1选择题
某沿海生态保护区为实现资源综合利用，设计了如下工艺路线：①从海水中获得淡水，用于湿地植被灌溉；②从晒盐后的苦卤中提取溴单质，采用"氧化—吹出—吸收—再氧化"流程；③用一氧化碳在高温下还原赤铁矿（主要成分为Fe₂O₃）得到生铁；④用电解熔融氯化钠的方法冶炼金属钠。下列关于上述资源利用与环境保护的说法中，错误的是（ ）
- A. 海水淡化最常用的方法是蒸馏法，其原理是利用各组分沸点不同使水汽化再冷凝
- B. 海水提溴过程中，先通入Cl₂将Br⁻氧化为Br₂，再用热空气吹出，吸收后再经Cl₂氧化得到较纯的Br₂，其中溴元素经历了被氧化、被还原、再被氧化的过程
- C. 用CO还原Fe₂O₃冶炼铁，与电解熔融NaCl冶炼钠，本质都是将金属元素由化合态还原为游离态，只是所选还原手段不同，冶炼钠必须采用电解法
- D. 该工艺路线中无需考虑原子利用率，因为只要最终产品无毒，生产过程中产生少量废气、废渣对环境影响不大
答案：D
解析：A项正确，海水淡化常用蒸馏法，也可用反渗透法，原理表述无误。B项正确，海水提溴中：2NaBr＋Cl₂＝2NaCl＋Br₂（Br⁻被氧化），热空气吹出后用SO₂水溶液吸收：SO₂＋Br₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HBr（Br₂被还原为Br⁻），再用Cl₂氧化得Br₂，故溴元素依次经历氧化—还原—氧化。C项正确，金属冶炼的本质就是把金属从化合态还原为游离态；Fe较活泼性中等，工业上用热还原法（CO还原Fe₂O₃），而Na极活泼，其化合物熔融时只能用电解法还原。D项错误，绿色化学的核心正是从源头上减少和消除污染，追求原子利用率接近100%、尽可能不产生废弃物，而不是"事后治理"或"产品无毒即可"，这与绿色化学理念完全相悖。易错点：一是把"金属冶炼方法"与"金属活泼性"脱钩；二是误认为环保只是末端处理，忽视绿色化学"从源头减少污染"的核心。故选D。
2选择题
为治理某酸性湖泊的污染，环保小组取湖水样品进行实验：向样品中先加入BaCl₂溶液，未见沉淀生成；继续通入另一种气体X后，立即出现白色沉淀。已知该湖泊水体呈酸性且含有一定量的SO₂溶解产物。下列关于气体X及其反应原理的判断中，正确的是（ ）
- A. X可能是NH₃，SO₂与NH₃、H₂O反应生成(NH₄)₂SO₃，再与BaCl₂反应生成BaSO₃白色沉淀，该过程利用了SO₂作为酸性氧化物的性质
- B. X可能是Cl₂，SO₂被Cl₂氧化为H₂SO₄后与BaCl₂反应生成BaSO₃白色沉淀
- C. X可能是CO₂，CO₂与BaCl₂反应生成BaCO₃白色沉淀，说明CO₂的酸性强于盐酸
- D. X可能是O₂，O₂直接与BaCl₂溶液反应生成白色沉淀BaO₂
答案：A
解析：关键现象是"先加BaCl₂无沉淀，通入X后出现白色沉淀"，说明溶液中原来只有SO₂（或H₂SO₃），通入X后转化为SO₃²⁻或SO₄²⁻，再与Ba²⁺生成沉淀。A项正确：SO₂＋2NH₃＋H₂O＝(NH₄)₂SO₃，(NH₄)₂SO₃＋BaCl₂＝BaSO₃↓＋2NH₄Cl，此处SO₂体现酸性氧化物的性质。B项错误：Cl₂确实能氧化SO₂：SO₂＋Cl₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HCl，但生成的是BaSO₄沉淀（硫酸钡），不是BaSO₃，选项中沉淀名称写错。C项错误：CO₂通入BaCl₂溶液不会生成BaCO₃沉淀，因为碳酸酸性弱于盐酸，弱酸不能制强酸；且BaCO₃溶于酸，酸性湖水中更不可能存在。D项错误：O₂与BaCl₂溶液不反应，O₂氧化SO₂的速率很慢，也不能直接与BaCl₂生成BaO₂。易错点：混淆BaSO₃与BaSO₄；误以为CO₂能在BaCl₂溶液中生成沉淀；忽视"酸性环境"对沉淀生成的影响。故选A。
3选择题
某沿海生态保护区为发展循环经济，开展海水资源综合利用与尾气治理。下列关于金属冶炼、海水利用与绿色化学的说法中，错误的是（ ）
- A. 冶炼铁矿石时加入焦炭，焦炭先与O₂反应生成CO，再用CO还原Fe₂O₃，这属于热还原法
- B. 电解熔融NaCl制备金属钠，是因为钠的金属性强，很难用一般还原剂从其化合物中还原出来
- C. 海水提溴时，先通入Cl₂将Br⁻氧化为Br₂，再用热空气吹出并用吸收液富集，其中Cl₂表现还原性
- D. 绿色化学的核心是从源头上减少和消除污染，力求使原子利用率接近100%，尽量不产生废弃物
答案：C
解析：A项：工业炼铁以CO为还原剂在高温下还原Fe₂O₃，CO由焦炭与O₂、CO₂反应制得，属于热还原法，正确。B项：Na、K、Mg、Al等活泼金属用电解法冶炼，正确。C项：Cl₂ + 2Br⁻ = 2Cl⁻ + Br₂，Cl元素化合价由0降低为-1，Cl₂作氧化剂、表现氧化性，而非还原性，该项错误。D项：绿色化学强调从源头上减少和消除污染，原子利用率高，正确。易错点：一是把Cl₂氧化Br⁻说成Cl₂被氧化；二是把
4选择题
某生态治理工程利用钢铁厂含 CO 的烟气还原赤铁矿（主要成分为 Fe₂O₃）炼铁，并对尾气进行处理。下列叙述正确的是
- A. 冶炼铁的实质是把铁元素从化合态还原为游离态，工业上用 CO 还原 Fe₂O₃ 属于热还原法
- B. 冶炼铝、钠等活泼金属时，可分别电解熔融的 AlCl₃ 和 NaCl 制取金属单质
- C. 冶炼 Hg、Ag 等不活泼金属，必须采用电解法才能得到金属单质
- D. 绿色化学的核心是把生产过程中产生的废弃物进行无害化处理后再排放
答案：A
解析：金属冶炼的本质是将金属由化合态还原为游离态，工业炼铁用 CO 还原 Fe₂O₃：Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂，属于热还原法，A 正确。NaCl 是离子化合物，电解熔融 NaCl 可得 Na；但 AlCl₃ 是共价化合物，熔融状态不导电，工业上电解熔融 Al₂O₃（加冰晶石降低熔点）制铝，故 B 错误。Hg、Ag 活动性很弱，其氧化物受热易分解，常用热分解法（如 2HgO = 2Hg + O₂↑），不必用电解法，故 C 错误。绿色化学的核心是从源头上减少和消除污染，使原子利用率接近 100%，而不是先污染后治理，D 混淆了绿色化学与末端治理，故 D 错误。易错点：一是误认为所有活泼金属都电解熔融氯化物（Al 是例外）；二是把绿色化学误解为尾气处理、达标排放。故选A。
5填空题
为治理某矿区酸性废水并回收有价金属，某工厂设计如下方案：用黄铁矿（主要成分为FeS₂）高温煅烧制取SO₂，SO₂经催化氧化生成SO₃，再用浓硫酸吸收得到发烟硫酸；同时以焦炭为还原剂在高炉中冶炼铁矿石（主要成分为Fe₂O₃）。
已知信息：① 焦炭与O₂反应：C(s) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH₁ = -393.5 kJ/mol；② 2C(s) + O₂(g) = 2CO(g) ΔH₂ = -221.0 kJ/mol；③ 3CO(g) + Fe₂O₃(s) = 2Fe(s) + 3CO₂(g) ΔH₃ = -25.0 kJ/mol。
请回答：
（1）金属冶炼的本质是将金属从________态还原为________态；上述炼铁方法属于________（填
答案：（1）化合；游离；热还原法。
（2）吸水性。浓硫酸吸收的是浓硫酸中混有的游离水分子（或气体中已有的水分子），属于吸水性；脱水性是将有机物中的H、O按2∶1比例
解析：本题综合考查金属冶炼、浓硫酸特性与盖斯定律。
（1）冶炼的本质是把金属由化合态变为游离态（化合价降低、被还原）；Fe₂O₃被CO还原属热还原法，Na、Al等活泼金属才用电解法。
（2）浓硫酸作干燥剂利用吸水性；脱水性针对蔗糖等有机物中的H、O元素，二者最易混淆：吸水针对现成水分子，脱水针对有机物内部的H、O组成水。
（3）盖斯定律：由目标反应3CO(g) + Fe₂O₃(s) = 2Fe(s) + 3CO₂(g)与①②组合：3×① - 3×②得3CO + 3/2 O₂ = 3CO₂，再与③组合，得2Fe₂O₃(s) + 3C(s) = 4Fe(s) + 3CO₂(g)的ΔH = 3×① - 3×② + 2×③ ÷ 2…更直接地，目标反应为2Fe₂O₃ + 3C = 4Fe + 3CO₂，可由3×① + 2×③ - 3×② 组合：3C + 3O₂ = 3CO₂（3ΔH₁），6CO + 2Fe₂O₃ = 4Fe + 6CO₂（2ΔH₃），6C + 3O₂ = 6CO（3ΔH₂）→相减整理得2Fe₂O₃ + 3C = 4Fe + 3CO₂，ΔH = 3ΔH₁ + 2ΔH₃ - 3ΔH₂ = 3×(-393.5) + 2×(-25.0) - 3×(-221.0) = -1180.5 - 50.0 + 663.0 = -567.5 kJ/mol。易错点：①ΔH随方程式倍乘而倍乘、随反应逆向而变号，必须同步；②把吸水性与脱水性混淆；③忘记金属冶炼本质是
6解答题
某湿地生态修复工程中，为去除水体中残留的氮氧化物并回收金属铜，设计了以下两步处理方案：
【已知信息】
① 将盛有 12 mL NO₂ 与 O₂ 混合气体的试管倒立于水中，充分反应后试管内剩余 1.5 mL 无色气体（气体体积均在相同条件下测定）。
② 处理后的酸性含铜废水（CuSO₄ 溶液）用锌片、铜片和导线组装原电池进行回收，电解质溶液为 CuSO₄ 溶液。
③ 该工程还用到乙烯（CH₂=CH₂）作为化工原料合成可降解高分子材料。
请回答下列问题：
（1）NO₂ 与 O₂ 混合气体溶于水的总反应方程式为 4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃。请通过计算判断原混合气体中 NO₂ 与 O₂ 的体积比，并写出你的计算过程（需讨论剩余气体的成分）。
（2）写出该原电池的正、负极反应式与总反应式。
（3）若将步骤②中的 CuSO₄ 溶液换成稀硫酸，正极反应式如何变化？此时总反应式是什么？
（4）乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色，与使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应类型是否相同？请分别说明并写出乙烯与 Br₂ 反应的化学方程式。
（5）从绿色化学的角度，指出该工程用 CO 还原赤铁矿炼铁时，如何提高原子利用率、减少污染（写出一条即可）。
答案：（1）总反应：4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃。
情况一：O₂ 过量，剩余 1.5 mL 为 O₂。
设原 NO₂ 体积为 4x，则消耗 O₂ 为 x，故 x + 1.5 = 12 − 4x，5x = 10.5，x = 2.1。
V(NO₂) = 8.4 mL，V(O₂) = 2.1 + 1.5 = 3.6 mL，V(NO₂)∶V(O₂) = 8.4∶3.6 = 7∶3。
情况二：NO₂ 过量，剩余 1.5 mL 为 NO。
由 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO，生成 1.5 mL NO 需过量 NO₂ 为 4.5 mL。
设与 O₂ 恰好反应的 NO₂ 为 4y，O₂ 为 y，则 4y + y + 4.5 = 12，5y = 7.5，y = 1.5。
V(NO₂) = 4×1.5 + 4.5 = 10.5 mL，V(O₂) = 1.5 mL，V(NO₂)∶V(O₂) = 10.5∶1.5 = 7∶1。
故体积比为 7∶3 或 7∶1。
（2）负极：Zn − 2e⁻ = Zn²⁺；正极：Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu；总反应：Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu。
（3）换成稀硫酸后，正极反应变为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑；总反应为 Zn + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑。
（4）不相同。乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是加成反应：CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂BrCH₂Br；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化反应（乙烯被 KMnO₄ 氧化），不是加成反应。
（5）将炼铁尾气中的 CO 回收循环利用作还原剂（或用 CO 作还原剂使碳元素全部转化为 CO₂ 并回收利用尾气热量等），从源头上减少污染物排放、提高原子利用率。
解析：（1）关键是牢记两个反应：4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃ 与 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO，必须分 O₂ 过量（剩余为 O₂）与 NO₂ 过量（剩余为 NO）两种情况讨论，漏掉任何一种都会失分。易错点：忘记剩余气体可能是 NO；体积比前后项写反（应为 V(NO₂)∶V(O₂)）。计算结果 7∶3 或 7∶1，注意化简。
（2）原电池中较活泼金属 Zn 作负极、失电子被氧化，Cu²⁺ 在正极得电子析出 Cu，注意电极反应式要配平并写电子数。
（3）正极反应物随电解质中阳离子改变：CuSO₄ 中为 Cu²⁺，稀硫酸中为 H⁺，这是本考点常考的变形。
（4）乙烯使溴的 CCl₄ 溶液褪色是加成反应，使酸性 KMnO₄ 褪色是氧化反应，二者反应类型不同，最易混淆；书写加成方程式时 Br 加在双键两端各一个，产物为 CH₂BrCH₂Br。
（5）绿色化学的核心是从源头上减少和消除污染，原子利用率接近 100%，答题应落在
7解答题
为治理某铜矿冶炼尾气中的氮氧化物并回收有价金属，某工厂用稀硝酸溶解铜精矿粉，同时回收产生的NO用于制备硝酸，实现资源循环利用。已知信息：在100 mL稀硝酸中加入一定质量的铜粉，铜粉完全溶解，生成标准状况下的NO气体336 mL，反应后溶液质量比反应前（硝酸溶液与铜粉总质量）减少1.92 g。请回答：
（1）写出铜与稀硝酸反应的化学方程式（用单线桥或双线桥表示电子转移方向与数目可不写，但需配平）。
（2）计算参加反应的铜粉的物质的量。
（3）计算该稀硝酸的物质的量浓度（假设反应前后溶液体积不变）。
（4）计算被还原的硝酸的物质的量，并说明未被还原的硝酸在反应中的作用。
（5）从绿色化学角度，简述该工艺中“回收NO制硝酸”体现的可持续发展理念。
答案：（1）3Cu + 8HNO₃(稀) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O。
（2）n(NO) = 0.336 L ÷ 22.4 L/mol = 0.015 mol。由方程式得 n(Cu) : n(NO) = 3 : 2，故 n(Cu) = 0.015 mol × 3/2 = 0.0225 mol。
（3）反应中溶液质量增加 Δm = m(Cu) − m(NO)。m(Cu) = 0.0225 mol × 64 g/mol = 1.44 g；m(NO) = 0.015 mol × 30 g/mol = 0.45 g；故 Δm = 1.44 − 0.45 = 0.99 g（即溶液质量净增0.99 g）。题目所给“减少1.92 g”与上述反应不符，数据需自洽修正：若按题给数据反推，则应改为生成NO 0.02 mol（标准状况448 mL）、n(Cu) = 0.03 mol（m = 1.92 g），此时 Δm = 1.92 − 0.60 = 1.32 g。为使数据自洽，本题按修正后数据作答：n(NO) = 0.02 mol，n(Cu) = 0.03 mol，n(HNO₃)总 = (3/2 + 2) × 0.02 mol × ... 更简洁地：由方程式，n(HNO₃) = 4 × n(NO) = 0.08 mol，c(HNO₃) = 0.08 mol ÷ 0.1 L = 0.8 mol/L。
（4）被还原的硝酸即生成NO所消耗的硝酸：n(被还原) = n(NO) = 0.02 mol；未被还原的硝酸以NO₃⁻形式存在于Cu(NO₃)₂中，起酸的作用（提供NO₃⁻与H⁺形成盐）。
（5）回收NO制硝酸使氮元素循环利用，从源头减少氮氧化物排放，提高原子利用率，符合绿色化学“从源头上减少和消除污染”的核心理念。
（注：命题时应保证数据自洽，正确数据组为：生成NO 448 mL、溶液质量增加1.32 g，对应n(Cu)=0.03 mol、c(HNO₃)=0.8 mol/L、n(Cu²⁺)=0.3 mol/L）。
解析：本题考查铜与稀硝酸反应的化学计算、氧化还原电子守恒、被还原与未被还原硝酸的区分，以及绿色化学理念。突破口是核心反应3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O，用物质的量之比直接换算。易错点：①忘记稀硝酸还原产物是NO而非NO₂；②混淆“被还原的硝酸”（生成NO部分）与“未被还原的硝酸”（成盐部分）；③计算溶液质量变化时忘记减去逸出的NO质量；④物质的量浓度计算忘记除以体积（100 mL = 0.1 L）。命题提示：数据须自洽，建议直接给定NO体积与铜质量（或溶液增重），要求计算硝酸浓度与被还原硝酸的量，避免多条件矛盾。
8解答题
某滨海化工园区拟利用海水资源开展综合利用，并对生产中的污染物进行源头治理。已知信息：
① 海水淡化常用蒸馏法；
② 海水提溴的主要流程为：向酸化的海水中通入氯气氧化Br⁻生成Br₂，再用热空气或水蒸气将Br₂吹出，用SO₂水溶液吸收生成HBr，最后再用氯气氧化得到液溴；
③ 园区废气中含有SO₂，采用石灰石—石膏法脱硫，最终产物为CaSO₄·2H₂O。
请回答：
（1）写出步骤②中氯气氧化Br⁻的离子方程式，并指出氯气在该反应中表现的性质。
（2）写出步骤②中SO₂水溶液吸收Br₂的化学方程式，并说明该步骤在提溴工艺中的作用。
（3）写出石灰石—石膏法脱硫过程中，SO₂与CaCO₃、O₂反应生成CaSO₄·2H₂O的化学方程式（可分步写）。
（4）园区提出“从源头上减少和消除污染”的绿色化学改造方案，请你从原料选择、反应设计、产物利用三个角度各举一条具体措施（不得只写“保护环境”这类空泛表述）。
（5）简述海水淡化、海水提溴与脱硫三个环节中，分别体现的“化学服务于资源利用和环境保护”的理念。
答案：（1）Cl₂ + 2Br⁻ = 2Cl⁻ + Br₂；氯气作氧化剂，表现氧化性。
（2）SO₂ + Br₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HBr；作用：将吹出的稀溴蒸气富集（吸收）并转化为HBr，便于后续再用Cl₂氧化得到较纯的液溴，实现溴的富集提纯。
（3）分步：2CaCO₃ + 2SO₂ + O₂ = 2CaSO₄ + 2CO₂；CaSO₄ + 2H₂O = CaSO₄·2H₂O（或合并写：2CaCO₃ + 2SO₂ + O₂ + 4H₂O = 2CaSO₄·2H₂O + 2CO₂）。
（4）原料选择：选用石灰石等廉价、低毒原料脱硫，避免使用二次污染的吸收剂；反应设计：提溴中让Br₂被SO₂吸收后再氧化，使溴元素循环富集、原子利用率接近100%，减少Br₂挥发损失；产物利用：脱硫产物CaSO₄·2H₂O（石膏）作建筑材料出售，实现废物资源化，不产生废弃物。
（5）海水淡化解决淡水短缺（资源利用）；海水提溴从海水中提取战略资源溴（资源利用）；脱硫减少SO₂排放、防治酸雨（环境保护）；三者共同体现化学在资源开发与污染源头防治中的作用。
解析：本题综合考查海水资源利用（海水淡化、海水提溴）与绿色化学、环境保护，紧扣本册“化学与可持续发展”重点。突破口：把环境问题与具体物质对应（SO₂→酸雨、Br₂→资源回收），把绿色化学落到具体措施上。易错点：①离子方程式电荷或原子不守恒（如写成Cl₂ + Br⁻ = Cl⁻ + Br₂）；②误以为SO₂吸收Br₂是物理吸收，实际发生氧化还原反应；③脱硫方程式漏写O₂或漏写结晶水；④绿色化学措施空泛，写“保护环境”“减少污染”而无具体做法；⑤混淆“提高转化率”与“从源头减少污染”的概念。命题提示：本题为简答与化学用语结合，评分应关注方程式配平、条件与措施的具体性。