Question

16．以下是與綠色化學、環(huán)境保護和人類健康息息相關的三個主題，請根據已知信息問題：
（1）下列制備氯乙烷的反應中原子經濟性最高的是（可多選）AD；
A．CH₂=CH₂+HCl→CH₃CH₂Cl          B．CH₃CH₂OH+HCl→CH₃CH₂Cl+H₂O
C．CH₃CH₃+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃CH₂Cl+HCl       D．CH₂=CHCl+H₂$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃CH₂Cl
由上述四個反應可歸納出，原子經濟性高的是加成反應（填反應類型）；
（2）有毒物質的無害化也是綠色化學研究的內容之一．ClO₂是一種性能優(yōu)良的消毒劑，還可將廢水中少量的S^2-、NO₂^-和CN^-等有毒有害的還原性酸根離子氧化除去．請寫出用ClO₂將廢水中劇毒的CN^-氧化成無毒氣體的離子方程式2ClO₂+2CN^-=2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，
并說明該方法的優(yōu)點產物為無毒的氣體（CO₂和N₂）；
（3）圖如為某飲用水廠從天然水制備純凈水（去離子水）的工藝流程示意圖：

活性炭的作用是吸附水中的有機物（或去除水中的異味）；
O₃消毒的優(yōu)點是反應產物無毒無害；
A、B中放置的物質名稱分別是：A陽離子交換樹脂，B陰離子交換樹脂．

Answer 1

分析 （1）把握“原料分子中的原子全轉變?yōu)樗�需產物”或“不產生副產物，實現零排放”，然后根據題給各選項觀察反應物中所有原子是否都轉化成了所需產物；
（2）先根據題意先確定反應產物：應將CN^-氧化成無毒的CO₂和N₂兩種氣體，而ClO₂被還原為Cl^-，Cl元素由+4-→-1價，C元素由+2-→+4，N元素由-3-→0價，然后再利用化合價升降法配平化學方程式；
（3）根據流程圖天然水$\stackrel{過濾}{→}$去除水中不溶性雜質$\stackrel{活性炭}{→}$通過吸附作用去除有毒、有異味的分子$\stackrel{陽離子交換樹脂}{→}$去除水中的陽離子$\stackrel{陰離子交換樹脂}{→}$去除水中的陰離子$\stackrel{{O}_{3}}{→}$殺菌消毒來解答．

解答 解：（1）A、CH₂=CH₂+HCl→CH₃CH₂Cl中所有原子是否都轉化成了所需產物，原子利用率100%，故A符合；
B、CH₃CH₂OH+HCl→CH₃CH₂Cl+H₂O中除目標產物CH₃CH₂Cl外，還有水生成，原子利用率不是100%，故B不符合；
C、CH₃CH₃+Cl₂$\stackrel{光}{→}$CH₃CH₂Cl+HCl 中除目標產物CH₃CH₂Cl外，還有HCl生成，原子利用率不是100%，故C不符合；
D、CH₂=CHCl+H₂$\stackrel{催化劑}{→}$CH₃CH₂Cl中所有原子都轉化成了所需產物，原子利用率100%，故D符合；
由上述四個反應可歸納出，原子經濟性高的是加成反應；
故答案為：AD；加成；
（2）將CN^-氧化成無毒的CO₂和N₂兩種氣體，而ClO₂被還原為Cl^-該離子反應為：2ClO₂+2CN^-═2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-，其優(yōu)點為產物為無毒的氣體（CO₂和N₂），不污染環(huán)境；
故答案為：2ClO₂+2CN^-═2CO₂↑+N₂↑+2Cl^-；產物為無毒的氣體（CO₂和N₂）；
（3）流程圖天然水$\stackrel{過濾}{→}$去除水中不溶性雜質$\stackrel{活性炭}{→}$通過吸附作用去除有毒、有異味的分子$\stackrel{陽離子交換樹脂}{→}$去除水中的陽離子$\stackrel{陰離子交換樹脂}{→}$去除水中的陰離子$\stackrel{{O}_{3}}{→}$殺菌消毒，所以活性炭的作用為吸附水中的有機物（或去除水中的異味），O₃消毒的優(yōu)點是反應產物無毒無害，A為陽離子交換樹脂，B為陰離子交換樹脂，
故答案為：吸附水中的有機物（或去除水中的異味）；反應產物無毒無害；陽離子交換樹脂；陰離子交換樹脂．

點評 本題主要考查了原子經濟性、離子方程式的書寫，污水處理及自來水凈化，明確發(fā)生的反應及凈化流程為解答的關鍵，注重化學與生活的聯系，題目難度中等．