2021年高考化学一轮复习讲义 第4章 专题突破19　绿色化学与环境保护

专题突破19　绿色化学与环境保护

一、环境污染及其防治

1．环境污染

(1)大气污染问题

大气污染是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石类燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等；其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。

(2)水体污染

指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。

(3)固体废弃物造成的污染

主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。

2．环境保护的措施

(1)工业废气携带颗粒物的回收利用。

(2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。

(3)回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。

二、绿色化学

1．绿色化学有关概念

(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。

(2)绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：

①采用无毒、无害的原料；

②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；

③产品应该是环境友好的；

④具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。

2．原子经济性

美国著名有机化学家B.M.Trost在1991年首先提出“原子经济性”的概念：认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中(如完全的加成反应：A＋B===C)，达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为原子利用率＝×100%。经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。

1．(2019·铜川调研)化学与人类社会生产、生活密切相关。下列说法正确的是(　　)

A．误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒

B．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施

C．碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查

D．生石灰可用作食品抗氧化剂

答案　B

解析　重金属盐引起人体中毒，用豆浆解毒，故A错误；SO2和NOx是形成酸雨的主要物质，减少它们的排放可减少酸雨的产生，故B正确；碳酸钡能与胃酸反应，引起中毒，故C错误；生石灰不是作食品抗氧化剂，而是作干燥剂，故D错误。

2．(2020·湖南怀化统一考试)化学与生产、生活、环境等社会实际密切相关。下列相关叙述正确的是(　　)

A．SO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的气体

B．75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同

C．纳米铁粉通过物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金属离子

D．汽车尾气中含有的氮氧化物，会加剧酸雨的形成

答案　D

解析　SO2和NO2都是可形成酸雨的气体，CO2不能形成酸雨，但会造成温室效应，A项错误；75%的酒精消毒的原理是使蛋白质发生变性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的强氧化性杀菌消毒，原理不相同，B项错误；纳米铁粉能有效地处理污水中的Hg2＋、Pb2＋等重金属离子，与其还原性有关，C项错误。

3．(2019·石家庄质检)某研究小组采用如图所示电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上，并可制取H2和S。下列说法正确的是(　　)

A．吸收H2S的离子方程式为Fe3＋＋H2S===Fe2＋＋S↓＋2H＋

B．电解过程中的阳极反应主要为2Cl－－2e－===Cl2↑

C．该工艺流程体现绿色化学思想

D．实验室可用点燃充分燃烧的方法消除H2S对环境的污染

答案　C

解析　A项，电荷不守恒；B项，由循环箭头可知，阳极电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋；D项，H2S完全燃烧的产物SO2仍是大气污染物。

4．食品、大气、工业尾气中SO2均需严格检测或转化吸收，下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是(　　)

A．滴定法：用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度

B．沉淀法：用Ba(OH)2溶液沉淀SO2，然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度

C．氨酸法：用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应，将富集后的SO2循环使用

D．石灰—石膏法：常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3，再经氧化可用于生产石膏

答案　C

解析　A项，葡萄酒中的乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化，对SO2的检测有干扰；B项，大气中的CO2能与Ba(OH)2溶液形成沉淀，对SO2的检测有干扰；C项，氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，(NH4)2SO3或NH4HSO3与硫酸反应能产生SO2，SO2可以循环使用；D项，石灰石吸收SO2，需要在高温下才能进行。

5．工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是(　　)

A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O

B．长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化

C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸

D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH

答案　C

解析　NH4Cl水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B项正确；检验NH应使用红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。