- 化学与资源开发利用
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（12分）在一条鱼虾几乎绝迹的小河边，自上游至下游依次有甲、乙、丙、丁四座工厂，在它们排出的污水中，假设每厂只含碳酸钠、三氯化铁、氢氧化钙、盐酸中的一种。某中学环保小组对河水监测时发现：①甲处水呈乳白色；②乙处水呈红褐色；③丙处水由浑变清；④丁处产生气泡，河水仍清。回答：
（1）四厂污水中分别含（写化学式）甲___________，乙___________，丙___________，丁___________。
（2）在丁厂的下游M处取的水样中，一定含___________离子。
（3）河水中鱼虾为什么不能生存？
正确答案
（1）Ca(OH)2 FeCl3 HCl Na2CO3
(2)H+、Na+、Ca2+、Fe3+、Cl-
（3）河水中的化学污染物直接危害水生动植物的生长
（1）依据题意及有关现象可作下图：
（2）由于丁处河水仍清，故此处河水呈酸性（盐酸过量，否则碳酸根将与上游流下的钙离子、铁离子形成沉淀）。综合分析，M处河水中应该含有H+、Na+、Ca2+、Fe3+、Cl-，而不会含有与H+作用的OH-、
（3）河水中的化学污染物直接危害水生动植物的生长。
《化学与生活》（15分）
（1）化学与生活息息相关。下列叙述正确的是
A．鲜榨橙汁遇到碘水会变蓝 B．馒头越嚼越甜
C．油脂经水解可变成葡糖糖 D．土豆中的淀粉经水解可变成酒
（2）把新制的Cu（OH）2悬浊液加入到某病人的尿液中并微热，如果观察到红色沉淀，说明尿液中可能含有的物质是 （ ）
A．食醋 B．白酒 C．食盐 D．葡萄糖
（3）我国农业因遭受酸雨而造成的损失每年高达15亿多元，为了有效控制酸雨，国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。
①下列措施中，你认为减少酸雨产生的途径可采用的是 。（用字母表示）
A．少用煤作燃料 B．把工厂烟囱造高 C．燃烧脱硫煤
D．在已酸化的土壤中加石灰 E．开发新能源
②在英国进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效地降低其周围地表面SO2浓度。在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建筑高烟囱，结果使附近地面SO2浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取?简述其理由。
正确答案
（1）B （4分）（2）D （4分）
（3）①A、C、E （3分）②不可取。（2分）因为SO2的排放总量没有减少，所以形成的酸雨仍会对全球造成危害（2分）。
略
(6分)如果你的邻居或友人最近买进一套新居室(或新装修了原来的住房)，请你给他提2点住房建议：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________。
正确答案
过2个月搬进去居住 打开门窗散发室内毒气 住前请质检站对室内主要污染物进行检测(任选2点)
新居室(或新装修了原来的住房)中装修材料中会散发出甲醛等有害气体，危害人体健康，所以，搬进新前建议为：打开门窗散发室内毒气一段时间；过几个月后再搬进去居住；还可以请质检站对室内主要污染物进行检测等；
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法。下图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源后，与直流电源正极相连的阳极铁失去电子生成Fe2+，进一步被氧化，并生成
Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化的作用；与直流电源负极相连的阴极产生H2，气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。
（1）根据该净化原理写出阳极区和阴极区上各自发生的电 极反应式
阳极：________________阴极：_____________________
（2）试分析不能参加反应的污染物是如何沉淀的：_____________
（3）最后悬浮物为什么会形成浮渣：_____________
（4）某同学甲模拟该原理进行污水处理实验，在电压符合要求情况下，发现产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。其原因是__________________________。乙同学为甲同学提出一种切实可行的解决措施是向污水中加入适量的_____________溶液。
正确答案
（1）阳极：Fe－2e-=Fe2+ 2H2O－4e-=4H++O2↑ 4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+；阴极：2H+＋2e-＝H2↑
（2）Fe作为阳极，电解时生成Fe2+，Fe2+再被氧化生成Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3，
Fe(OH)3具有吸附性，可将污染物吸附而沉淀下来。
（3）阴极产生H2气泡，气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层
（4）污水中离子浓度较小，导电能力较差；Na2SO4
(8分)
(1)在一定条件下，乙烯和乙烷都能制备氯乙烷。
请回答：
①由乙烷制备氯乙烷的化学方程式是____________，该反应属于____________反应。
②由乙烯制备氯乙烷的化学方程式是____________，该反应属于____________反应。
③比较两种方法，____________种方法较好，其原因是________________________________。
(2)沼气是一种廉价能源，农村存在大量的秸杆、杂草等废弃物，它们经微生物发酵后，便可产生沼气，可用来点火做饭。
①已知：(C6H10O5)n+nH2O
②煤的主要成分是碳，写出煤和沼气的主要成分燃烧的化学方程式____________；并指出哪一种燃料对环境污染小。____________。
③若建立沼气发电站，可实现把____________转化成电能，沼气可称为____________能源。
正确答案
(1)①C2H6+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代
②CH2==CH2+HCl
③第② 第②种方法得到的产品较纯，符合绿色化学的意识。而第①种方法会发生许多副反应，生成多种氯代烃的混合物。
(2)①利用此反应原理，农村利用秸杆、杂草等废弃物经微生物发酵之后可产生沼气，建立沼气池，又起到了洁净环境的作用。 ②C+O2
本题考查化学反应类型与环境保护的知识。若用乙烷与氯气取代反应来制取氯乙烷，实际上得到氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等多种化合物的混合物，因而用乙烯与氯化氢加成反应好，这种方法能得到较纯净的氯乙烷。沼气的主要成分是甲烷，是一种廉价，相对污染较小的能源。
六价铬对人体有毒，含铬废水要经过化学处理后才能排放。
工业上为处理含有
(1)在工业废水中加入NaCl的作用是：_____________________________________________。
(2)有关电极反应方程式是
________________________________________________________。
(3)由
___________________________________________。
(4)电解过程中工业废水由酸性变碱性的原因是
______________________________________。
(5)另一种处理含铬废水的方法是用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬还原成铬离子，再加入过量石灰水，使铬离子转为氢氧化铬Cr(OH)3沉淀，其主要反应的化学方程式如下：
6H2SO4+H2Cr2O7+6FeSO4====3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O
现用上法处理1×104 L含铬(+6价)78 mg·L1的废水(Cr的相对原子质量52)，则：
①处理后沉淀除Cr(OH)3外，还有________________________________(用化学式来表示)。
②需用绿矾多少千克?
正确答案
（1）增强废水的导电能力
（2）阳极：Fe－2e-====Fe2+
阴极：2H++2e-====H2
（3）
(4)电解过程中，由于H+放电，因而破坏了水的电离平衡，导致溶液中c(OH-)>c(H+)，因而废水由酸性变为碱性
(5)①Fe(OH)3和CaSO4·2H2O
②1251 kg
某小城市近年来建成若干工厂，但不注意加强环境保护。造纸厂向城边河流中排放含Na2S的废水，热电厂排放热水，化工厂排放含Hg2+的废水，硫酸厂将尾气未经处理直接排放，炼钢厂排放大量棕色的烟气。虽然居民饮用从远郊水库引来的无毒水，但是不少居民渐感不适，河流中鱼儿也渐渐绝迹了，许多鲜花颜色失真。请回答：
（1）使居民中不少人身体不适的主要原因是________________________________________。
（2）分析河流中使鱼类绝迹的主要原因：_________________________________________。
（3）该城市中许多鲜花颜色失真的原因是__________________________________________。
（4）硫酸厂可采取措施消除污染，其措施是_______________________________________。
正确答案
（1）Hg2+中毒 （2）溶解氧减少 （3）SO2漂白 （4）用NH3·H2O吸收尾气
本题是关于环保知识的题目。从题干上提供的信息结合排放物的性质可以知道居民身体不适是由于汞中毒；而河流中的鱼中毒的原因可能是汞中毒，更主要的原因则是热电厂排放热水使河流中的溶解氧减少。鲜花褪色的原因容易判断——是被二氧化硫漂白了；吸收二氧化硫可用碱性物质。
（6分）为了预防环境污染并对尾气进行综合利用，某硫酸厂用氨水吸收尾气中的SO2。再向吸收液中加入浓硫酸，以制取高浓度的SO2及（NH4）2SO4和NH4HSO4固体。
为测定上述（NH4）2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成，现称取该样品4份，分别加入相同浓度的NaOH溶液各40.00 mL，加热至120 ℃左右，使氨气全部逸出〔（NH4）2SO4和NH4HSO4固体分解的温度均高于200 ℃〕，测得有关实验数据如下：（标准状况下）
（1）实验过程中有关反应的离子方程式为_________________________________________。
（2）由Ⅰ组数据直接推测：标准状况下3.7 g样品进行同样实验时，生成氨气的体积为__________L。
（3）试计算该混合物中（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为__________________。
（4）欲计算该NaOH溶液的物质的量浓度应该选择__________组数据，由此求得NaOH溶液的物质的量浓度为____________________________________________________________。
正确答案
（1）H++OH-====H2O，
（1）（NH4）2SO4和NH4HSO4在溶液中是完全电离的，所以（NH4）2SO4和NH4HSO4固体混合物中加入NaOH溶液时，将有以下两个离子反应发生H++OH-====H2O，
（2）由表中数据可看出，当样品质量由7.4 g增加到14.8 g时，释放出的气体体积由1.68 L增加到3.36 L，是成比例增加的，说明NaOH溶液此时是足量的。所以可推断出当样品的质量为3.7 g时，所释放出的气体体积应为1.68 L/2="0.84" L。
（3）设I组混合物中（NH4）2SO4的物质的量为x mol，NH4HSO4的物质的量为y mol，依据表中的数据有：当混合物质量为14.8 g时，产生气体NH3的物质的量为3.36 L/22.4 L·mol-1="0.15" mol。
（NH4）2SO4—2NH3 NH4HSO4—NH3
x mol 2x mol y mol y mol
所以，混合物中（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量之比为0.025∶0.1=1∶4。
(4)分析表中数据，当加入样品质量为22.2 g时，放出的气体体积不再与样品质量成比例，说明此时NaOH的量不足，但可以判断出，此时的NaOH消耗完了全部的H+，并消耗了部分的
结合（3）的计算结果可知，在22.2 g样品中含（NH4）2SO4应为0.025 mol×1.5="0.037" 5 mol，含有NH4HSO4的物质的量为0.1 mol×1.5="0.15" mol。
由于H+—NaOH，则溶液中的H+消耗的NaOH为0.15 mol。
由于
所以，NaOH的总物质的量为0.15 mol+0.05 mol="0.2" mol。
NaOH溶液的物质的量浓度为0.2 mol/0.04 L="5" mol·L-1。
空气质量越来越爱到人们的关注，下表是部分城市某日的空气质量报告：
(1)由上表可知，在上述城市中，容易出现酸雨的城市有： ；空气质量最差的成都市是： 。
(2)可吸入颗粒（PM10）又称为飘尘，它与空气中的SO2、O2接触时，使部分的SO2转化为SO3，使空气酸度增加，形成酸雨。飘尘所起的主要作用是（ ）。
A．氧化剂 B.还原剂 C.吸附剂 D.催化剂
(3) 汽车排放的尾气、硝酸和化肥厂等工厂排出的废气中都含有氮氧化物，氮氧化物溶于水最终转化为 ，这也是造成酸雨的另一个主要原因。
(4) 酸雨可导致下列哪种危害（ ）
A．腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎 C.造成洪涝灾害 D.影响湖泊生态环境
(5) 根据上表，请你提出改善北京空气质量的一项建议。
正确答案
⑴北京，宁波；⑵D；⑶HNO3或硝酸；⑷A B D；⑸提高汽车尾气排放标准，在汽车尾气系统中装置催化转换器；限制汽车行驶时间，如实行单双号汽车限行措施。
酸雨主要是由人为排放的SO2和NOx等酸性气体转化而成的，在SO2 转化为硫酸型酸雨的过程中，飘尘、臭氧是反应的催化剂，NOx最终溶于水形成硝酸型酸雨。酸雨可腐蚀建筑物、危害人体健康、影响动植物生长和破坏生态平衡等。北京空气的首要污染物是氮的氧化物，其主要来源是汽车尾气，因此改善北京空气质量的关键是控制汽车尾气的排放。
如图是X河流经某工业城市Y市。其中a处在上游，d处在下游。 根据2004年市环保局监测站对X河水质检测结果，绘制成简图如图4-3所示。请据图回答下列问题。
(1)造成X河污染的主要污染源最可能分布在( )
A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.bd段
(2)列举造成X河污染的三种可能的污染源____________。
(3)对c处水样进行检测，发现其中含有Cu2+等重金属离子。若要把铜离子变为单质铜回收，请回答两种回收的方法：方法I．____；方法Ⅱ：____。
(4)d处的污染程度明显降低，请从物理学、化学、生物学三方面简单分析其原因__________。
正确答案
(1)B
(2)工业污水排放的污染、生活污水造成的污染、生活垃圾造成的污染、酸雨造成的污染、工业废渣造成的污染等。
(3)还原法：Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2
置换法：Fe+Cu2+ =Fe2+ +Cu
(4)物理沉淀、化学氧化、生物分解
铬是水体的主要污染物之一，可以导致水生生物死亡。化学实验中，若使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该有害物质。例如处理铬的实验循环示意图如下
(1)在上图所示的编号步骤中，其中反应①所用的试剂是硫酸酸化的H2O2，请写出该反应的离子方程式
_______________________ （方程式可以不配平）；
(2)现有含Cr3+和Fe3+的溶液，使用NaOH溶液和盐酸溶液，可将这两种离子相互分离，根据上图信息分 析，在涉及的过滤操作中，上述两种离子的存在形态分别是________、________（写化学式）；
(3)铬的化合价除了示意图中涉及的+3和+6价外，还有0，+2，+4和+5价等。现有24 mL浓度为0. 05 mol/L
的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的Na2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被Na2Cr2O7氧化为
Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为__________；
(4)已知298K时，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp=6.3×10-31(mol/L)4，取少量Cr2(SO4)3溶液，加入一定量的氨水达到沉淀溶解平衡，测得pH=11，则此温度下残留在溶液中的Cr3+的浓度为____________mol/L。
正确答案
(1)Cr2O72-+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O
(2)CrO2-；Fe(OH)3 (3)+3
(4)6.3×10-22
已知某工业废水中含有大量FeSO4，较多的Cu2+，少量的Na+以及部分污泥，通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体及金属Cu。
（1）步骤1的主要操作是______________，需用到的玻璃仪器除烧杯外有_________，_________。
（2）步骤2中发生反应的离子方程式为___________________________
（3）步骤3中发生反应的化学方程式为___________________________
（4）步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩．_________．过滤．洗涤．烘干。
正确答案
（1）过滤；普通漏斗（或漏斗）； 玻璃棒
（2）Fe2++Cu==Cu2++2Fe
（3）Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
（4）冷却结晶或结晶
水是生命之源，动植物的生命活动与其密切相关。
(1)工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是____。
(2)我国规定饮用水质量标准必须符合下表中要求：
以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：
①原水中含Ca2+ 、Mg2+ 、HCO3-、Cl-等，加入生石灰生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，写出其中的离子方程式：_____________（只要求写出两个）。
②凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程_________（填编号，多选倒扣） FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成_____________沉淀。
a．只是物理过程 b．只是化学过程 c．既有物理过程又有化学过程
③通入二氧化碳的目的是____和______。
④气体A的作用是____。这种作用是基于气体A和水反应的产物具有______。
⑤下列物质中__________可以作为气体A的代用品（填编号，多选倒扣）。
a．H2O2 b．浓氨水 c．K2FeO4 d．SO2
正确答案
(1)C
(2)①HCO3-+OH-=CO32- +H2O ，Mg2+ +2OH-=Mg(OH)2↓ ，Ca2+ +HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O(任选其 二，其他合理答案均可)
②c ；Fe(OH)3 ③除去Ca2+ ；调节pH
④杀菌消毒 ；强氧化性
⑤ac
含苯酚的工业废水的方案如下图所示
回答下列问题
（1）设备①进行的是_________操作（填写操作名称），实验室这一步操作所用的仪器是_________；
（2）由设备②进入设备③的物质A是_________，由设备③进入设备④的物质B是__________________；
（3）在设备③中发生反应的化学方程式为___________________________；
（4）在设备④中，物质B的水溶液和CaO反应，产物是_________、_________和水，可通过_________操作（填写操作名称）分离产物；
（5）上图中，能循环使用的物质是C6H6、CaO、_________、_________。
正确答案
（1）分液；分液漏斗
（2）C6H5ONa；NaHCO3（3）
（4）CaCO3；NaOH；过滤
（5）NaOH水溶液；CO2
我国规定饮用水质量标准必须符合下表所示要求：
下图是把源水处理成自来水的工艺流程示意图
(1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等，加人生石灰后生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，在一级沉降池中所得沉淀的主要成分为__________（填化学式）。
(2)FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成絮状Fe(OH)3。凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程___________ （填编号）。
①只是物理过程②只是化学过程③是物理和化学过程
(3)通入CO2的目的是________________。
(4)Cl2的作用是____________，该用途是基于Cl2与水反应的产物具有_______性，Cl2与水反应的化学方程式为__________________。
(5)下列物质中，____________可以作为Cl2的代用品。①Ca(ClO)2 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2
正确答案
(1)Mg(OH)2和CaCO3 (2)③
(3)除Ca2+和调节pH
(4)杀菌消毒；强氧化；Cl2+H2O=HCl+HClO
(5)①③
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