1、第八章第八章 化学与可持续发展化学与可持续发展 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题包括 15 小题，每小题 3 分，共 45 分，每小题只有一个选项符合 题意。) 1.人类对某金属冶炼技术的掌握程度决定了其应用的广泛性。影响冶炼方法的主 要因素是( ) A.金属的活动性强弱 B.金属在地壳中的含量多少 C.金属的化合价高低 D.金属的导电性强弱 解析 影响冶炼方法的主要因素是金属的活动性强弱，金属活动性越强，则金属 就越难冶炼，因此选 A。 答案 A 2.下列有关说法正确的是( ) A.大多数金属在自然界以游离态形式存在 B.工业上，一般用热还原法获得 Hg 和 Ag C
2、.铜的金属活动性比铝弱，可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸 D.人们常用钢作建造材料而不用纯铁主要原因是钢的机械性能更好 解析 A 项，除 Au、Pt 以单质存在外，大多数金属在自然界以化合态形式存在， 错误；B 项，在工业上，一般用热分解法获得 Hg 和 Ag，错误；C 项，铜的金属 活动性比铝弱，但是在常温下由于 Cu 与浓硝酸发生反应，所以不可用铜罐代替 铝罐贮运浓硝酸，错误；D 项，人们常用钢作建造材料而不用纯铁主要原因是钢 的机械性能更好、 由于合金元素不同、 含量不同， 得到的钢的性能也不同， 正确。 答案 D 3.为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。 下列措施不利于 “蓝
3、 天工程”实施的是( ) A.推广使用燃煤脱硫技术，减少 SO2污染 B.实施绿化工程，防治扬尘污染 C.加快清洁能源的开发利用 D.加大石油、煤炭的开发速度，提倡使用化石燃料 解析 A 项，煤中含有硫元素燃烧后产生二氧化硫污染空气，推广使用燃煤脱硫 技术，防治 SO2污染，有利于“蓝天工程”的建设，正确；B 项，实施绿化工程， 大量植树造林，能够起到净化空气的作用，也防治了扬尘的污染，有利于“蓝天 工程”的建设，正确；C 项，加快清洁能源的开发利用，保护了环境，有利于“蓝 天工程”的建设，正确；D 项，化石燃料的燃烧会产生大量空气污染物，如粉尘、 有害气体等，所以加大石油、煤炭的开采速度，增
4、加化石燃料的供应量，不利于 “蓝天工程”建设，错误。 答案 D 4.“绿色化学”是 21 世纪化学发展的主导方向。 “绿色化学”的要求是从根本上 消灭污染，是一门能彻底阻止污染产生的科学，它包括“绿色生成”和“绿色销 毁”等内容。在整顿音像市场的活动中，查封了一批盗版光盘，并进行了“绿色 销毁”。以下属于“绿色销毁”的是( ) A.泼上汽油焚烧 B.倾倒于江河之中 C.深埋于土中 D.碾压粉碎后回收利用 解析 光盘的材质是塑料，B、C 中的措施会造成白色污染；A 项中措施会释放 大量有害气体，均不符合绿色化学的理念；D 项中措施既可减少污染，又可节约 资源。 答案 D 5.下列说法中不正确的是
5、( ) A.与煤、石油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料 B.乙醇是一种可再生能源，作为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环境 C.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量 D.煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化毫无意义 解析 A 项，天然气的主要成分是 CH4，完全燃烧生成 CO2和 H2O，对环境无污 染，而煤或石油燃烧能产生污染环境的 SO2、NOx等气体；B 项，C2H5OH 完全燃 烧生成 CO2和 H2O，对环境无污染；C 项，太阳能、风能和氢能均为绿色能源； D 项，煤的气化能提高煤的燃烧效率。 答案 D 6.海水提镁的主要流程如下： 下列说
6、法正确的是( ) 试剂 M 是盐酸 流程中的反应全部都是非氧化还原反应 操作 b 只是过滤 用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制 Mg(OH)2 电解熔融 MgCl2比电解熔融的 MgO 制金属镁更节约能量 A. B. C. D. 解析 电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此是错误的。操作 b 应 是蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤，因此是错误的。所以答案选 D。 答案 D 7.下列叙述正确的是( ) A.工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠 B.钠加入氯化镁的饱和溶液中可以制取金属镁 C.电解冶炼铝的原料是氯化铝 D.电解氯化镁溶液来制取镁 解析 A 项，由于金属 Na 的活动性很强，所以在工业上
7、用电解熔融氯化钠的方 法制取钠，正确；B 项，由于钠、镁活动性都很强，所以金属镁常采用电解熔融 的 MgCl2的方法来冶炼，错误；C 项，金属铝的活动性也很强，但是由于氯化铝 是共价化合物，所以常用电解熔融的氧化铝的方法冶炼铝，错误；D 项，在氯化 镁的溶液中进行电解，由于 H 得到电子的能力比 Mg2强，所以不能产生金属 Mg，错误。 答案 A 8.化学已渗透人类生活的各个方面，下列说法不正确的是( ) A.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路” B.“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成都与氮氧化合物有关 C.低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气
8、体的排 放 D.高铁酸钾(K2FeO4)是新型高效多功能水处理剂，既能消毒杀菌又能净水 解析 A 项，光导纤维的主要成分是二氧化硅不是硅单质，错误；B 项，光化学 烟雾的形成主要是汽车尾气排放出的氮氧化物发生复杂的变化造成的，臭氧空洞 指的是因空气污染物质，特别是氮氧化物和卤代烃等污染物的扩散、侵蚀而造成 大气臭氧层被破坏和减少的现象，正确；C 项，使用太阳能等代替化石燃料，减 少温室气体二氧化碳的排放，符合节能减排，正确；D 项，高铁酸钾(K2FeO4)有 强氧化性能杀菌消毒，其还原产物铁离子水解生成的 Fe(OH)3是胶体，能吸附水 中悬浮的杂质而净水，正确，答案选 A。 答案 A 9.2
9、019 年 4 月 22 日是第 50 个世界地球日。这次地球日活动周主题为“珍爱美丽 地球，守护自然资源”。下列有关说法或做法正确的是( ) A.推广使用煤、石油、天然气，有利于缓解温室效应 B.普通锌锰干电池不含环境污染物，可以随意丢弃 C.资源在生产、流通和消费等过程中实行“减量化、再利用、资源化” D.将高耗能、高污染的企业迁至偏僻的农村地区，提高贫穷地区居民收入 答案 C 10.下列说法中不正确的是( ) A.石油化学工业是以石油为原料，既生产石油产品又生产化学用品的石油加工业 B.石油裂化既能提高汽油产量，又能提高汽油的质量 C.石油的裂解和裂化都是化学变化，但二者的目的不一样 D
10、.烷烃在裂解过程中既可发生断链裂解又可发生脱氢裂解 解析 石油化学工业的原料是石油和天然气，A 项不正确；石油裂化既能提高汽 油的产量， 又能提高汽油的质量， 裂解是深度裂化， 以获取化工原料乙烯、 丙烯、 丁烯为生产目的，B、C 项均正确；烷烃裂解方式有两种，即断链和脱氢，D 项 正确。 答案 A 11.某混合气体通过溴水，溴水褪色；通过灼热的 CuO 粉末，黑色粉末变为红色， 最后剩余气体点燃， 火焰为淡蓝色， 且生成二氧化碳和水， 则原混合气体是( ) A.水煤气 B.液化石油气 C.石油裂解气 D.焦炉气 解析 气体通过溴水，溴水褪色，说明含有不饱和烃或 SO2；通过灼热的 CuO 粉
11、 末，黑色粉末变为红色，说明含有还原性气体；最后剩余气体点燃，火焰为淡蓝 色，说明含有 CO 或 H2，而焦炉气的主要成分是 H2、CO、CH4和 C2H4，符合条 件。 答案 D 12.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是( ) A.为提高农作物的产量和质量，应大量施用化肥和农药 B.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C.实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源 D.垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用 解析 化肥和农药可以提高农作物的产量和质量，但大量施用时会污染土壤和水 资源；绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污 染；化石
12、燃料在自然界中不是取之不尽、用之不竭的，还需开发新能源。 答案 D 13.废弃的电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废弃的镍镉电池可使 1 m2面积的耕地失去使用价值， 因此废旧电池必须集中回收处理， 主要原因是( ) A.回收其中的电极 B.利用电池外壳的金属材料 C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品 D.防止电池中汞、镉、镍和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 解析 回收废旧电池最主要的原因是它对环境会造成巨大污染。 答案 D 14.绿色化学概念从提出来， 就明确了它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害 原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途 径。下列
13、化工生产中体现绿色化学内涵的是( ) 减少“三废”排放量 考虑有关原材料的再生利用 出现污染问题再治理 回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂 拒绝使用无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的有毒副作用、污染明显 的原料 A. B. C. D. 解析 对出现的污染问题及时治理属于环境治理的范畴，不能体现绿色化学的内 涵。 答案 C 15.根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤： CaBr2H2O= 750 CaO2HBr 2HBrHg= 100 HgBr 2H2 HgBr2CaO= 750 HgOCaBr 2 2HgO= 500 2HgO 2 该方案的目的是制备(
14、 ) A.HBr B.CaO C.H2 D.Hg 解析 根据“绿色化学”的思想，反应要提高原子利用率，最终产品应该是对环 境友好的产品或者是清洁燃料等。将化学方程式222得： 2H2O= 一定条件下2H 2O2。 答案 C 二、非选择题(本题包括 5 小题，共 55 分) 16.(8 分)某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图，实验过 程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化，试管中有少量液体凝结，试管中酸 性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管中液体气味，具有汽油的气味。 (1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为_ _， 加入药品之前的操作为_， 长导管的作用是_。 (2)试管中少量液体凝
15、结说明了_ _。 (3)试管中溶液褪色说明了_ _。 (4) 能 否 用 试 管 中 的 液 体 萃 取 溴 水 中 的 溴 ？ 。 理 由 是 _ _。 (5) 写 出 二 十 烷 裂 化 得 到 癸 烷 和 癸 烯 的 化 学 方 程 式 ： _ _。 解析 仪器连接的顺序应遵循从下往上、从左到右的原则，装入药品之前要检验 装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气 外，兼起冷凝气体的作用；依据催化裂化原理，二十烷裂化时能发生多个化学反 应。癸烷和癸烯是各含 10 个碳原子的烷烃和烯烃，化学方程式为 C20H42 Al2O3 C10H20C10H22。 试管中有
16、液体生成，说明生成了碳原子数 5 个以上的烃，因为常温常压下，碳 原子数 5 个以上的烃大都呈液态。试管中酸性 KMnO4溶液褪色说明生成常温 常压下呈气态的碳原子数 5 个以下的烯烃；由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴 发生加成反应，所以不能用试管中的液体来萃取卤素单质；从以上变化可以看 出，石油裂化的主要目的是为了获得更多的轻质燃油，提高汽油的产量和质量。 答案 (1)从下往上、从左到右 检验装置的气密性 导气、冷凝气体 (2)裂化生成了碳原子数 5 个以上的烃 (3)裂化生成了碳原子数小于 5 的烯烃 (4)不能 裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应 (5)C20H42 Al2O3 C10
17、H22C10H20 17.(12 分) 地球的表面积为 5.1 亿平方公里， 其中海洋的面积为 3.67 亿平方公里， 占整个地球表面积的 70.8%。海洋是一个巨大的化学资源宝库，下面是海水资源 综合利用的部分流程图，请根据该图回答下列问题： (1)淡化海水的方法有 (写一种合理方法即可)。由海水提取的粗盐中含有 Ca2 、Mg2、SO2 4等离子，为了除去这些离子，需要依次加入稍过量的 NaOH、 BaCl2、 (填化学式)， 之后 (填操作名称)， 再加入适量 (填 试剂名称)。将所得溶液加热浓缩、冷却结晶，得到精盐。 (2)反应由无水 MgCl2制取金属镁的常用工业方法是 _。 (3)
18、向苦卤中通入 Cl2置换出 Br2，再用空气吹出溴并用 SO2吸收，转化为 Br ，反 复多次，以达到富集溴的目的。由海水提溴过程中的反应可得出 Cl 、SO 2、Br 还原性由强到弱的顺序是_。 (4)工业上也可以用 Na2CO3溶液吸收吹出的 Br2，生成溴化钠和溴酸钠，同时放出 CO2。写出反应的离子方程式：_。 最后再用 H2SO4处理所得溶液重新得到 Br2，其反应的离子方程式为 _。 解析 (1)海水淡化即是使海水中的金属阳离子浓度降低，可采用蒸馏法、电渗析 法、离子交换法等；除去粗盐中含有的 Ca2 、Mg2、SO2 4等离子，加入氢氧化 钠溶液除去 Mg2 和少量的 Ca2，加
19、入 BaCl 2溶液除去 SO2 4，然后溶液中多余的 Ba2 用碳酸钠溶液除去，所以应再加入 Na 2CO3溶液，过滤后再加入适量的稀盐 酸除去碳酸根离子即可。(2)由无水氯化镁制取镁的方法通常用电解法得到单质镁。 (3)根据氧化还原反应中的氧化性、还原性的判断规律可知，Cl2置换出 Br2，说明 溴离子的还原性大于氯离子，再用空气吹出溴并用 SO2吸收，转化为 Br ，说明 二氧化硫的还原性大于溴离子， 所以 Cl 、 SO 2、 Br 还原性由强到弱的顺序是 SO 2 Br Cl。(4)用 Na 2CO3溶液吸收吹出的 Br2，生成溴化钠和溴酸钠，同时放出 CO2，根据题意写出离子方程式
20、为 3CO2 33Br2=5Br BrO 33CO2；再用 H2SO4处理所得溶液重新得到 Br2，在酸性条件下 Br 、BrO 3发生氧化还原反应生 成溴单质和水，离子方程式为 5Br BrO 36H =3Br 23H2O。 答案 (1)蒸馏法(合理即可) Na2CO3 过滤 盐酸 (2)电解法 (3)SO2Br Cl (4)3CO2 33Br2=5Br BrO 33CO2 5Br BrO 36H =3Br 23H2O 18.(12 分)把两张圆形滤纸分别叠成漏斗状套在一起，取出内层滤纸，在其底部剪 一小孔后用水润湿， 再套回原处， 并架在铁圈上， 下面放置一盛有沙子的蒸发皿； 将 5 g
21、干燥的氧化铁粉末和 2 g 铝粉均匀混合后放入纸漏斗中， 在混合物上面加入 少量氯酸钾固体，中间插一根砂纸打磨过的镁带；用燃着的小木条点燃镁带，观 察现象。 根据上述实验回答下列问题： (1)该实验中，镁带的作用是_ ， 氯 酸 钾 的 作 用 是 _ 。 (2)可能观察到的实验现象是_ _， 写出发生反应的化学方程式_ _。 (3)为了探究反应后的固体成分，某同学设计以下实验： 序号 操作过程 现象与结论 取少量反应后的固体研成固体部分溶解， 但没有气泡 粉末， 加入足量浓氢氧化钠 溶液中，微热 产生，由此得出结论： 取少量反应后的固体研成 粉末， 用磁铁接近固体粉末 观察到 ， 证明固体中
22、有铁生成 取少量反应后的固体溶 于 ， 滴加 KSCN 溶液 溶液不变红色， 不能得出反 应后的固体中没有3价铁 元素 补充完整上述信息： _； _； _。 写出实验中发生反应的离子方程式： _ _； 用离子方程式表示实验结论正确的理由 _ _。 从氧化还原反应原理角度分析：铝不足时，氧化铁与铝反应的还原产物可能有 _ 。 解析 (1)铝热反应实验需要高温，引燃方式特殊。用镁带作引燃剂，氯酸钾分解 产生氧气，作助燃剂。(3)磁铁能吸附铁粉，用于检验是否有铁生成；如果反应后 的固体中有氧化铁、四氧化三铁时，其溶于稀硫酸(或稀盐酸)生成 Fe3 ，但生成 的铁粉能还原 Fe3 。注意不能用硝酸溶解
23、固体，因为实验中的现象为“溶液不 变红色”。根据氧化还原反应原理，3 价铁元素可以降低到2 价、0 价，即生 成氧化亚铁、四氧化三铁、铁，当铝粉过量时生成铁；铝粉不足时生成氧化亚铁 和四氧化三铁。 答案 (1)引燃剂 助燃剂 (2)混合物剧烈燃烧，发出强光，熔融物落入盛有沙子的蒸发皿中 Fe2O3 2Al= 高温 2FeAl2O3 (3)固体中不含铝粉 磁铁上吸附了粉末 稀硫酸(或稀盐酸) Al2O32OH =2AlO 2H2O 2Fe3 Fe=3Fe2 FeO、Fe3O4 19.(13 分)已知 A、B、F 是家庭中常见的有机物，E 是石油化工发展水平的标志， F 是一种常见的高分子材料。根
24、据下面转化关系回答下列问题： (1)操作、操作的名称分别为 、 。 (2)下列物质中沸点最高的是 (填字母)。 A.汽油 B.煤油 C.柴油 D.重油 (3)在中属于取代反应的是 ；原子利用率为 100%的反应 是 。(填序号) (4)写出 A、F 的结构简式：A 、F 。 (5)写出反应的离子方程式：_ _。 (6)作为家庭中常见的物质 F，它给我们带来了极大的方便，同时也造成了环境污 染，这种污染称为_。 解析 石油经过分馏可生产石油气、汽油、柴油等产品，而上述产品再经过高温 裂解可制得乙烯、丙烯等化工产品，而 E 是石油化工发展水平的标志，故 E 为乙 烯， 则 F 为聚乙烯， B 为乙
25、醇。 由框图知 C 为乙醇与酸 A 发生酯化反应生成的酯， 且 A 为家庭中常见有机物，故 A 为乙酸，C 为乙酸乙酯，其他答案可依次推出。 答案 (1)分馏 裂解 (2)D (3) (4)CH3COOH CH2CH2 (5)CH3COOCH2CH3OH CH 3COO C 2H5OH (6)白色污染 20.(10 分)(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。 由于大气中 CO2含量的剧增， 大 量 珊 瑚 礁 ( 主 要 成 分 是 碳 酸 钙 ) 被 海 水 侵 蚀 ， 其 原 因 是 _ _(用化学方程 式表示)。 (2) 温 室 效 应 导 致 海 平 面 上 升 ， 引 起 温 室 效
26、 应 的 人 为 原 因 主 要 是 _。 (3)为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态 CO2 密度大于海水密度的事实，设想将 CO2液化后，送入深海海底，以减小大气中 CO2的浓度。为使 CO2液化，可采取的措施是 (填字母，下同)。 A.减压、升温 B.增压、升温 C.减压、降温 D.增压、降温 (4)科学家研究发现，用“汽水”(一种能释放 CO2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进 植物的生长，原因是它能_。 加强呼吸作用 加强光合作用 改良碱性土壤， 调节 pH 加强植物的蒸 腾作用 A. B. C. D. (5) 快 速 、 有 效 地 减 缓 大 气 中CO2大
27、量 增 加 的 生 态 学 措 施 是 _。 A.使用天然气等燃料 B.控制全球人口的增长 C.植树造林，保护森林 D.立即减少使用煤等矿物燃料 解析 本题以二氧化碳的性质为载体，综合考查同学们的环保意识，引导同学们 关注社会、关注未来。题目选材新颖，涉及面广，起点高，落点低，具有很强的 时代性。(1)二氧化碳微溶于水，溶于水后会与碳酸钙反应，使碳酸钙溶解；(3) 增大压强或降低温度都会使气体液化。(4)植物的呼吸作用放出 CO2，植物的蒸腾 作用与外界温度及水分有关，与 CO2的浓度无关；植物进行光合作用需要吸收 CO2， 且 CO2溶于土壤与水生成的碳酸电离出 H ， 可以改良碱性土壤， 调节 pH， 促进植物对 Ca2 、Mg2的吸收，所以用“汽水”浇灌植物能促进植物的生长。(5) 随着社会的进步，对能源的消耗也将进一步增多，所以不可能立即减少煤等矿物 燃料的燃烧，使用天然气等燃料也会产生 CO2，只有绿色植物的光合作用会吸收 大量的 CO2，且见效快。 答案 (1)CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2 (2)大量燃烧煤等矿物燃料 (3)D (4)B (5)C
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