Question

【題目】以下是與綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)和人類健康息息相關(guān)的三個(gè)主題，請(qǐng)根據(jù)已知信息回答下列問(wèn)題：

(1)下列制備氯乙烷的反應(yīng)中原子經(jīng)濟(jì)性最高的是_____(填字母)。

A.CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl

B.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O

C.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl

D.CH2=CHCl+H2CH3CH2Cl

由上述四個(gè)反應(yīng)可歸納出，原子經(jīng)濟(jì)性最高的是______(填反應(yīng)類型)。

(2)有毒物質(zhì)的無(wú)害化處理也是綠色化學(xué)研究的內(nèi)容之一。ClO2是一種性能優(yōu)良的消毒劑，它可將廢水中少量的CN-等有毒的酸根離子氧化而除去。請(qǐng)寫(xiě)出用ClO2將廢水中的CN-氧化成無(wú)毒氣體的離子方程式：______，該方法的優(yōu)點(diǎn)是_______。

(3)某飲用水廠由天然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖如圖：

活性炭的作用是_______；O3消毒的優(yōu)點(diǎn)是_______。

Answer 1

【答案】AD 加成反應(yīng) 2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl- 產(chǎn)物為無(wú)毒無(wú)害的Cl-、CO2和N2 吸附水中的有機(jī)物(或除去水中的異味) 反應(yīng)產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害

【解析】

(1)把握“原料分子中的原子全轉(zhuǎn)變?yōu)樗�需產(chǎn)物”或“不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放”，然后根據(jù)題給各選項(xiàng)觀察反應(yīng)物中所有原子是否都轉(zhuǎn)化成了所需產(chǎn)物，據(jù)此判斷反應(yīng)類型的特點(diǎn)；

(2)先根據(jù)題意先確定反應(yīng)產(chǎn)物：應(yīng)將CN-氧化成無(wú)毒的CO2和N2兩種氣體，而ClO2被還原為Cl-，Cl元素由+4→-1價(jià)，C元素由+2→+4，N元素由-3→0價(jià)，然后再利用化合價(jià)升降法配平化學(xué)方程式；

(3)根據(jù)流程圖天然水去除水中不溶性雜質(zhì)通過(guò)吸附作用去除有毒、有異味的分子去除水中的陽(yáng)離子去除水中的陰離子殺菌消毒來(lái)解答；

(1)A. CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl中所有原子是否都轉(zhuǎn)化成了所需產(chǎn)物，原子利用率100%，A符合同一；

B.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O中除目標(biāo)產(chǎn)物CH3CH2Cl外，還有水生成，原子利用率不是100%，B不符合題意；

C.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl中除目標(biāo)產(chǎn)物CH3CH2Cl外，還有HCl生成，原子利用率不是100%，C不符合題意；

D.CH2=CHCl+H2CH3CH2Cl中所有原子是否都轉(zhuǎn)化成了所需產(chǎn)物，原子利用率100%，D符合同一；

由上述四個(gè)反應(yīng)可歸納出，原子經(jīng)濟(jì)性高的是加成反應(yīng)；

(2)ClO2具有強(qiáng)氧化性，可以將CN-氧化成無(wú)毒的CO2和N2兩種氣體，而ClO2被還原為Cl-，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的離子反應(yīng)為：2ClO2+2CN-=2CO2↑+N2↑+2Cl-，其優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)物都是無(wú)毒的氣體(CO2和N2)，不污染環(huán)境；

(3)根據(jù)流程圖天然水去除水中不溶性雜質(zhì)通過(guò)吸附作用去除有毒、有異味的分子去除水中的陽(yáng)離子去除水中的陰離子殺菌消毒，所以活性炭的作用為吸附水中的有機(jī)物(或去除水中的異味)，O3消毒的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)產(chǎn)物是H2O，產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)害。