2022年高三化学寒假同步优化训练（含解析）：02化学实验的绿色追求

这是一份2022年高三化学寒假同步优化训练（含解析）：02化学实验的绿色追求，共5页。试卷主要包含了关于绿色化学的叙述错误的是，浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应等内容，欢迎下载使用。


1．关于绿色化学的叙述错误的是( )
A．采用无毒无害的原料，生产有利环保、人体健康、安全的产品
B．在无毒、无害的条件下反应，减少废物向环境排放
C．充分利用能源、资源，提高原子利用率、使原料的原子都成为产品
D．充分利用绿色原料进行化工生产，产出绿颜色产品
解析：选D。绿色化学是从源头上防止污染产生或将化学过程对环境的负面影响降低到最低限度的化学。化工生产和化学实验都应遵循绿色化学的原则，实现原料和过程的绿色化，但它不是“充分利用绿色原料进行化工生产，产出绿颜色产品”。
2．设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器(见右图)。若关闭K，能使反应停止，可将试管从烧杯中取出(会有部分气体逸散)。下列气体的制取宜使用该装置的是( )
A．用二氧化锰(粉末)与双氧水制氧气
B．用锌粒与稀硫酸制氢气
C．用硫化亚铁(块状)与盐酸制硫化氢
D．用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳
解析：选B。因MnO2为粉末状固体，易散落到烧杯中，使反应失去控制，不能停止，A错；用锌粒与稀硫酸反应制取H2，若装置从烧杯中取出会导致H2逸散在空气中，不会造成污染，B正确；若装置从烧杯中取出会导致硫化氢气体逸散在空气中造成污染，C错；制取CO2气体不能用稀硫酸，D错。
3．浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，用贮存很久的漂白粉和浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的气体杂质为①CO2，②HCl，③H2O，④O2中的( )
A．①②③ B．②③④
C．①②③④ D．①④
解析：选A。贮存很久的漂白粉中含有CaCO3，和盐酸反应会生成CO2，同时浓盐酸挥发混有HCl，溶液中进行的反应气体中混有水蒸气。
4．下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是( )
A．用Na2S去除废水中的Hg2＋：Hg2＋＋S2－===HgS↓
B．用催化法处理汽车尾气中的CO和NO: CO＋NOeq \(=====,\s\up7(催化剂))C＋NO2
C．向污水中投放明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体： Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
D．用高温催化氧化法去除烃类废气 (CxHy)∶CxHy＋(x＋eq \f(y,4))O2eq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温))xCO2＋eq \f(y,2)H2O
解析：选B。A项S2－可与Hg2＋结合生成沉淀，从而除去Hg2＋，故A正确；B项反应应为2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2，故B错误；C项是铝离子水解生成氢氧化铝胶体，水解反应的方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，故C正确。D项是烃燃烧的化学反应方程式的通式，故D正确。
5．实验证明铜在低温下不能和O2发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取CuSO4溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列反应的化学方程式为：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
利用铜与浓硫酸在加热条件下也能制备CuSO4溶液，其化学方程式为________________________________________________________________________。
以上两种方法前者好还是后者好？原因是什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：在稀硫酸存在的条件下，Cu与O2反应后的生成物CuO迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下铜与浓H2SO4反应，H2SO4会被还原为SO2，其利用率降低且生成的气体有毒。
答案：2Cu＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2CuO、CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O 前一种方法好；原因是：①制得相同质量的产品，前一种方法消耗硫酸少；②后一种方法生成的SO2会造成大气污染；③前一种方法节省能源
1．下列做法中符合绿色化学理念的是( )
A．实验中未说明药品用量时，取用较多量药品进行实验
B．实验室将废液直接倒入下水道
C．对废旧电池作深埋处理，消除其污染
D．化工生产中使原料尽可能地转化为产品
解析：选D。当实验中未说明药品用量时，应取用“最少量”药品进行实验，即液体试剂1～2 mL，固体试剂盖满试管底部，故A错；实验室将废液直接倒入下水道、对废旧电池作深埋处理，仍然没有消除其污染，故B、C均错误。
2．下列符合“化学反应的绿色化”的是( )
A．实验室制O2：2KClO3eq \(=====,\s\up7(△))2KCl＋3O2↑
B．2C2H5OH＋O2eq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2CH3CHO＋2H2O
C．2M＋N===2P＋2Q,2P＋M===Q(M、N为原料，Q为期望产品)
D．用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
解析：选C。A项实验室制氧气并没有把所有的原料转化为产物；B项乙醇和氧气没有完全转化为乙醛，还有水生成；C项将两个方程式合并后得到3M＋N===3Q，原料全部转化为产品，C正确；D项制备铜的过程中还有FeSO4、H2O生成，D错误。
3. 从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用右图所示装置进行的是( )
A．不同浓度的硝酸与铜反应
B．稀硫酸与纯碱或小苏打反应
C．铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应
D．H2O2在不同催化剂作用下分解
解析：选A。由于图中所示装置没有尾气吸收装置，因此，凡是产生有毒、有污染气体的反应在该装置中进行，都不符合绿色化学的理念。A有氮氧化合物生成，故A不行；B、C、D都没有污染的气体产生。
4．某地在整顿音像市场的活动中，查获了一大批盗版光盘，并进行了“绿色销毁”。以下做法中，属于“绿色销毁”的是( )
A．泼上汽油焚烧 B．倾倒入江河中
C．深埋于土中 D．碾压粉碎后再回收利用
解析：选D。A项中，泼上汽油焚烧，浪费能源，并产生污染大气的气体；B项中，倾倒入江河中，会造成水污染；C项中深埋于土中，会造成土壤污染；D项中，碾压粉碎后再回收利用可节约资源，实现循环利用，同时减少污染。
5．湿润的蓝色石蕊试纸接触氯气后，其颜色变化为( )
A．变红 B．先变红后变白
C．变白 D．不变
解析：选B。氯气溶于水生成HCl和HClO，其中HCl可使蓝色石蕊试纸变红，而HClO又具有漂白作用，故先变红后变白。
6．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－(X－为Cl－、Br－、I－)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙中依次含有( )
A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－
C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－
解析：选B。本题主要考查卤素之间的置换反应和单质水溶液的颜色以及推理能力。
根据卤素按F、Cl、Br、I顺序，单质氧化性递减，还原性按F－、Cl－、Br－、I－渐强的规律(这是解题的关键)，甲溶液加淀粉和氯水混合后，未出现蓝色，说明甲中无I－，溶液为橙色，说明有Br－；再加入丙，若溶液变蓝说明丙中含有I－，题目中无此现象，说明丙中无I－，含Cl－，则乙中含I－。
7．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念，在“绿色化学工艺”中理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他反应物是( )
A．CO和CH3OH B．CO2和H2O
C．H2和CO2 D．CH3OH和H2
解析：选A。原子利用率达到最高即为100%。CH3C≡CH的化学式为C3H4，生成物的化学式为C5H8O2，故得到一分子该产物只需其他反应物C、H、O的原子个数比为2∶4∶2，再提供2个C,4个H,2个O来满足C2H4O2，即为2CO和2H2或CO和CH3OH，答案应选A。
8．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：选B。电解NaCl溶液时，其化学方程式为：2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
阳极上产生Cl2，在阳极附近滴入KI溶液，溶液呈棕色，B正确；阴极上产生H2，在阴极附近滴入酚酞，溶液呈红色，最终溶液呈碱性，C、D两项均不正确。
9．用石墨电极电解含有相同物质的量的Na2SO4和CuSO4的溶液。一段时间后，溶液颜色变浅。此时若要使溶液中的Na2SO4和CuSO4都恢复到电解前的浓度，应向电解后的溶液中加入适量的( )
A．Na2SO4和CuSO4 B．CuO
C．Na2O和CuO D．H2O和CuSO4
解析：选B。电解此溶液的本质是：2Cu2＋＋2H2O===2Cu↓＋4H＋＋O2↑，所以要使电解液复原，应加CuO。
10．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类别都正确的是( )
解析：选C。本题考查运用化学知识处理污染物的常用方法。用生石灰中和废酸，是化学方法，A错。CuSO4不是沉淀，故处理措施错误，B错。活性炭能吸附某些有气味的气体和有色、有毒物质，C项正确。Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，溶液碱性更强，污染更严重，D项错。
11．测定铜合金中铜的含量，可以用稀硝酸来溶解样品，也可以用双氧水和稀盐酸溶解样品，其反应的化学方程式为：Cu＋H2O2＋2HCl===CuCl2＋2H2O。假设样品中其他成分不与稀硝酸、双氧水和盐酸反应。
(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目________________________________________________________________________。
(2)在铜与双氧水、盐酸的反应中氧化剂是________，若有2 ml的H2O2参加反应，则电子转移的物质的量是______________。
(3)用双氧水和稀盐酸溶解样品与用稀硝酸溶解样品相比较，哪种更好？为什么？
________________________________________________________________________。
解析：化学反应中常用的氧化剂如高锰酸钾、浓硫酸、浓硝酸等，都会带来大量有害副产物，而以过氧化氢为氧化剂的还原产物是水，因此，过氧化氢有“清洁先生”的称谓。
答案：
(2)双氧水 4 ml
(3)双氧水更好，因为双氧水在酸性条件下氧化单质铜后的产物中没有污染空气的有害气体
12．已知漂白粉与浓盐酸反应可产生氯气[Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O]。某同学试图测定氯气的体积并验证干燥纯净的氯气无漂白性，现有如下装置，请回答：
(1)请用字母填写装置的连接顺序：a接( )、( )接( )、( )接( )、( )接( )、( )接( )。
(2)洗气瓶中所装液体是________。
(3)在制氯气前，必须进行的一项操作步骤是________________________________________________________________________。
(4)某同学在实验中，发现量筒中未收集到液体，则失败的原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)连接仪器装置的题目一般顺序为：发生装置→净化装置→性质验证装置→气体测量或尾气处理装置。(2)Cl2在饱和食盐水中的溶解度小(有时也用水代替)，可除去Cl2中混有的HCl(要在Cl2干燥之前)，然后通过无水CaCl2得干燥的Cl2。(3)任何气体的制备实验开始之前，都必须进行气密性的检验。(4)最后由量筒和洗气瓶组成的“量气装置”，可以粗略地测定Cl2的体积，但仪器的连接必须为e、d、f，否则将收集不到液体。
答案：(1)d e b或c c或b g h e d f
(2)饱和食盐水 (3)检查装置的气密性
(4)盐酸浓度太小、装置漏气、e与f连接
13．工业上处理含Cr2Oeq \\al(2－,7)的酸性工业废水用以下方法：
①往工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成；③过滤回收沉淀，废水达排放标准。试回答：
(1)电解时的电极反应，阳极__________________________，阴极________________。
(2)写出Cr2Oeq \\al(2－,7)转变成Cr3＋的离子反应方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)电解过程中Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀是怎样产生的？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)能否将Fe电极改成石墨电极？为什么？
________________________________________________________________________。
解析：(1)铁电极作阳极，铁被氧化而溶解：Fe－2e－===Fe2＋，阴极上溶液中氢离子放电生成氢气：2H＋＋2e－===H2↑；(2)阳极生成的Fe2＋与含Cr2Oeq \\al(2－,7)的酸性工业废水发生氧化还原反应，离子方程式为6Fe2＋＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O；(3)由于阴极H＋放电，破坏了水的电离平衡，H2OH＋＋OH－，溶液中OH－浓度逐渐增大并向阳极移动，与Fe3＋、Cr3＋形成Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀；(4)不能用石墨电极代替Fe电极，因为Fe电极在电解过程中产生还原性的Fe2＋，将溶液中Cr2Oeq \\al(2－,7)还原为Cr3＋而除去，若改用石墨电极，不能产生还原性微粒。
答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)6Fe2＋＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
(3)Fe3＋、Cr3＋与溶液中OH－形成Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀
(4)不能用石墨电极代替Fe电极。因为Fe电极在电解过程中产生还原性的Fe2＋，将溶液中Cr2Oeq \\al(2－,7)还原为Cr3＋而除去，若改用石墨电极，不能产生还原性微粒
选项
污染物
处理措施
方法类别
A
废酸
加生石灰中和
物理法
B
Cu2＋等重金属离子
加硫酸盐沉降
化学法
C
含苯废水
用活性炭吸附
物理法
D
含纯碱的废水
加石灰水反应
化学法