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化学科学与人类文明
一、单项选择题(此题包括10小题，每题2分，共20分。每个小题只有一个选项符合题意)
1．以下全球性和区域性的环境问题主要是因为向大气中过量排放二氧化碳和甲烷造成的是( )
A．气候变暖 B．臭氧层破坏
C．酸雨 D．赤潮和水华
解析：选A。臭氧层破坏与氟利昂有关；酸雨与二氧化硫和氮氧化物的排放有关；赤潮和水华与水体中的营养物质——含氮和磷的化合物有关。
2．近年来，在我国局部海域中出现的大面积“赤潮〞已经成为我国目前最主要的海洋灾害之一。以下关于赤潮发生原因的表达正确的选项是( )
A．含氯化合物直接排入大海，引发赤潮
B．赤潮发生的根本原因是含氟制冷剂大量使用导致臭氧层破坏
C．含氮、磷的大量污水直接排入大海，导致某些浮游生物爆发性繁殖是赤潮发生的直接原因
D．空气中二氧化碳浓度升高，导致海洋温度升高，引发了赤潮
解析：选C。赤潮发生的原因是含氮、磷等营养元素的污水直接排入大海，导致某些浮游生物爆发性繁殖。
3．以下做法中，不能妥善解决环境污染问题的是( )
A．把污染严重的企业迁到农村
B．回收并处理废气、废水、废渣等，减少污染物排放
C．采用新工艺，减少污染物排放
D．人人都重视环境问题，设法减少污染物
解析：选A。污染严重的企业迁往农村照样会引起污染。
4．保护环境已成为当前和未来全球性的重大课题之一，为了消除大气污染，有科学家提出利用太阳能促使燃料循环使用的设想，使一些燃烧产物重新变成燃料，以下物质中有可能合成的燃料是( )
A．CO2B．CH3OH
C．N2D．H2O
解析：选B。CO2、N2和H2O都不能燃烧，CH3OH能燃烧，可以成为优质燃料。
5．分析推理是化学学习方法之一。以下实验推理中，正确的选项是( )
A．金属的冶炼方法与金属的活动性有很大的关系，所以银和汞可以用热分解的方法冶炼
B．某雨水的pH小于5.6，说明雨水中一定溶解了SO2
C．糖尿病人应少吃含糖的食品，某八宝粥中注明未加糖，所以糖尿病人可以放心食用
D．将镁条和铝片用导线连接起来再插入稀NaOH溶液，镁条上产生气泡，说明镁比铝活泼
解析：选A。根据冶炼方法与金属的活动性关系可知A正确。B中引起酸雨的不一定是SO2。C中淀粉也属糖类。D中用NaOH溶液作电解质，不能判断Mg、Al金属性的相对强弱。
6．5月31日是“世界无烟日〞。香烟燃烧产生的烟气中含有许多致癌物和有害物质。其中对人类危害最大的是尼古丁(化学式为C10H14N2)、焦油和一氧化碳等。以下说法中错误的选项是( )
A．吸烟严重危害人的身心健康
B．烟焦油对人的呼吸道和肺部损害最大
C．尼古丁中碳、氢、氮三种元素的质量比为5∶7∶1
D．香烟的烟气能使小白鼠中毒死亡
解析：选C。尼古丁中C、H、N三种元素的质量比为60∶7∶14。
7．(2022年苏州高一调研)江苏要建成资源节约型和生态保护型省份。以下措施或说法不符合这一理念的是( )
A．开发风能、生物质能发电，火力发电用煤先进行脱硫处理
B．推广节能、节电技术和化工生产的绿色化学工艺
C．做好空气质量预报工作，以便污染程度高时再做好防护
D．工业废水经处理后的“再生水〞，用于道路保洁、城市喷泉和洗车等
解析：选C。节能减排是建设资源节约型和生态保护型社会的必然方法，控制污染源是减排的必要措施。
8．塑料废弃物的危害有( )
①难以分解，破坏土壤结构，影响植物生长 ②污染海洋
③危及海洋生物的生存 ④造成海难事件 ⑤破坏环境卫生，污染地下水
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．②③④ D．①⑤
答案：A
9．为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中最有开发价值的是( )
B．研制低温下活性较大的催化剂
C．研制500 ℃左右活性较大的催化剂
D．研制耐高温、高压的新材料
①金属铝的冶炼 ②青铜器时代 ③金、银的使用
④戴维发现金属钠 ⑤15世纪中国使用锌铸币
A．②③⑤ B．②③
C．①②③ D．①④⑤
解析：选B。一般的规律是：不活泼的金属被发现较早。
二、不定项选择题(此题包括5小题，每题4分，共20分。每题有一个或两个选项符合题意)
11．化学知识广泛应用于生产、生活中，以下表达正确的选项是( )
A．钢铁制品被锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反响，因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳
B．海水淡化和工业生产及生活的废水再利用，是解决缺水问题的有效途径之一
C．高铁酸钠Na2FeO4和Cl2O都能作为净水剂，其原理完全相同
D．液氯罐泄漏时，可将其移入水塘中，并向水塘中参加生石灰
解析：选BD。A项，假设将生铁中的碳全部除去，得到纯铁，其机械性能远远低于铁合金。B项，海水淡化和废水处理再利用已经是成熟技术，也是解决缺水问题的有效途径之一。C项，Na2FeO4净水有两个主要作用：一是＋6价的铁具有极强的氧化性，从而具有杀菌消毒效果，同时被复原为＋3价的铁；二是Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，能吸附水中的悬浮物。而Cl2O作为净水剂时，只是起到杀菌消毒效果。D项，Cl2能与Ca(OH)2反响而被除去。
12．“绿色化学〞是指从技术、经济上设计可行的化学反响，尽可能减少对环境的副作用。以下不符合绿色化学概念的是( )
A．消除H2SO4厂尾气污染：
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除硝酸厂尾气氮氧化物污染：
NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．工业上制CuSO4：
2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
D．乙炔水化法制乙醛：
CH≡CH＋H2OCH3CHO
解析：选D。HgSO4属重金属盐，有剧毒。
13．国外试行用汽水(碳酸饮料)浇灌农田，它的作用是( )
A．对植物呼吸作用有利
B．改良碱性土壤，调节pH
C．有利于土壤中的钙、镁离子被植物吸收
D．加速光合作用进行
解析：选CD。考查碳酸以及碳酸盐的主要化学性质，如酸性、不溶性以及作为光合作用的反响物。
14．(2022年高考山东卷)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，以下说法正确的选项是( )
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
解析：选C。A项，Fe、Cu对应的氧化物都是碱性氧化物，而Al对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，故A错误；B项，Al、Fe放置在空气中生成氧化物Al2O3、Fe2O3，而Cu放置在空气中会生成Cu2(OH)2CO3(铜绿)，故B错误；C项，制备AlCl3、FeCl3、CuCl2假设蒸干会由于盐水解生成氢氧化物和HCl而失败，故C正确；D项，电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上离子的放电顺序为Fe3＋>Cu2＋>H＋，析出的物质只有Cu和H2(Fe3＋生成Fe2＋)，故D错误。
15．据统计我国每年约有20万～40万人食物中毒，解决食品平安等影响社会和谐开展的因素迫在眉睫。以下表述正确的选项是( )
A．食品保鲜时可用一些如H2O2等强氧化剂进行杀菌消毒
B．油炸食品已经过高温处理，因此可以长时间保存
C．油条制作时常参加明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作膨化剂，应尽量少吃
D．铁粉等能作食品的抗氧化剂，防止食品腐烂变质
解析：选CD。强氧化剂会破坏营养物质的结构，不能用于食物的保鲜；铝元素的大量摄入会影响人的智力发育等。
三、非选择题(此题包括5小题，共60分)
16．(12分)汽车的创造与使用是人类智慧的杰出表达，它为人们的生活和生产带来了极大的方便，同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注。
A．燃烧含氮化合物燃料引起的
B．燃烧含铅汽油引起的
C．燃烧不充分引起的
D．在气缸中N2被氧化生成的
(2)以下有关城市各项污染源与其造成的后果排列正确的选项是________。
A．汽车尾气—光化学烟雾 工业废气—酸雨
工业废水—“公害病〞
B．汽车尾气—酸雨 工业废气—“公害病〞
工业废水—光化学烟雾
C．汽车尾气—“公害病〞 工业废气—酸雨
工业废水—光化学烟雾
D．汽车尾气—光化学烟雾 工业废气—“公害病〞
工业废水—酸雨
(3)新型环保出租车采用PLG＋汽油的双燃料系统，其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80%左右，解决了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。以下物质中不属于上述有害气体的是________。
A．CO2和H2B．NO2和NO
C．CO和SO2D．碳粒和含铅化合物
(4)所谓“绿色汽车〞是指使用液化石油气作能源的汽车。绿色汽车可防止有毒的铅、苯的同系物以及稠环芳烃的排放。燃烧等质量的液化石油气(主要成分是含C3～C5的烃)与汽油相比较________。
A．前者生成的水少 B．前者消耗氧气量少
C．前者燃烧产生的热量多 D．前者产生的含碳化合物少
(5)为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气(CNG)，另一类是液化石油气(LPG)。这两类燃料的主要成分都是________。
A．碳水化合物 B．碳氢化合物
C．氢气 D．醇类
解析：(1)汽车在工作时发动机的活塞在气缸中运行一个循环时要经过进气、压缩、点火燃烧和排气四个过程，所以又叫四冲程内燃机。在压缩和点火燃烧等过程中由于产生高压高温，空气中N2和O2发生如下反响：N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2。生成污染大气的NO、NO2。
(2)可结合各种尾气、废气、废水的主要成分及危害分析。
(3)CO2和H2均不属于有害气体。
(4)抓住“绿色汽车〞这一题眼。
(5)天然气(主要成分CH4)、液化石油气(C3～C5的烃)其成分均为碳氢化合物，完全燃烧的产物为CO2和H2O，不会造成环境污染，但生成的CO2却是造成温室效应的元凶。
答案：(1)D (2)A (3)A (4)D (5)B
17．(10分)(2022年镇江高一调研)“开源节流〞是应对能源危机的重要举措。
(1)氢能是理想的清洁能源。以下制氢的方法中，最节能的是________(填字母)。
a．电解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑
b．高温使水分解制氢：2H2O2H2↑＋O2↑
c．太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑
(2)利用MnFe2O4通过两步反响使水分解制氢气，第一步反响为：
MnFe2O4MnFe2O4－x＋O2
那么第二步反响的化学方程式为__________________________________(条件不写)。
(3)以下列图是以SO2、I2、H2O为原料，利用核能使水分解制氢气的一种流程。
反响X的化学方程式为___________________________________________________，
该流程中循环使用的原料有______________________。从理论上讲，该流程中，1 mol原料水制得________mol H2。
解析：(1)光能是取之不尽，用之不完的能源，利用光能转化为化学能是目前最正确方案。
(2)总反响方程式应为2H2O2H2↑＋O2↑，减去第一步反响，就可得到第二步反响式了。
(3)由图反响物和生成物可知X的反响为：SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4，可循环利用的物质为SO2、I2，由总反响式：2H2O2H2↑＋O2↑可知，1 mol原料水制得1 mol H2。
答案：(1)c
(2)MnFe2O4－x＋xH2O===MnFe2O4＋xH2↑
(3)SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4
SO2、I2 1
18．(13分)20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染〞这一新概念。绿色化学是“预防污染〞的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染的反响途径。
A．处理废弃物 B．治理污染点
C．减少有毒物 D．杜绝污染源
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便的远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污水中回收纯洁的金属铜的方案。
甲：污水
乙：污水
丙：污水
在能制得铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染
________，应增加哪些措施防止污染__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)CO2的含量增多时会造成“温室效应〞，那么____________________等气体也是造成“温室效应〞的常见气体。请在如下列图的方框中设计实验并用图示表示某一气体造成“温室效应〞。
解析：(1)根据题干描述绿色化学是“预防污染〞的根本手段，因此应从“源头〞上杜绝。(3)丙方案中的第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会导致环境污染。(4)温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的现象。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。据估计，如果没有大气，地表平均温度就会下降到－23 ℃，而实际地表平均温度为15 ℃，这就是说温室效应使地表温度提高38 ℃。利用图示装置左侧温度升高得快，压强增大，导致红墨水柱左低右高，可以表示CO2气体造成“温室效应〞。
答案：(1)D (2)BD (3)丙方案的第③步 增加冷凝回收装置 (4)CH4等烃类化合物、氟氯烃
19．(10分)形成酸雨的原理之一可表示如下：
含硫燃料硫酸
试答复以下问题：
(1)图中三个反响不属于氧化复原反响的是________(填标号)。
(2)从保护环境的角度出发，工业上正努力从酸雨产生的根源出发进行治理，以减小酸雨的污染。方法一是将SO2中＋4价硫元素变成0价硫元素，利用这一原理，可在工厂的烟道气中通入适宜的________(填“氧化剂〞或“复原剂〞)除去SO2；方法二是一些工厂用过量的氨水(NH3·H2O)吸收SO2，此化学反响的产物是____________________________________。
(3)火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO等，为了除去有害气体SO2并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反响产物为硫酸钙等。写出用CaCO3悬浊液洗涤上述废气的化学方程式：_____________________________________。
答案：(1)③ (2)复原剂 亚硫酸铵、水
(3)2SO2＋O2＋2CaCO3===2CaSO4＋2CO2
20．(15分)空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量(可用g·cm－3表示)都是重要的空气质量指标。在工业生产上规定：空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg·L－1。
(1)为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量，甲同学设计了如以下列图所示的实验装置：
注：气体流速管是用来测量单位时间内通过气体的体积的装置
①应用上述装置测定空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量，除测定气体流速(单位：cm3·min－1)外，还需要测定____________________________________________。②：碘单质微溶于水，KI可以增大碘在水中的溶解度。请你协助甲同学完成100 mL 5×10－4mol·L－1碘溶液的配制：
第一步：准确称取1.27 g碘单质参加烧杯中，_____________________________________
________________________________________________________________________。
第二步：__________________________________________________________________。
第三步：从第二步所得溶液中，取出10.00 mL溶液于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度线。
(2)乙同学拟用如图简易装置测定空气中的SO2含量：准确移取50 mL 5×10－4 mo1·L－1的碘溶液，注入如下列图广口瓶中，加2～3滴淀粉指示剂，此时溶液呈蓝色。在指定的测定地点抽气，每次抽气100 mL，直到溶液的蓝色全部褪尽为止，记录抽气次数(n)。
①假设乙同学的测量是准确的，乙同学抽气的次数至少为________次，方可说明该地空气中的SO2含量符合排放标准。
②如果乙同学用该方法测量空气中SO2的含量时，所测得的数值比实际含量低，请你对其可能的原因(假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误)提出两种合理假设：________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
③丙同学认为：乙同学的实验方案需要抽气的次数太多，操作麻烦。与乙讨论后，决定将抽气次数降到100次以下，请你设计合理的改良方案：_______________________________
________________________________________________________________________。
解析：要测可吸入颗粒的含量，可用颗粒吸附剂来吸收，颗粒吸附剂前后质量之差即为可吸入颗粒的质量；二氧化硫用碘溶液来吸收，方程式为：SO2＋I2＋2H2O===2HI＋H2SO4，为说明该地空气中的SO2含量符合排放标准，设至少抽气x次，那么抽气x次SO2的质量为100x×10－3L×(2×10－5 g·L－1＝(2x×10－6)g，那么根据化学方程式可得出结论。
SO2 ～ I2
64 g 1 mol
2x×10－6 g 50×10－3 L×5×10－4 mol·L－1
x＝800。
答案：(1)①溶液蓝色恰好褪去所需的时间，吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量 ②同时参加少量碘化钾固体，加适量水搅拌使之完全溶解 将第一步所得溶液全部转入1000 mL的容量瓶中，定容，摇匀
(2)①800 ②抽气速度过快 装置气密性较差
③将50 mL 5×10－4 mol·L－1的碘溶液的体积减小为5 mL，并将广口瓶改为试管
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