第八章
化学与可持续发展
一、选择题
1．“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：C＋O2CO2。下面关于该过程的说法不正确的是()
A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B．第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失
C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高
D．上述两个反应，反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体
2．下列说法中错误的是()
A．石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物
B．含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C．焦炭是煤的干馏的一种重要产品
D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
3．有关煤的叙述中不正确的是()
A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质
B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分
C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素
D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键
4．合理施用化肥，有利于农作物的生长和减少农作物损失。下列有关化肥的说法不正确的是()
A．为保证高产尽量多施用化肥
B．不能将氯化铵与碱性物质混合施用
C．CO(NH2)2是一种常用的氮肥
D．提倡将农家肥与化肥混合施用
5．“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”是目前化学发展的主题之一。下列不属于绿色化学内容的是()
A．在厂房周边多种草、种树、种花
B．以绿色化学理论为指导，采用对环境无污染的、经济上可行的化学生产过程
C．利用无毒原料，在生产的各个环节都实现无环境污染的生产工艺
D．生产过程中，充分利用原料的全部原子，实现零排放和零污染
6．保护环境是每一名公民的责任。下列做法：①推广使用无磷洗衣粉；②城市垃圾分类处理；③推广使用一次性木质筷子；④推广使用清洁能源；⑤大量使用化肥、农药；⑥乘坐公共交通或骑自行车上班，有利于保护环境的是()
A．①②④⑤
B．②③④⑥
C．①②④⑥
D．③④⑤⑥
7．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；
②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2；
③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑；PbO＋COPb＋CO2。
下列说法正确的是()
A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B．将1
mol
PbS冶炼成Pb理论上至少需要6
g碳
C．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO
D．整个冶炼过程中，制取1
mol
Pb共转移2
mol电子
8．关于食品添加剂的说法中，合理的是()
A．绝大多数食品添加剂在过量使用时对人体有害，所以应禁止使用食品添加剂
B．防腐剂能延长食品保存期，减少食品的浪费和变质，所以应大量使用防腐剂
C．食用新鲜食物比食用防腐剂储存的食物有益，所以应禁止使用防腐剂
D．对于什么物质可作食品添加剂以及食品添加剂的用量，都应有严格的规定
9．热还原法冶炼金属的反应一定是
A．置换反应
B．分解反应
C．复分解反应
D．氧化还原反应
10．下列说法正确的是()
A．使用食品添加剂以后营养更丰富
B．天然食品添加剂比化学合成品安全可靠
C．食品添加剂的作用仅仅是为了好看
D．在食品包装的标签配料表上应注明食品添加剂的名称
11．下列做法正确的是()
A．为了使火腿肠颜色更鲜红，可多加一些亚硝酸钠
B．为了使婴儿对食品有浓厚兴趣，可以在婴儿食品中加过量着色剂
C．食盐加碘是防止人体缺碘而加的营养强化剂，预防地方性甲状腺肿大
D．为保证人体所需足够蛋白质，我们要多吃肉，少吃蔬菜和水果
12．下列说法错误的是()
A．食品中加入营养强化剂可以补充人体中必要的营养成分，如食盐中加碘酸钾
B．人工合成的色素大多无营养价值，有些使用过量还对人体有害
C．食品中绝对不能加入亚硝酸盐，因为亚硝酸盐对人体有害
D．人工食用色素具有成本低廉、着色力强、不易分解等优点
13．下列说法错误的是()
A．药物可分为天然药物和合成药物
B．阿司匹林具有解热镇痛的作用
C．经常失眠的人应长期服用安眠药
D．使用药品前应仔细阅读药品说明书
14．我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式如下：
原子利用率＝×100%。
已知联合工艺法制备新型自来水消毒剂ClO2的反应原理如下：①电解氯化钠溶液NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑ ②合成氯化氢H2＋Cl22HCl ③生成二氧化氯2NaClO3＋4HCl===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
此方法的原子利用率最大为()
A．37.6%
B．53.6%
C．62.2%
D．94.4%
15．下列说法错误的是()
A．从海水中提取食盐可采用蒸发结晶的方法
B．从海水中提取溴时，需控制海水呈酸性
C．饱和溴水中通入空气，溴水的浓度减小
D．实验室用石灰石和浓盐酸反应制备CO2
16．某课外小组将海带的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液，他们设计了如下几个方案，你认为能证明灼烧海带的灰烬中含有碘元素的是()
A．取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成B．取适量滤液，加入苯，振荡、静置，苯层无色，证明不含碘元素
C．取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素
D．取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素
二、解答题
17．碘是人体必需的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的、以化合态形式存在的碘元素。在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：
(1)指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：步骤③________，步骤⑤________。
(2)写出步骤④对应反应的离子方程式：________________________________。
(3)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________。(填编号)
A．酒精
B．醋酸
C．四氯化碳
D．苯
(4)步骤④除了可以加入过量Cl2，若改用下列氧化剂，最好选用________(填代号)。
A．浓硫酸
B．H2O2溶液
C．KMnO4溶液
理由是_________________________________________________________。
(5)为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤③至⑤，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的玻璃仪器是________________________。
(6)从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂，还需要经过蒸馏。指出下图实验装置中存在的错误之处：_________________________。
18．煤是一种常用燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、CO、NO2和NO等多种有害气体和烟尘，会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。
(1)煤的气化和液化能提高煤的利用率，又能减少有害气体的排放。写出煤气化的主要反应的化学方程式：_______________________；
煤液化是________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)煤的干馏是煤综合利用的重要途径。煤干馏时得到的固体产品是________，其用途是____________________________。
(3)将煤直接进行燃烧，造成环境污染的主要方面之一是形成硝酸型酸雨。写出有关物质转化为硝酸的化学方程式：__________________________。
(4)如何检验煤燃烧的废气中是否含有SO2?
________________。
(5)向煤中添加生石灰是燃煤脱硫的一种方法，而且能变废为宝，用化学方程式表示反应原理：____________________________________________。
参考答案
一、选择题
1．B
解析：B
虽然在煤的气化过程中，会有一部分煤的潜在能量受到损失，但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高，且较清洁，故从总体来看煤气化后使用是较合理的，B项错误，A、C项正确。D项，因反应C＋O2CO2中的氧气用空气代替，故反应后混合气体成分为N2、CO、CO2和H2等，除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2，正确。
2．D
解析：D
石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。
3．B
解析：B
该题主要考查煤的成分及利用，煤是有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分，故B项错误。
4．A
解析：A
由于很多化肥易溶于水，过量施用不仅会造成浪费，部分化肥会随着雨水流入河流和湖泊，造成水体富营养化，产生水华等污染现象，故A项符合题意；氯化铵能与碱性物质反应产生氨气，降低肥效，故B项不符合题意；尿素属于常用的氮肥，故C项不符合题意；农家肥养分全面，但含量低，见效慢，化肥养分单一，但含量高，见效快，将二者混合施用可以取长补短，有利于养分平衡供应，从而取得良好的肥效，故D项不符合题意。
5．A
解析：A
在厂房周边多种草、种树、种花，可以美化环境、净化空气，但与绿色化学无关，A符合题意；以绿色化学理论为指导，采用对环境无污染的、经济上可行的化学生产过程，可以减少对环境的污染和破坏，属于绿色化学内容，B不符合题意；利用无毒原料，在生产的各个环节都实现无环境污染的生产工艺，可以在生产各个环节减少对环境的污染，属于绿色化学内容，C不符合题意；生产过程中，充分利用原料的全部原子，实现零排放和零污染，杜绝了环境污染，属于绿色化学内容，D不符合题意。
6．C
解析：C
①使用含磷洗衣粉会使水体富营养化，造成水污染，所以应推广使用无磷洗衣粉，故正确；②垃圾回收再利用，既保护环境，又节约资源，故正确；③树木能通过光合作用吸收二氧化碳，减缓温室效应，推广使用一次性木质筷子，不利于保护环境，故错误；④推广使用清洁能源，可以减少空气污染物的排放，故正确；⑤大量使用化肥、农药，残留的农药、化肥随水流入江河，能造成水污染，故错误；⑥乘坐公共交通或骑自行车上班，可减少污染物的排放，有利于保护环境，故正确。
7．B
解析：B
浮选法富集方铅矿的过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；将1
mol
PbS冶炼成Pb的过程中，根据化学方程式得出，2PbS～2PbO～C～2Pb，1
mol
PbS冶炼成Pb理论上至少需要0.5
mol碳，即需要6
g碳，故B正确；方铅矿焙烧反应2PbS＋3O22PbO＋2SO2中，PbS中S元素化合价升高，是还原剂，氧元素化合价降低，还原产物有PbO和SO2，故C错误；整个冶炼过程中，根据Pb原子守恒，1
mol
PbS转化为1
mol
PbO转移电子6
mol，1
mol
PbO转化为1
mol
Pb转移电子2
mol，所以制取1
mol
Pb共转移8
mol电子，故D错误。
8．D
解析：D
绝大多数食品添加剂在过量使用时对人体有害，应合理使用，故A错误；食用过量防腐剂对人体有害，应合理添加防腐剂，故B错误；合理使用防腐剂可延长食物的保存期，对人体健康不会产生不良影响，故C错误；对于什么物质可作食品添加剂以及食品添加剂的用量，都应有严格的规定，在规定范围内合理使用对人体健康不会产生不良影响，故D正确。
9．D
解析：D
热还原法冶炼金属常用的还原剂是C、H2、CO、Al等，若是单质作还原剂，发生的是置换反应，同时也属于氧化还原反应；若是CO作还原剂，则发生氧化还原反应。
10．D
解析：D
食品添加剂是为改善食品的色、香、味以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质，不是使用食品添加剂以后营养更丰富，如
防腐剂，亚硝酸盐具有防腐性，没有营养，且多了人容易中毒，故A错误；许多天然食品添加剂成分复杂，由于分离检测技术限制，某些不安全成分可能并没有被识别和去除，化学合成品添加剂确定了其安全性，故B错误；食品添加剂能改善食品的色、香、味以及防腐、保鲜等作用，并不是仅仅限于使食品更好看的着色剂的作用，故C正确；我国规定，所有销售的食品包装标签配料表上，食品添加剂应使用规定的产品名称或种类名称，其中的甜味剂、防腐剂、着色剂应注明，故D正确。
11．C
解析：C
亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂，但亚硝酸钠会与肉类中的蛋白质反应生成一种致癌化合物——亚硝胺，因此，应严格控制用量。着色剂超量使用对人体健康有害，为保障婴儿的健康，很多国家已明确规定婴儿食品内不能加入任何着色剂。人体需要的营养成分很多，但需要合理饮食，保持营养均衡。
12．C
解析：C
亚硝酸盐对人体有害，在肉类腌制过程中要严格控制用量。
13．C
14．D
解析：D
除ClO2之外，其他的生成物质量越小，原子利用率越大。由(①＋②)×2＋③得：Cl2＋4H2O===4H2＋2ClO2，此时原子利用率最大，为×100%≈94.4%。
15．D
解析：D
目前，由海水制盐主要采用蒸发结晶，A正确；海水提溴时要用氯气氧化溴离子，酸性条件下效果最好，B正确；因为溴易挥发，因此向饱和溴水中通入空气，会将溴蒸气吹出，使溴水浓度减小，C正确；实验室制CO2应使用CaCO3与稀盐酸反应，若用浓盐酸会使CO2中含较多的HCl，D错误。
16．D
解析：D
海带灰的滤液中碘元素的存在形式为I－，需氧化为单质碘后才能用淀粉溶液检验。
二、解答题
17．(1)过滤 萃取、分液
(2)Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
(3)CD
(4)B 过氧化氢是绿色氧化剂，在反应中不会引进杂质，也不产生污染
(5)分液漏斗、普通漏斗
(6)温度计水银球的位置不对
解析：(1)从流程图中可知操作③是过滤，操作⑤是萃取、分液。
(2)Cl2的氧化性大于I2，可发生反应Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
(3)根据萃取原理，要从含碘的水溶液中萃取碘，所选萃取剂一定要和水互不相溶或很难相溶，且溶质在萃取剂中溶解度要比在水中大得多。因此C、D正确。
(5)按照流程图考虑每一步需要的仪器还缺少普通漏斗和分液漏斗。
(6)检查实验装置的错误，要按实验进程逐一检查。由图示装置可看出温度计水银球的位置不对。
18．(1)C＋H2O(g)CO＋H2 化学
(2)焦炭 作燃料及冶金、合成电石等
(3)2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(4)将气体通入品红溶液，观察品红是否褪色，溶液褪色，说明废气中含有SO2；溶液不褪色，说明废气中不含SO2
(5)CaO＋SO2===CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4
解析：(4)SO2可使品红溶液褪色，可用其检验SO2。
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