专题30 化学与工业、环保-中考化学解题宝典.doc

【精品】20192020学年中考化学解题宝典专题30 化学与工业、环保知识要点1.工业制NH3氨气是生产氮肥和制碱的重要原料，因此合成氨气是重要的工业项目；N2+3H2+2NH32.侯氏制碱法纯碱在工业上用途很广NH3+H2O+CO2=NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3 合写NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl碳酸氢钠之所以沉淀是因为它在食盐水中的溶解度很小，容易析出；3.氯碱工业氯碱工业的反应原理是电解饱和食盐水4.煤、石油和天然气煤、石油、天然气都是化石燃料，是当今世界上最重要的三大矿物燃料，都是传统能源，也是重要的能源；煤燃烧时产生一种有刺激性气味的SO2气体，SO2是酸雨形成的主要原因；石油是一种粘稠状液体，通常显黑色或深棕色，常有绿色或蓝色荧光，有特殊气味，不溶于水，密度比水煤、石油、天然气的燃烧都是产生温室气体的来源。5.清洁能源和新能源太阳能、风能、水能等能源属于清洁能源，不会对环境造成污染而且取之不尽；氢能源是一种理想的新能源，由于生成物为水，对环境完全无害，因此是能源发展的重点；不含碳原子的无机物不可能会反应生成有机物，因此无机物不可能为替代能源；核能储量丰富，开发潜力大，是开发新能源的主流；乙醇属于可再生能源；6.有毒尾气处理CO、SO2、NO都是有毒气体，不能直接排放到大气中，必须用化学试剂吸收掉。7.其它塑料、合成纤维和合成橡胶号称20世纪三大有机合成技术。典型例题【例1】我市某化工厂排放的尾气中除含CO2 外，还可能含有CO等气体。为确认CO气体是否存在，实验小组利用下列装置进行了检验，请回答下列问题： 氢氧化钠溶液 澄清石灰水A B C 图4-46（1）在实验时，上述装置的连接顺序是：A B CB。其中A装置的作用是 ，第一次B装置的作用为 。（2）若CO气体存在，则装置C中实验现象为 ， 反应的化学方程式为 （3）从环境保护的角度考虑，你认为该实验的设计该如何改进?请写出一种改进方法: 。解析：（1）由于尾气有CO2，为排除对实验的干扰，用A装置的氢氧化钠吸收CO2；B装置的作用是检验CO2是否吸收干净，未除尽石灰水会变浑浊；（2）CO在高温下可还原氧化铁，所以装置C中红色的氧化铁会逐渐变成黑色单质铁；CO与Fe2O3反应生成单质Fe和CO2；（3）由于CO会污染空气，所以应采取尾气处理装置；答案：（1） 除去原尾气中的二氧化碳气体 ； 检验原尾气中的二氧化碳是否除尽； （2）红色固体逐渐变黑 ； 3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2（3）增加尾气处理装置，或将尾气点燃，或用气球收集尾气点拨：CO有毒，排放前可以通过点燃除去；【例2】开发氢能源是实现社会可持续发展的需要。工业上可用煅烧黄铁矿(主要成分FeS2)产生的二氧化硫通过下列工艺过程制取氢气。图4-47(1)写出膜反应器中HI气体发生分解反应的化学方程式 。(2)分离器中分离出的副产品是 ，生产流程中能被循环利用的物质X为 。解析：(1)根据图示，HI高温下可分解为H2和I2；(2)由图可知，H2SO4与制取氢气无关，所以是分离出的副产品是H2SO4；能被循环利用的物质是I2；答案：（1）2HIH2+I2 (2) H2SO4 (硫酸) I2（碘）点拨：化学工业中，通过反应除了生成所需产物以外，同时也得到的与所需产品无关的反应产物都是副产品，副产品可用于别处。【例3】如下图所示，某河流上游的造纸厂和小型石灰厂，向河中非法排放废液和废渣。通过检测发现：造纸厂排放的废液中含有氢氧化钠和碳酸钠；石灰厂排放的废液显碱性，附近的河水浑浊且水温偏高。造纸厂石灰厂P图4-48（1）河水温度偏高对水质的直接影响是什么？为什么？（2）在P处取一定量河水，静置后过滤出白色固体；取少量白色固体加入足量稀盐酸，固体全部溶解，并产生使澄清石灰水变浑浊的气体。据此能否确定该白色固体的成分？若能，说明理由；若不能，设计实验确定其成分。（3）为尽可能减轻河水污染，除了将石灰厂的废渣回收外，还需将两厂的废液集中处理后再排放。简述将两厂废液混合之后还应进行的操作及目的。解析：（1）因为气体的溶解度随温度升高而减小，所以当河水温度偏高时，水中溶解氧气减小，易引起鱼虾死亡；（2）由于氢氧化钙溶解度小，会析出白色固体，容易和碳酸钙发生混淆，所以不能确定白色固体的成分；鉴定氢氧化钙可用无色酚酞试液，溶液变红证明氢氧化钙存在；（3）两厂废液混合之后会生成白色碳酸钙沉淀和氢氧化钠，因此需要进行过滤，再在滤液中加入酸进行中和，直到中性才能排放；答案：河内的鱼虾死亡,温度升高氧气溶解度减小不能，可能有未完全溶解的氢氧化钙,可取少量河水样品加酚酞,看是否变红，若变红则有氢氧化钙存在 过滤、滤液加适量酸液至PH为中性后排放,防止碱性滤液直接排放(其它合理答案也可)点拨：分析气体的溶解度时，注意温度对气体溶解度的负影响；【例4】阅读下面短文简要回答问题土壤污染是指土壤中积累有毒、有害物质，引起对植物生长的危害，或者残留在农作物中进入食物链而危害人体健康。人从自然界取得资源和能源，经过加工、调配和消费，最终以废弃物撒向土壤，或通过大气、水体和生的向土壤中排放转化。当输入的污染物数量超过土壤的容量和自净能力时，必然引起土壤情况的恶化，发生土壤污染。污染的土壤对农作物生长不利。（1）从上述短文中归纳出要研究的问题。（2）设计实验测定本地区土壤的酸碱性（简要写出操作步骤、现象和结论）。（3）据你所学化学知识提出防止土壤污染的措施（至少三种）解析：（1）本题是开放性试题，要总结出短文主旨，如污染的土壤对农作物生长的影响等；（2）设计实验时，要提出假设（实验目的）、方案设计和操作步骤；（3）根据短文内容，土壤污染来源于人类生产生活产生的废弃物，因此防止土壤污染的主要措施就是控制废弃物的排放，如：工业三废治理，控制农药使用，合理施肥等；答案：（1）问题：污染的土壤影响农作物生长。（2）假设：酸、碱性土壤对植物的影响。方案设计：取土样少许放入烧杯中，加入适量的蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌后，静置，将PH试纸一端浸入上层清液中，与比色卡对双，判断其酸碱性。结论：酸、碱性土壤对农作物的生长都有影响，（3）防止土壤的措施。控制和杜绝“三废”的排放；严格控制化学农药的使用；合理施用化学肥料；通过生物的的降解吸收来净化土壤；增施有机肥，改良砂性土壤。点拨：工业污染的预防控制措施就是控制污染源，切断污染途径，改进生产技术以减小使用导致污染的化学物质；【例5】空气中CO2浓度的持续走高引起人们的高度重视一些科学家认为，人类不仅要努力减少CO2的排放，还要尽快想办法清除空气中过多的CO2为此，他们设想了一系列“捕捉”CO2的方法方法：一些科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉空气中的CO2，如图1所示来源:学&科&网Z&X&X&K图4-49步骤二中发生反应的化学方程式是 方法：另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中的CO2，如图2所示（1）NaOH的溶液喷成雾状是为了 （2）如图a环节中，发生反应的化学方程式为 ； 评价：上述两种方法在化学原理上都是可行的，但在实际应用中仍存在很多问题，例如：方法主要是受到地域和气候的限制；方法主要 根据题干提供的信息进行分析，碳酸钙在900时能分解生成氧化钙和二氧化碳；增大反应物的接触面积能促进反应的进行；氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；使用方法吸收二氧化碳消耗的能源太多解析：方法：碳酸钙在900时能分解生成氧化钙和二氧化碳，故填：方法：（1）NaOH的溶液喷成雾状是为了增大反应物的接触面积，促进反应的进行； 来源:学科网ZXXK（2）氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；使用方法吸收二氧化碳消耗的能源太多，成本太大，答案：方法：CaCO3CaO+CO2方法：增大反应物的接触面积（或提高反应速率、提高吸收速率等合理答案均可）CaO+H2OCa（OH）2 Ca（OH）2+Na2CO3CaCO3+2NaOH能耗太大点拨：分析高温下进行的化学反应时，必须考虑能耗成本；同时喷淋液体可增大反应面积，加快化学反应；更多资料，微信号397636476本节强化练习1、某镇硫酸厂排出的尾气中含有SO2，废水中含有H2SO4 。请回答：(1)该镇经常下酸雨，酸雨的pH 5.6(填：、)；要粗略地测定酸雨pH，通常用精密 试纸。(2)请举一例酸雨的危害： 。(3)用熟石灰处理该厂废水的化学方程式为： 。(4)该厂的下列整治措施不妥的是 (填序号)：A.废气循环利用 B.将废气点燃后排放C.废水用碱中和后排放 D.改进工艺，减少废气废水的产生1、解析：(1)只有pH值小于5.6的雨水才叫酸雨，粗略测定pH值通常用精密pH试纸，精确测定pH值用pH计；所以空缺处应填，pH；(2)酸雨可腐蚀建筑物，造成土壤酸化，影响植物的生长等；(3)熟石灰是氢氧化钙，溶液呈碱性，可用于中和酸，氢氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙和水；(4) SO2点燃后生成SO3，SO3和H2O反应生成硫酸，会加重酸雨的形成，所以措施不妥；答案：(1) pH(若写为PH或ph不给分) (2)影响人类健康(或使森林大面积枯死、或建筑物腐蚀损坏、或土壤酸化等等，符合题意均给分)(3)Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O (4) B(4) B2、春节前夕，我省遭遇冰雪灾害。为了清除道路上的冰雪，有关部门投入了大量工业盐融雪剂用于除冰。同学们从资料中得知：使用工业盐融雪剂后，道路两旁树木、农作物大量死亡；桥梁路面除冰不得使用工业盐融雪剂。【提出问题】工业盐融雪剂对树木、农作物和桥梁为什么会造成危害?【查找资料】(1)工业盐的主要成分是NaCl和NaNO2； (2)土壤盐碱化会造成树木、农作物死亡。【作出猜想】猜想一：工业盐溶液可能显碱性；猜想二：工业盐溶液对钢铁可能有更强的腐蚀性。【实验探究】请你填空：实验操作实验现象实验结论猜想一工业盐溶液显碱性，会造成道路两旁的土壤盐碱化。猜想二实验 实验实验：67天后明显生锈实验：23天后明显生锈【反思与应用】对于道路除冰，请你提出更好的建议 。2、解析：【实验探究】猜想一：根据实验结论，工业盐溶液显碱性，所以可用无色酚酞试液检验，实验现象是溶液变红；猜想二：根据实验现象，实验容易生锈，所以工业盐溶液更容易使铁生锈，对比对象只能是水；实验结论是铁在工业用盐的溶液中生锈的速率比在水中更快；【反思与应用】由于工业盐危害环境、生物，易破坏建筑结构，所以可提出的建议就是开放新型融雪剂，或采取物理方法除雪。答案： 实验操作实验现象 实验结论猜想一取样配成溶液，取少量溶液于试管中，滴入无色酚酞溶液无色酚酞溶液变红猜想二铁在工业用盐的溶液中生锈的速率比在水中更快反思与应用开发无污染的融雪剂(或开发污染小的融雪剂或人工铲雪)3、竖炉冶铁工艺流程如图4-32所示。图4-50回答下列问题：（1）该工艺流程中，甲烷的作用是 ，冶炼出的铁水属于 （填“纯净物”或“混合物”）。（2）用化学方程式表示还原反应室内炼铁的原理 。（写一个）（3）该工艺流程中，可循环利用的物质是 。3、解析：（1）根据流程图，CH4进入反应室后变成合成气，所以是生产合成气的原料，同时天然气燃烧可提供热量；由于铁水中含有杂质，所以属于混合物；（2）CO气体进入反应室产生CO2，Fe2O3进入反应室变成铁水，所以反应原理是CO与Fe2O3高温反应生成单质铁和CO2;（3）由图可知，高温尾气可循环利用，所以是CO2和H2O答案： 燃烧产生热量、做生产合成气的原料 混合物 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2或3H2 + Fe2O3 2Fe +3CO2 （合理答案均可） CO2和H2O（高温尾气）4、钢铁工业是国家工业的基础。(1)下图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图， 根据图示回答下列问题。图4-51若右图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁，请写 出A区和B区所发生主要反应的化学方程式： A区 来源:学科网ZXXK B区 (2)某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究。设计实验用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如右图。图4-52进行实验 该小组按上述实验设计，在一定温度下进行了实验，测得下列数据： 反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量660g(玻璃管的质量为600g) 反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量642g(冷却到室温称量) 物质性质四氧化三铁氧化亚铁氧化铁铁粉颜色来源:Zxxk.Com黑色黑色红色黑色能否被磁铁吸引能不能不能能分析与讨论 本实验中，玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。 查阅资料 一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。实验与猜想该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和。进行猜想：黑色固体粉末可能 a全部为铁 b. c.。 得出结论来源:学科网ZXXK 通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为(写名称) 。 反思与评价 一氧化碳还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。 实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有。 A收集一氧化碳 B吸收二氧化碳 C检验二氧化碳4、解析：（1）根据示意图，A区生产生铁，所以反应主要是CO还原氧化铁；B区是空气进口，和焦炭反应生成CO2；过量的焦炭继续与CO2反应生成CO；;（2）由于黑色固体粉末全部能被磁铁吸引，根据资料，粉末中不可能含有氧化铁和氧化亚铁；所以猜想只能有三种情况，铁、四氧化三铁或二者混合物；得出结论反应前氧化铁质量为6g，反应后固体粉末质量为4.2g，根据化学方程式，6g氧化铁完全反应正好生成4.8g铁，所以黑色固体粉末为单质铁；反思与评价CO是有毒气体，必需收集，氢氧化钠可吸收CO2，所以选AB；答案： （1）(2) 实验与猜想 氧化亚铁 （FeO） 铁和四氧化三铁 四氧化三铁（二者可以互换，化学式也可）得出结论 铁反思与评价 AB