第八章

化學與可持續發展

一、選擇題

1．“煤制油”的關鍵技術是煤的氣化，而目前煤的氣化主要是煤中的碳和水蒸氣的反應：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，該反應是吸熱反應，反應所需能量是由間歇進行的碳的燃燒(氧氣用空氣代替)來提供的：C＋O2CO2。下面關于該過程的說法不正確的是()

A.煤的氣化可以減少煤直接燃燒對環境造成的粉塵污染

B．第一個反應需要吸熱，所以煤的氣化從能量角度來看，得不償失

C．煤氣化后作為燃料，燃燒充分，熱利用率高

D．上述兩個反應，反應后的混合氣體中除去CO、CO2后主要就是合成氨的兩種原料氣體

2．下列說法中錯誤的是()

A．石油是混合物，石油分餾得到的汽油也是混合物

B．含C18以上的烷烴的重油經過催化裂化可以得到汽油

C．焦炭是煤的干餾的一種重要產品

D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來

3．有關煤的敘述中不正確的是()

A．煤是工業上獲得苯、甲苯、二甲苯等芳香烴的重要來源物質

B．煤是由多種有機物組成的混合物，內含煤焦油等成分

C．煤除了含有C元素外，還含有少量的N、H、S、O等元素

D．煤等化石燃料的儲量有限，節能和開發新能源是人類實現可持續發展的關鍵

4．合理施用化肥，有利于農作物的生長和減少農作物損失。下列有關化肥的說法不正確的是()

A．為保證高產盡量多施用化肥

B．不能將氯化銨與堿性物質混合施用

C．CO(NH2)2是一種常用的氮肥

D．提倡將農家肥與化肥混合施用

5．“可持續發展問題對科學的挑戰——綠色化學”是目前化學發展的主題之一。下列不屬于綠色化學內容的是()

A．在廠房周邊多種草、種樹、種花

B．以綠色化學理論為指導，采用對環境無污染的、經濟上可行的化學生產過程

C．利用無毒原料，在生產的各個環節都實現無環境污染的生產工藝

D．生產過程中，充分利用原料的全部原子，實現零排放和零污染

6．保護環境是每一名公民的責任。下列做法：①推廣使用無磷洗衣粉；②城市垃圾分類處理；③推廣使用一次性木質筷子；④推廣使用清潔能源；⑤大量使用化肥、農藥；⑥乘坐公共交通或騎自行車上班，有利于保護環境的是()

A．①②④⑤

B．②③④⑥

C．①②④⑥

D．③④⑤⑥

7．鉛的冶煉大致過程如下：

①富集：將方鉛礦(PbS)進行浮選；

②焙燒：2PbS＋3O22PbO＋2SO2；

③制粗鉛：PbO＋CPb＋CO↑；PbO＋COPb＋CO2。

下列說法正確的是()

A．浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學變化

B．將1

mol

PbS冶煉成Pb理論上至少需要6

g碳

C．方鉛礦焙燒反應中，PbS是還原劑，還原產物只有PbO

D．整個冶煉過程中，制取1

mol

Pb共轉移2

mol電子

8．關于食品添加劑的說法中，合理的是()

A．絕大多數食品添加劑在過量使用時對人體有害，所以應禁止使用食品添加劑

B．防腐劑能延長食品保存期，減少食品的浪費和變質，所以應大量使用防腐劑

C．食用新鮮食物比食用防腐劑儲存的食物有益，所以應禁止使用防腐劑

D．對于什么物質可作食品添加劑以及食品添加劑的用量，都應有嚴格的規定

9．熱還原法冶煉金屬的反應一定是

A．置換反應

B．分解反應

C．復分解反應

D．氧化還原反應

10．下列說法正確的是()

A．使用食品添加劑以后營養更豐富

B．天然食品添加劑比化學合成品安全可靠

C．食品添加劑的作用僅僅是為了好看

D．在食品包裝的標簽配料表上應注明食品添加劑的名稱

11．下列做法正確的是()

A．為了使火腿腸顏色更鮮紅，可多加一些亞硝酸鈉

B．為了使嬰兒對食品有濃厚興趣，可以在嬰兒食品中加過量著色劑

C．食鹽加碘是防止人體缺碘而加的營養強化劑，預防地方性甲狀腺腫大

D．為保證人體所需足夠蛋白質，我們要多吃肉，少吃蔬菜和水果

12．下列說法錯誤的是()

A．食品中加入營養強化劑可以補充人體中必要的營養成分，如食鹽中加碘酸鉀

B．人工合成的色素大多無營養價值，有些使用過量還對人體有害

C．食品中絕對不能加入亞硝酸鹽，因為亞硝酸鹽對人體有害

D．人工食用色素具有成本低廉、著色力強、不易分解等優點

13．下列說法錯誤的是()

A．藥物可分為天然藥物和合成藥物

B．阿司匹林具有解熱鎮痛的作用

C．經常失眠的人應長期服用安眠藥

D．使用藥品前應仔細閱讀藥品說明書

14．我們常用原子利用率來衡量化學反應過程的原子經濟性，其計算公式如下：

原子利用率＝×100%。

已知聯合工藝法制備新型自來水消毒劑ClO2的反應原理如下：①電解氯化鈉溶液NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑?、诤铣陕然瘹銱2＋Cl22HCl?、凵啥趸?NaClO3＋4HCl===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O

此方法的原子利用率最大為()

A．37.6%

B．53.6%

C．62.2%

D．94.4%

15．下列說法錯誤的是()

A．從海水中提取食鹽可采用蒸發結晶的方法

B．從海水中提取溴時，需控制海水呈酸性

C．飽和溴水中通入空氣，溴水的濃度減小

D．實驗室用石灰石和濃鹽酸反應制備CO2

16．某課外小組將海帶的灰燼浸泡后過濾，得到澄清的濾液，他們設計了如下幾個方案，你認為能證明灼燒海帶的灰燼中含有碘元素的是()

A．取適量濾液，蒸干，觀察是否有紫色固體生成B．取適量濾液，加入苯，振蕩、靜置，苯層無色，證明不含碘元素

C．取適量濾液，向其中加入淀粉溶液，無明顯現象，證明不含碘元素

D．取適量濾液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈藍色，證明含有碘元素

二、解答題

17．碘是人體必需的元素之一，海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的、以化合態形式存在的碘元素。在實驗室中，從海藻里提取碘的流程和實驗裝置如下：

(1)指出上述提取碘的過程中有關實驗操作的名稱：步驟③________，步驟⑤________。

(2)寫出步驟④對應反應的離子方程式：________________________________。

(3)提取碘的過程中，可供選擇的有機試劑是________。(填編號)

A．酒精

B．醋酸

C．四氯化碳

D．苯

(4)步驟④除了可以加入過量Cl2，若改用下列氧化劑，最好選用________(填代號)。

A．濃硫酸

B．H2O2溶液

C．KMnO4溶液

理由是_________________________________________________________。

(5)為了使海藻灰中的碘離子轉化為碘的有機溶液，即完成步驟③至⑤，實驗室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導管、圓底燒瓶、石棉網以及必要的夾持儀器和物品，尚缺少的玻璃儀器是________________________。

(6)從含碘的有機溶劑中提取碘和回收有機溶劑，還需要經過蒸餾。指出下圖實驗裝置中存在的錯誤之處：_________________________。

18．煤是一種常用燃料。由于煤燃燒產生的廢氣中含有SO2、CO、NO2和NO等多種有害氣體和煙塵，會對環境造成污染，因此需要對煤進行加工后再燃燒，或將廢氣凈化后再排放。

(1)煤的氣化和液化能提高煤的利用率，又能減少有害氣體的排放。寫出煤氣化的主要反應的化學方程式：_______________________；

煤液化是________(填“物理”或“化學”)變化。

(2)煤的干餾是煤綜合利用的重要途徑。煤干餾時得到的固體產品是________，其用途是____________________________。

(3)將煤直接進行燃燒，造成環境污染的主要方面之一是形成硝酸型酸雨。寫出有關物質轉化為硝酸的化學方程式：__________________________。

(4)如何檢驗煤燃燒的廢氣中是否含有SO2?

________________。

(5)向煤中添加生石灰是燃煤脫硫的一種方法，而且能變廢為寶，用化學方程式表示反應原理：____________________________________________。

參考答案

一、選擇題

1．B

解析：B

雖然在煤的氣化過程中，會有一部分煤的潛在能量受到損失，但由于加工后得到的氣態燃料的熱利用率高，且較清潔，故從總體來看煤氣化后使用是較合理的，B項錯誤，A、C項正確。D項，因反應C＋O2CO2中的氧氣用空氣代替，故反應后混合氣體成分為N2、CO、CO2和H2等，除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2，正確。

2．D

解析：D

石油通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質液體燃料，但產量不高。通常采用裂化的方法，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴，提高汽油的產量。煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦爐氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物，可以生產芳香族化合物苯和甲苯。

3．B

解析：B

該題主要考查煤的成分及利用，煤是有機物和少量無機物組成的混合物，煤焦油是煤干餾的產物之一，不屬于煤本身的成分，故B項錯誤。

4．A

解析：A

由于很多化肥易溶于水，過量施用不僅會造成浪費，部分化肥會隨著雨水流入河流和湖泊，造成水體富營養化，產生水華等污染現象，故A項符合題意；氯化銨能與堿性物質反應產生氨氣，降低肥效，故B項不符合題意；尿素屬于常用的氮肥，故C項不符合題意；農家肥養分全面，但含量低，見效慢，化肥養分單一，但含量高，見效快，將二者混合施用可以取長補短，有利于養分平衡供應，從而取得良好的肥效，故D項不符合題意。

5．A

解析：A

在廠房周邊多種草、種樹、種花，可以美化環境、凈化空氣，但與綠色化學無關，A符合題意；以綠色化學理論為指導，采用對環境無污染的、經濟上可行的化學生產過程，可以減少對環境的污染和破壞，屬于綠色化學內容，B不符合題意；利用無毒原料，在生產的各個環節都實現無環境污染的生產工藝，可以在生產各個環節減少對環境的污染，屬于綠色化學內容，C不符合題意；生產過程中，充分利用原料的全部原子，實現零排放和零污染，杜絕了環境污染，屬于綠色化學內容，D不符合題意。

6．C

解析：C

①使用含磷洗衣粉會使水體富營養化，造成水污染，所以應推廣使用無磷洗衣粉，故正確；②垃圾回收再利用，既保護環境，又節約資源，故正確；③樹木能通過光合作用吸收二氧化碳，減緩溫室效應，推廣使用一次性木質筷子，不利于保護環境，故錯誤；④推廣使用清潔能源，可以減少空氣污染物的排放，故正確；⑤大量使用化肥、農藥，殘留的農藥、化肥隨水流入江河，能造成水污染，故錯誤；⑥乘坐公共交通或騎自行車上班，可減少污染物的排放，有利于保護環境，故正確。

7．B

解析：B

浮選法富集方鉛礦的過程中沒有新物質生成，屬于物理變化，故A錯誤；將1

mol

PbS冶煉成Pb的過程中，根據化學方程式得出，2PbS～2PbO～C～2Pb，1

mol

PbS冶煉成Pb理論上至少需要0.5

mol碳，即需要6

g碳，故B正確；方鉛礦焙燒反應2PbS＋3O22PbO＋2SO2中，PbS中S元素化合價升高，是還原劑，氧元素化合價降低，還原產物有PbO和SO2，故C錯誤；整個冶煉過程中，根據Pb原子守恒，1

mol

PbS轉化為1

mol

PbO轉移電子6

mol，1

mol

PbO轉化為1

mol

Pb轉移電子2

mol，所以制取1

mol

Pb共轉移8

mol電子，故D錯誤。

8．D

解析：D

絕大多數食品添加劑在過量使用時對人體有害，應合理使用，故A錯誤；食用過量防腐劑對人體有害，應合理添加防腐劑，故B錯誤；合理使用防腐劑可延長食物的保存期，對人體健康不會產生不良影響，故C錯誤；對于什么物質可作食品添加劑以及食品添加劑的用量，都應有嚴格的規定，在規定范圍內合理使用對人體健康不會產生不良影響，故D正確。

9．D

解析：D

熱還原法冶煉金屬常用的還原劑是C、H2、CO、Al等，若是單質作還原劑，發生的是置換反應，同時也屬于氧化還原反應；若是CO作還原劑，則發生氧化還原反應。

10．D

解析：D

食品添加劑是為改善食品的色、香、味以及防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品中的人工合成或天然物質，不是使用食品添加劑以后營養更豐富，如

防腐劑，亞硝酸鹽具有防腐性，沒有營養，且多了人容易中毒，故A錯誤；許多天然食品添加劑成分復雜，由于分離檢測技術限制，某些不安全成分可能并沒有被識別和去除，化學合成品添加劑確定了其安全性，故B錯誤；食品添加劑能改善食品的色、香、味以及防腐、保鮮等作用，并不是僅僅限于使食品更好看的著色劑的作用，故C正確；我國規定，所有銷售的食品包裝標簽配料表上，食品添加劑應使用規定的產品名稱或種類名稱，其中的甜味劑、防腐劑、著色劑應注明，故D正確。

11．C

解析：C

亞硝酸鈉是一種防腐劑和護色劑，但亞硝酸鈉會與肉類中的蛋白質反應生成一種致癌化合物——亞硝胺，因此，應嚴格控制用量。著色劑超量使用對人體健康有害，為保障嬰兒的健康，很多國家已明確規定嬰兒食品內不能加入任何著色劑。人體需要的營養成分很多，但需要合理飲食，保持營養均衡。

12．C

解析：C

亞硝酸鹽對人體有害，在肉類腌制過程中要嚴格控制用量。

13．C

14．D

解析：D

除ClO2之外，其他的生成物質量越小，原子利用率越大。由(①＋②)×2＋③得：Cl2＋4H2O===4H2＋2ClO2，此時原子利用率最大，為×100%≈94.4%。

15．D

解析：D

目前，由海水制鹽主要采用蒸發結晶，A正確；海水提溴時要用氯氣氧化溴離子，酸性條件下效果最好，B正確；因為溴易揮發，因此向飽和溴水中通入空氣，會將溴蒸氣吹出，使溴水濃度減小，C正確；實驗室制CO2應使用CaCO3與稀鹽酸反應，若用濃鹽酸會使CO2中含較多的HCl，D錯誤。

16．D

解析：D

海帶灰的濾液中碘元素的存在形式為I－，需氧化為單質碘后才能用淀粉溶液檢驗。

二、解答題

17．(1)過濾　萃取、分液

(2)Cl2＋2I－===I2＋2Cl－

(3)CD

(4)B　過氧化氫是綠色氧化劑，在反應中不會引進雜質，也不產生污染

(5)分液漏斗、普通漏斗

(6)溫度計水銀球的位置不對

解析：(1)從流程圖中可知操作③是過濾，操作⑤是萃取、分液。

(2)Cl2的氧化性大于I2，可發生反應Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。

(3)根據萃取原理，要從含碘的水溶液中萃取碘，所選萃取劑一定要和水互不相溶或很難相溶，且溶質在萃取劑中溶解度要比在水中大得多。因此C、D正確。

(5)按照流程圖考慮每一步需要的儀器還缺少普通漏斗和分液漏斗。

(6)檢查實驗裝置的錯誤，要按實驗進程逐一檢查。由圖示裝置可看出溫度計水銀球的位置不對。

18．(1)C＋H2O(g)CO＋H2　化學

(2)焦炭　作燃料及冶金、合成電石等

(3)2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

(4)將氣體通入品紅溶液，觀察品紅是否褪色，溶液褪色，說明廢氣中含有SO2；溶液不褪色，說明廢氣中不含SO2

(5)CaO＋SO2===CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4

解析：(4)SO2可使品紅溶液褪色，可用其檢驗SO2。