高三化學攻關(guān)三十六法之――環(huán)境化學題
環(huán)境問題,與生活聯(lián)系密切,多數(shù)陌生度高,因而有難度。
●難點磁場
請試做下列題目,然后自我界定學習本篇是否需要。
人體血紅蛋白中含有Fe2+,如果誤食亞硝酸鹽,會使人中毒,因為亞硝酸鹽會使Fe2+轉(zhuǎn)變成Fe3+,生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2結(jié)合的能力。服用維生素C可以緩解亞硝酸鹽的中毒,這說明維生素C具有
A.酸性 B.堿性 C.氧化性 D.還原性
●案例探究
[例題]在氯氧化法處理含CN-的廢水過程中,液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一),氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質(zhì)。
(1)某廠廢水中含KCN,其濃度為650 mg?L-1。現(xiàn)用氯氧化法處理,發(fā)生如下反應(yīng)(其中N均為-3價):
KCN+2KOH+Cl2KOCN+2KCl+H2O。
被氧化的元素是_______________。
(2)投入過量液氯,可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣。請配平下列化學方程式,并標出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目:
KOCN+KOH+Cl2→CO2↑+N2↑+KCl+H2O
(3)若處理上述廢水20.0 L,使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),至少需液氯______g。
命題意圖:以廢水處理為載體,考查學生對氧化還原反應(yīng)的認識及有關(guān)化學計算的能力。
知識依托:氧化還原反應(yīng)及根據(jù)化學方程式的計算。
錯解分析:不能準確判定KOCN中C、N元素的化合價,導致配平及計算結(jié)果錯誤。
解題思路:KCN被Cl2氧化分兩步完成,第一步:,先氧化還原性較強的C元素;第二步:,再氧化還原性較弱的N元素:
2KO+4KOH+32→2CO2↑+2↑+6K+2H2O
↓ ↑
2×3 6×1
KCN轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的N2和CO2,與Cl2存在如下關(guān)系:
n(KCN)=650 mg?L-1×20.0 L×10-3 g?mg-1÷65.0 g?mol-1=0.200 mol
n(Cl2)=n(KCN)= ×0.200 mol=0.500 mol
m(Cl2)=0.500 mol×71.0 g?mol-1=35.5 g
答案:(1)碳(或C)
2KOCN+4KOH+3Cl2==2CO2+1N2+6KCl+2H2O
(3)35.5
●錦囊妙計
環(huán)境問題的順利解決需要:
1.多關(guān)注社會問題,從中學到教科書上沒有的知識。
2.多聯(lián)系生活實際,學以致用,將死的書本知識活化到現(xiàn)實生活中來,應(yīng)用所學知識解決生活中所遇到的實際問題。
●殲滅難點訓練
1.(★★★)六氯苯是被聯(lián)合國有關(guān)公約禁止或限制使用的有毒物質(zhì)之一,下式中能表示六氯苯的是
2.(★★★★)康泰克等常用治療感冒藥品中含苯丙醇胺(又稱鹽酸苯丙醇胺或鹽酸去甲麻
黃堿) 人服用后會產(chǎn)生負作用:過敏、心律失調(diào)、高血壓、
急性腎衰、失眠等。最近停止使用,這是2000年最引人關(guān)注的社會問題之一。
(1)苯丙醇胺的英文縮寫是________
A.PPb B.PPA C.PPm D.APC
(2)與鹽酸苯丙醇胺有類似作用的麻黃堿如果
保持甲基數(shù)目不變,含有羥基且羥基及N原子距苯環(huán)位置不變,其同分異構(gòu)體共有______種。
3.(★★★★)致冷劑是一種易被壓縮、液化的氣體,液化后在管內(nèi)循環(huán),蒸發(fā)時吸收熱量,使環(huán)境溫度降低,達到致冷目的。人們曾采用過乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷劑,但它們不是有毒,就是易燃。于是科學家根據(jù)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律來開發(fā)新的致冷劑。據(jù)現(xiàn)有知識,某些元素化合物的易燃性、毒性變化趨勢如下:
(1)氫化物的易燃性:第二周期________>________>H2O、HF;
第三周期SiH4>PH3>________>________。
(2)化合物的毒性:PH3>NH3,H2S________H2O;CS2________CO2,CCl4>CF4(選填“>”或“<”)。
于是科學家們開始把注意力集中在含F(xiàn)、Cl的化合物上。
(3)已知CCl4的沸點為76.8℃。CF4的沸點為-128℃。新致冷劑的沸點范圍介于其間。經(jīng)過較長時間反復試驗,一種新的致冷劑氟利昂CF2Cl2終于誕生了,其他類似的還可以是______。
(4)然而,這種致冷劑造成了當今的某一環(huán)境問題是 。但求助于元素周期表中元素及其化合物的 變化趨勢來開發(fā)致冷劑的思維方法是值得借鑒的。(填寫字母,多選扣分)
①毒性 ②沸點 ③水溶性 ④顏色
a.①②③ b.①②④ c.②③④
4.(★★★★★)我國規(guī)定飲用水質(zhì)量標準必須符合下列要求:
pH
6.5~8.5
Ca2+、Mg2+總濃度
<0.0045 mol?L-1
細菌總數(shù)
<100個?mL-1
以下是源水處理成自來水的工藝流程示意圖:
(1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO-3、Cl-等,加入石灰后生成Ca(OH)2,進而發(fā)生若干復分解反應(yīng),寫出其中一個離子方程式______________________。
(2)凝聚劑除去懸浮固體顆粒的過程是_____________(填寫編號,多選倒扣)
①只是物理過程 ②只是化學過程 ③是物理和化學過程
FeSO4?7H2O是常用的凝聚劑,它在水中最終生成_____________沉淀。
(3)通入CO2的目的是_______________和_______________。
(4)氣體A的作用是____________________,這種作用是基于氣體A和水反應(yīng)的產(chǎn)物具有__________性。
(5)下列物質(zhì)中,_______可以作為氣體A的代用品(填寫編號,多選倒扣)。
①Ca(ClO)2 ②NH3 (l) ③K2FeO4 ④SO2
難點磁場
提示:Fe2+被亞硝酸鹽氧化成Fe3+,從而使血紅蛋白喪失了與O2結(jié)合的能力,因而有毒,緩解其毒性的方法是使Fe3+重新變回Fe2+,維生素C能夠緩解亞硝酸鹽中毒,說明維生素C有還原性。
答案:D
殲滅難點訓練
共6種,分別將1個甲基固定在1~6位,讓另1個甲基轉(zhuǎn)動,注意不要重復,可得其二甲基取代物種數(shù):
答案:(1)B (2)20
3.提示:(1)還原性越強,越易自燃。
(2)可由元素周期表推出,也可由所學知識(H2S劇毒、CO2無毒)而填寫。
(3)由新致冷劑的沸點可以推測其分子為甲烷的氟氯代物,還可以是:CFCl3、CF3Cl。
(4)氟氯代烴逸入空氣可以使臭氧層被破壞,形成臭氧空洞。
題給研究思路分析了元素周期表中元素的易燃性、毒性和沸點。
答案:(1)CH4 NH3 H2S HCl (2)> > (3)CFCl3、CF3Cl
(4)形成臭氧空洞 a
4.提示:(1)含有Ca2+、Mg2+、HCO、Cl-的水中加入Ca(OH)2,可發(fā)生多種化學反應(yīng):
HCO+OH-====H2O+CO
Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓
Ca2++HCO+OH-====H2O+CaCO3↓
Mg2++2HCO+2Ca2++4OH-====Mg(OH)2↓+2H2O +2CaCO3↓
答案可選其一。
(2)加入凝聚劑(可依FeSO4?7H2O而分析)前水溶液呈堿性(因加入石灰),所以加入FeSO4?7H2O發(fā)生如下反應(yīng):
Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3
生成的Fe(OH)3膠體可吸附水中懸浮的雜質(zhì)。可見,凝聚劑除去水中懸浮顆粒是“化學和物理過程”。
(3)通入CO2的目的是除去加入的過量的石灰
Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
即除去Ca2+和調(diào)節(jié)溶液的pH,但應(yīng)謹防通入的CO2過量,否則不能除去Ca2+。
(4)二級沉降后的水中應(yīng)通入Cl2,進行殺菌消毒,因為Cl2與水反應(yīng)有強氧化性物質(zhì)(HClO)生成。
(5)具有強氧化性的物質(zhì),只要不能造成環(huán)境污染,便能成為Cl2的替代品,工業(yè)上常用的是Ca(ClO)2和K2FeO4。K2FeO4之所以有強氧化性是因為其中Fe元素具有較高的價態(tài):+6,而我們已經(jīng)知道Fe3+是具有強氧化性的,那么FeO的氧化性更強。
答案:(1)HCO+OH-====CO+H2O或Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓或
Ca2++HCO+OH-====CaCO3↓+H2O (2)③ 膠狀Fe(OH)3 (3)除去Ca2+ 調(diào)節(jié)pH (4)殺菌消毒 強氧 (5)①③
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