- 化学与资源开发利用
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汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂钯合金作催化剂),它的特点是使CO与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)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式: _______________________。
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是 _______________________。
(3)控制城市空气污染源的方法可以有 (多选算错)。
正确答案
(1)2CO+2NO
(2)SO2能转化为SO3,产生硫酸酸雾
(3)AB
由CO与NO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,可知该反应是以NO为氧化剂,将CO氧化为CO2,而本身被还原为N2。根据催化剂可促进SO2的转化,可推知SO2转化为SO3,进而产生H2SO4酸雾,增加空气酸度。
（6分）某镇有座硫酸厂，设备简陋，技术陈旧，该厂每天排放大量含SO2的废气和含H2SO4的酸性废水。当地的其他工厂和居民均用煤炭作燃料。只要下雨就下酸雨，对该镇环境造成极大破坏。
（1）分析该镇下酸雨的原因：
（2）举一例说明酸雨对环境造成的危害：
（3）该镇某中学环保小组提出了治理酸雨的下列措施，你认为其中不妥的是
（4）可用熟石灰来处理硫酸厂排出的酸性废水，处理原理的化学方程式是
（5）浓硫酸弄到手上后应立即用水冲洗，然后涂上碳酸氢钠。若是稀硫酸弄到手上，
（填“需要”或“不需要”）这样做，理由是
正确答案
（1）排放二氧化硫废气、用煤作燃料（1分）
（2）酸化土壤、腐蚀、破坏森林植物、腐蚀建筑物（答一点即可）（1分）
（3）A（1分）
（4）Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O（化学式1分，配平1分）
（5）需要（1分） 稀硫酸中的水蒸发后会变成浓硫酸（1分）
（1）SO2能和水反应生成亚硫酸，亚硫酸显酸性，从而造成酸雨。
（2）酸雨对环境造成的危害主要是酸化土壤、腐蚀、破坏森林植物、腐蚀建筑物。
（3）将硫酸厂搬离该镇不是解决问题的办法，所以选项A是不妥的，答案选A。
(4)氢氧化钙是碱，能和硫酸反应，方程式为Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O。
（5）由于稀硫酸中的水蒸发后也变成浓硫酸，所以是需要的。
有氰化物的废水危害极大，能毒杀各种鱼类和水生物。CN-浓度在0.01—0.04 mg·L-1时就有强烈的毒杀作用，处理含有氰化物的工业废水的方法之一是：使CN-被氧化转变为低毒的CNO-（其毒性仅为氰化物的千分之一），一般转化为氰酸盐（如NaCNO）。氧化剂常用次氯酸盐，同时还可降解产生无毒气体。近期研究表明，在光的作用下，在某些悬浮小粒表面和溶液界面可发生明显的氧化还原反应，很快降解毒性，如在二氧化钛（TiO2）表面上可以降解氰化物等有毒物。
（1）二氧化钛在上述反应中的作用是______________________________________________。
（2）如果用NaClO处理含NaCl的废液，则可能生成另外两种盐（毒性降解），试写出此反应的化学方程式：_____________________________________________。（其中N均为－3价）
此反应中被氧化的元素是___________________________。
（3）氰酸盐再与次氯酸盐作用降解产生的无毒气体有哪些？
______________________________________________________________________________。
写出可能发生的离子方程式______________________________________________________。
正确答案
（1）催化作用
（2）NaClO+NaCN="===NaCl+NaCNO " 碳（或C）
（3）CO2、N2 2CNO-+2ClO-+H2O====2CO2↑+N2↑+2OH-+3Cl-
本题属于给信息的题目，充分理解题目中的信息，结合所学的次氯酸盐的知识解答本题。
防治环境污染，改善生态环境已成为全球共识。
①燃煤气化有助于减少PM2.5，写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式 。
②采用焚烧处理垃圾进行发电已在江苏投入使用。下列是生活中的常见垃圾：
在焚烧处理前，除废电池外，还有 （填字母）应剔除并回收，随意丢弃电池造成的主要危害是 。
③处理含Cr2O72ˉ的废水可先用(NH4)2Fe(SO4) 2将Cr2O72ˉ转化为Cr3+，再用氨水将Cr3+转变成难溶的Cr(OH)3，该过程中氧化剂为 ；该方案处理后的废水中因含有大量NH4+，直接排放会导致 。
正确答案
① C + H2O 
②CD 重金属污染
③Cr2O72ˉ 水体富营养化
试题分析：①焦炭与水蒸气反应可得水煤气CO和H2，化学方程式为C + H2O
②易拉罐、玻璃瓶是不燃烧可回收的垃圾，应剔除，答案选CD；电池中还有重金属镉、汞等，对地下水有污染，所以随意丢弃电池会造成重金属污染；
③Cr2O72ˉ中的Cr元素的化合价为+6价，降为+3价Cr3+，作氧化剂；废水中因含有大量NH4+，直接排放导致水体中的N元素含量升高，而N元素是植物生长的必须元素，所以会使水体富营养化。
某化工厂甲、乙两车间排放的废水中，分别含有较多量的Na2CO3和有毒物质CuSO4，两车间排放的废气中含有较多的SO2等有害气体。环保部门建议选用生石灰、铁屑和水等廉价易得的原料，综合治理上述污染，并回收得到铜和亚硫酸钠等有用物质。写出实现上述要求的化学方程式。(可不填满)
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
正确答案
CaO＋H2O= Ca(OH)2
Ca(OH)2＋Na2CO3= CaCO3↓＋2NaOH
Fe＋CuSO4= Cu＋FeSO4
2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O(其他答案合理也可，例如Na2CO3＋SO2=Na2SO3＋CO2)
试题分析：废水中已有Na2CO3和CuSO4，两车间排放的废气中含有较多的SO2等有害气体，再将环保部门建议选用的生石灰、铁屑和水与目标产物铜和亚硫酸钠放在一起分析，可迅速确定应发生的相关反应：CaO与H2O反应，生成的Ca(OH)2与Na2CO3反应，SO2与NaOH反应，Fe与CuSO4发生置换反应，可写出化学方程式。
（1）河水中含有较多的泥沙、悬浮物、细菌等。在将河水用作饮用水之前需经下面A、B、C三步处理：
A中加入明矾的作用是 ，能够消毒杀菌的步骤是 _________ ， 可以除去较大颗粒、悬浮物的步骤是_________ ， 漂白粉的有效成分是（写化学式） ______________。
（2）用玻璃试剂瓶长期存放NaOH溶液，会在瓶口与瓶塞之间出现一种白色粉末状物质， 发生反应的化学方程式是 。
正确答案
（1）吸附杂质、 C、 B、Ca(ClO)2（2）2NaOH＋SiO2=Na2SiO3+ H2O
试题分析：（1）明矾是强酸弱碱盐。水解会产生Al(OH)3胶体。胶体的表面积大，吸附力强，可以吸附水中悬浮的固体小颗粒。当重力大于浮力时就从水中沉淀出去，从而使水变得澄清。因此明矾的作用是吸附杂质，作净水剂。漂白粉与水发生反应产生的HClO有强氧化性，能够对水继续杀菌、消毒。因此能够消毒杀菌的步骤是C，可以除去较大颗粒、悬浮物的的实验操作是过滤，因此步骤为B。漂白粉的成分是CaCl2、Ca(ClO)2．有效成分是Ca(ClO)2．（2）玻璃的主要成分是SiO2，SiO2是酸性氧化物，与碱NaOH发生反应：2NaOH＋SiO2=Na2SiO3+ H2O。水分蒸发后得到Na2SiO3白色粉末状物质。
近期，我国个别企业违法排污导致地下
水严重污染又成为媒体焦点。对水的质量监控
有很多指标，其中水中溶解氧（DO）的多少是衡量水体自净能力的一个指标。
I．对溶解氧（DO）的测定步骤是：
①在一定温度下量取100.00mL新鲜水样，在碱性条件下使其中的O2将Mn2+氧化为MnO（OH）2：
②向步骤①反应后的溶液中加入KI溶液，使其中生成的MnO（OH）2再还原成Mn2+：
③最后用0.0100 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定步骤②中生成的I2：
消耗Na2S2O3标准溶液11.00mL。
（1）步骤③使用的指示剂是淀粉试液。滴定终点时指示剂的颜色变化情况是____。
（2）硫代硫酸（H2S2O3）是一种二元弱酸。步骤③应选用____滴定管进行滴定，结合离子方程式说明原因：________。
（3）水样中溶解氧（DO）的浓度为 mg·L-1。
II．该实验需用Na2S2O3固体配制100mL 0.0100 mol·L-1Na2S2O3标准溶液。
（4）请按配制的过程填写选用仪器的顺序：____ （填编号）。
①玻璃棒②胶头滴管③100mL容量瓶④天平⑤25mL烧杯
（5）配制0.0100mol·L-1Na2S2O3标准溶液时，下列操作使所配溶液浓度偏高的是____。
E．用天平称量药品时，左盘低，右盘高
正确答案
(14分)
（1）蓝色变为无色且半分钟之内不恢复蓝色 (2分)；
（2） 碱式 (2分)；Na2S2O3为强碱弱酸盐，S2O32-水解使溶液呈碱性(S2O32-+ H2O
（3）8.8 (2分)
（4）④⑤①③②（2分)
（5）BE（2分)
试题分析：
（1）I2遇淀粉试液显蓝色，用0.0100 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定
（2）Na2S2O3溶液呈碱性。
（3）分析题中反应：①
（4）配置一定物质的量浓度的溶液步骤。
（5）B.俯视容量瓶刻度线导致V偏小，c偏高；E.用天平称量药品时，左盘低，右盘高，物品的实际质量偏大，c偏高。
2013年世界青年奥运会将在南京举办。保护环境，人人有责。
①空气质量监测中，不需要监测的指标是 。
② 在处理产生的废水时，需先加入明矾，其作用是 ；后通入氯气或二氧化氯，其作用是 。
③汽车尾气需要用催化转化器减少有毒气体排放。写出汽车尾气中CO、NO相互作用生成可参与大气循环的两种气体的化学方程式 。
正确答案
①D
②混凝剂或吸附水中的悬浮物并使之沉降 消毒杀菌
③2NO+2CO 
试题分析：①二氧化碳是空气的成分之一，不需要监测，而其他几种物质都是对大气造成污染的成分，需要监测，答案选D；
②明矾中的铝离子水解产生氢氧化铝胶体具有吸附作用，吸附水中的悬浮物并使之沉降；氯气或二氧化氯具有强氧化性，可以消毒杀菌；
③汽车尾气中CO、NO相互作用生成可参与大气循环的两种气体，根据元素守恒可知，这两种气体是氮气和二氧化碳，化学方程式为2NO+2CO
（4分）2008年春节后汽车销售形势喜人，但是汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。它的特点是使CO与NO反应，生成无毒气体，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了空气的酸度，其原因是（用简单的语言表达） 。
正确答案
（4分）（1） 2CO+2NO=2CO2+N2 （2分）
（2）二氧化硫被氧化为三氧化硫，进一步生成硫酸，硫酸是强酸（2分）
（1）根据原子守恒可知，生成的无毒气体是氮气和CO2，所以方程式为2CO+2NO=2CO2+N2。
（2）由于二氧化硫被氧化为三氧化硫，进一步生成硫酸，硫酸是强酸，所以提高了空气的酸度。
（12分）（1）（4分）下列药物：
①属解热镇痛药____________________；②属抗生素药_ _______；
③属麻醉剂___ ____________；④属抗酸药_________________________。
（2））（2分）在药物包装盒上标有_____________的表示处方药，标有__________的表示非处方药（填“OTC”或“R”）
（3）（6分）垃圾处理的基本原则：________________、________________、________________。
垃圾做一般处理的主要方法：___________________、___________________、__________________。
正确答案
（12分） （1） A C D B （2） R OTC
（3）无害化、减量化、资源化 卫生填埋、堆肥、焚烧
（1）考查常见药物的用途。
（2）药物包装盒上标有R表示的是处方药，OTC表示非处方药。
（3）垃圾处理的基本原则是无害化、减量化、资源化。主要方法是卫生填埋、堆肥、焚烧。
我国农业因遭受酸雨而造成每年高达15亿多元的损失。为有效地控制酸雨，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。回答下列问题：在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地面SO2的浓度。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%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了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
不可取；因为排放的SO2总量不变，环境污染的程度未减弱
煤、石油等燃料的直接燃烧，硫、氮氧化物的排放，酸雨，这三者之间有必然联系。SO2在环境的哪个区域都是污染物。
（5分）改善大气质量、污水处理和实现垃圾的资源化等都要依靠化学等科学的发展。
（1）固体煤气化得到CO和H2后，在燃烧时可以大大减少 （填化学式，下同）和烟尘的排放。汽车尾气中的CO、NO在催化剂的作用下反应生成无害的CO2和 。
（2）室内空气污染物中的 （填化学式）是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体，主要来自制造人造板材、家具和装修时所用的黏合剂。
（3）人们将碳酸钙粉末喷洒到受酸雨影响的湖泊中，反应的离子方程式为
CaCO3 + ="===" Ca2+ + H2O + CO2↑。
（4）在无氧条件下，把废弃塑料加热到700 ℃以上，得到乙烯、丙烯等小分子的过程，叫 。
正确答案
（5分） （1） SO2 ， N2 。
（2） HCHO 。
（3） CaCO3 + 2H+ ="===" Ca2+ + H2O + CO2↑。
（4）裂解
略
下图中A~J是与生命、环境、能源等问题有关的几种物质。
试根据上述转化关系回答：
（1）反应①②共同具有的化学生物意义是什么？
（2）在④的变化中，物质E所起的作用是 ；
（3）与H有关的环境公害是什么?列举导致这种公害的四大环境问题；
（5）已知化学反应③可表示为（C6H10O5）n+I H↑+CH4↑+Q，请设想出这一总反应的实际价值和意义；
（6）1997年美国三位科学家因发现物质E具有多种生理学功能而荣获诺贝尔生理学和医学奖，请问：物质E是 ，简述其生理作用： ；治疗心绞痛药物——硝化甘油之所以具有扩张血管的生理作用，是由于硝化甘油在人体体液中酶的作用下缓缓氧化自发释放出D分子，同时生成CO2、H2O，写出该反应的化学方程式 。
正确答案
（1）发生固氮反应，将N2转化为氮的化合物，被土壤、植物吸收，促进植物生长；实现自然界周而复始的“氮循环”，保持生态平衡，使生命得以延续。
（2）NO在破坏臭氧层过程中起催化作用。
（4）CO(NH2)2+2H2O 2NH4++CO32-，使尿素转化为铵态氮，易被植物吸收。
（5）其价值在于利用农作物的废弃物在沼气池中经微生物发酵后可产生沼气。这一举措的意义是农村的一种重要能源，也是扩大肥源、提高肥效和改善农村卫生条件重要措施。
本题以化学知识为主线，串联了生物学等跨学科知识。以化学中的含氮化合物为主要内容，渗透了化学工业、生化反应、环境保护、能源、氮循环等社会自然问题，综合性和开放性较强。本题的解题突破口有：A与B在“闪电”条件下反应、B在“常温”下跟根瘤菌作用、G与H在一定压强和温度下反应、J与I在微生物作用下生成铵态氮等。只要联想学过的相关重要知识，即可以推出：A为O2，B为N2， D为O3，E为NO，F为NO2，G为NH3，H为CO2，I为H2O，J为CO(NH2)2。
(10分)温家宝总理多次指出要大力抓好节能降耗、保护环境。请你分析并回答下列问题：
（1）“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是 ____________________。
（2）冶金废水中含有[Au(CN)2]－，其电离出的CN－有毒，当与H+结合生成HCN时，其毒性更强。工业上处理这种废水是在碱性条件下，用NaClO将CN－氧化为CO32－和一种无毒气体，该反应的方程式为 _____________________________，在酸性条件下，ClO－也能将CN－氧化，但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是 ____________________________________________________________。
（3）工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息：
乙炔水化法
乙烯氧化法
原料
乙炔、水
乙烯、空气
反应条件
HgSO4、100~125℃
PdCl2-CuCl2、100~125℃
平衡转化率
乙炔平衡转化率90%左右
乙烯平衡转化率80%左右
日产量
2.5吨（某设备条件下）
3.6吨（相同设备条件下）
表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二：原料来源生产工艺
从两表中分析，现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。
①从产率和产量角度分析 。
②从环境保护和能耗角度分析 。
正确答案
（1）BD （2）5ClO－+2CN－+2OH－=2CO32－+N2↑+5Cl－+H2O，
在酸性条件下，CN－与H+结合生成毒性很强的HCN，对人和环境造成危害。
（3）①虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，但反应快、日产量比其高得多；
②两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，毒性大；乙炔的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能；乙烯来源于石油裂解气，消耗的总能量比乙炔少，且较容易获得。
略
下面是新设的一组垃圾箱的说明：
（1）小明在整理房间时，清理出如下物品，它们应分别放入哪个垃圾箱（请填序号）：
A废作业本；B汽水易拉罐；C生锈铁钉；D矿泉水瓶；E烂苹果；F涂改液瓶
应放入“可回收垃圾箱”的是 ；
应放入“不可回收垃圾箱”的是 ；
应放入“有害垃圾箱”的是 。
（2）小明用盐酸除去铁钉上的锈（主要成分为氧化铁），以重新使用它，请写出盐酸除锈的化学方程式： 。
（3）废铜有两种回收方法：
方法一：Cu＋4HNO3=Cu（NO3）2＋2X↑＋2H2O（X是一种大气污染物）
方法二：铜在空气中加热生成氧化铜，氧化铜再与盐酸反应生成氯化铜和水。
方法一中，X的化学式为 ；方法二的优点是 ；
②请写出从氯化铜溶液中提取铜的化学方程式： ；
该反应属于化学反应的基本类型是 。
（4）请从可回收垃圾的类别中，举例说说化学的研究成果给社会进步带来的贡献： 。
正确答案
(1)A、B、C、D E F
(2)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O
(3)①NO2没有污染物生成 ②Fe＋CuCl2=Cu＋FeCl2置换反应
(4)①三大合成材料的制造、应用；②金属的制造、开采、应用、合金、保护、回收；③玻璃等无机材料；④纸张的发展、特种纸的开发、纸的制造和回收(其他合理答案均可)
(1)生活垃圾的处理应根据垃圾的成分分类处理，有些可回收再利用，有些不可回收的要进行处理。
(2)除铁钉上的铁锈可用稀盐酸。
(3)方法一中HNO3被铜还原，由化学方程式可知应生成NO2，会对空气造成污染；方法二不会产生污染性气体，从CuCl2中提取Cu，可用废铁屑置换，CuCl2＋Fe=FeCl2＋Cu。
(4)可结合题干中的表中的垃圾类型，联想与可回收垃圾有关的化学应用成果回答，这是一个开放性问题，可通过讨论回答，可从以下几方面回答：①三大合成材料的制造、应用，②金属的制造、应用，③玻璃，④纸张的制造、回收等。
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