高三化學攻關三十六法之――環境化學題

環境問題，與生活聯系密切，多數陌生度高，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Fe^2＋，如果誤食亞硝酸鹽，會使人中毒，因為亞硝酸鹽會使Fe^2＋轉變成Fe^3＋，生成高鐵血紅蛋白而喪失與O₂結合的能力。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。

(1)某廠廢水中含KCN，其濃度為650 mg?L^－1�，F用氯氧化法處理，發生如下反應(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，并標出電子轉移方向和數目：

KOCN＋KOH＋Cl2→CO2↑＋N2↑＋KCl＋H2O

(3)若處理上述廢水20.0 L，使KCN完全轉化為無毒物質，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的認識及有關化學計算的能力。

知識依托：氧化還原反應及根據化學方程式的計算。

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轉變為無毒的N₂和CO₂，與Cl₂存在如下關系：

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

環境問題的順利解決需要：

1.多關注社會問題，從中學到教科書上沒有的知識。

2.多聯系生活實際，學以致用，將死的書本知識活化到現實生活中來，應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.(★★★)六氯苯是被聯合國有關公約禁止或限制使用的有毒物質之一，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) 人服用后會產生負作用：過敏、心律失調、高血壓、

急性腎衰、失眠等。最近停止使用，這是2000年最引人關注的社會問題之一。

(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

保持甲基數目不變，含有羥基且羥基及N原子距苯環位置不變，其同分異構體共有______種。

3.(★★★★)致冷劑是一種易被壓縮、液化的氣體，液化后在管內循環，蒸發時吸收熱量，使環境溫度降低，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。于是科學家根據元素性質的遞變規律來開發新的致冷劑。據現有知識，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、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.(★★★★★)我國規定飲用水質量標準必須符合下列要求：

pH

6.5～8.5

Ca^2＋、Mg^2＋總濃度

＜0.0045 mol?Ｌ^－1

細菌總數

＜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Ca^2＋、Mg^2＋、HCO^－₃、Cl^－等，加入石灰后生成Ca(OH)₂，進而發生若干復分解反應，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和水反應的產物具有__________性。

(5)下列物質中，_______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：Fe^2＋被亞硝酸鹽氧化成Fe^3＋，從而使血紅蛋白喪失了與O₂結合的能力，因而有毒，緩解其毒性的方法是使Fe^3＋重新變回Fe^2＋，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個甲基轉動，注意不要重復，可得其二甲基取代物種數：

    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Ca^2＋、Mg^2＋、HCO、Cl^－的水中加入Ca(OH)₂，可發生多種化學反應：

HCO＋OH^－====H₂O＋CO

Mg^2＋＋2OH^－====Mg(OH)₂↓

Ca^2＋＋HCO＋OH^－====H₂O＋CaCO₃↓

Mg^2＋＋2HCO＋2Ca^2＋＋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發生如下反應：

Fe^2＋＋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。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Ca^2＋和調節溶液的pH，但應謹防通入的CO₂過量，否則不能除去Ca^2＋。

(4)二級沉降后的水中應通入Cl₂，進行殺菌消毒，因為Cl₂與水反應有強氧化性物質(HClO)生成。

(5)具有強氧化性的物質，只要不能造成環境污染，便能成為Cl₂的替代品，工業上常用的是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：＋6，而我們已經知道Fe^3＋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Mg^2＋＋2OH^－====Mg(OH)₂↓或

Ca^2＋＋HCO＋OH^－====CaCO₃↓＋H₂O         (2)③      膠狀Fe(OH)₃                (3)除去Ca^2＋                   調節pH  (4)殺菌消毒        強氧    (5)①③