐，则其名称为________，
发生反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)B中所加物质的电子式为_______________________________________，
其作用是________________________________________________________。
(3)实验时C中观察到的现象是________________，在铂丝的催化作用下发生反应的化学方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)D中进气管的末端接近浓硫酸液面而未插入溶液中，原因是___________________________________________________________________，
反应的化学方程式为________________________________________________。
(5)E中铜片逐渐溶解，反应的离子方程式为____________________________
_________________________________________________________________。
(6)待实验结束后，将B中固体混合物溶于500 mL 1 mol·L－1硝酸中，溶液恰好呈中性，则实验前B中原有物质的物质的量是________mol。
解析 工业制HNO3的反应原理是首先将NH3催化氧化成NO，NO再被氧化为NO2，NO2溶于水即可生成HNO3。根据常见物质的性质可知，铵盐在加热条件下可放出NH3，CO2和水蒸气与Na2O2反应能生成O2，所以A中所放的酸式盐为NH4HCO3，B中所放的物质为Na2O2，C中发生的反应为NH3的催化氧化反应，D中吸收多余的NH3，E中生成HNO3同时检验HNO3的性质。(6)采用守恒法：根据溶液呈中性及Na＋、NO守恒可得关系式2NaNO3～2HNO3～Na2O2，即n(Na2O2)＝(HNO3)＝× L×1 mol·L－1＝ mol。
答案 (1)碳酸氢铵 NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O↑
吸收NH3中的CO2和水蒸气，并产生O2
(3)铂丝保持红热，有红棕色气体生成 4NH3＋5O24NO＋6H2O
(4)未反应的NH3极易溶于浓硫酸中，防止出现倒吸现象 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
(5)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(6)
沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，