环境保护与绿色化学专题解读

孙燕萍

环境问题是由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活造成的环境污染。绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学，绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。对环境情况的监测、“三废”治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等，都是为了保护环境。绿色化学理念也是高考命题的一个重要指导思想，部分试题渗透了绿色化学意识，因此在学习中，不可忽视绿色化学理念。下面通过例题解析，加深同学们对绿色化学理念的理解。

例1

关于绿色化学特点概述错误的是（）。

A.采用无毒无害的原料，生产有利环保、人体健康和安全的产品

B.在无毒、无害的条件下反应，减少废物向环境排放

C.充分利用能源、资源，提高原子利用率，使原料的原子都成为产品

D.充分利用绿色原料进行化工生产，产出绿色产品

解析绿色化学是指环境友好化学，与原料的颜色没有关系。

答案：D

点评绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。主要特点：①充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料;②在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物;③提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被產品所消纳，实现“零排放”;④生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

例2 一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物，它是无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮。在实验室中，收集一氧化氮时可选用的收集方法是（）。

A.排水集气法

B.向上排空气法

C.向下排空气法

D.向上排空气法或排水集气法

解析一氧化氮是一种大气污染物，因为NO的相对分子质量为30，与空气的平均相对分子质量29相近，故不能采用排空气法，一氧化氮难溶于水，可用用排水法进行收集。

答案：A

点评密度与空气相近且难溶于水的气体不能采用排空气法收集，而只能用排水法收集，如NO、N2、CO、C2H4、C2H6等，对于有毒有害气体还需要加装尾气吸收装置。

例3 污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）。请回答下列问题：

（1）上述流程脱硫实现了（选填下列字母编号）。

A.废弃物的综合利用

B.白色污染的减少

C.酸雨的减少

（2）用MnCO3能除去溶液中A13+和 Fe3+，其原因是。

（3）已知，25℃、101kPa时：

①Mn（s）+O2（g）-MnO2（s）ΔH= -520 kJ·mol-1

②S（s）+O2（g）-SO2（g）ΔH= -297 kJ·mol-1

③Mn（s）+S（s）+202（g）- MnSO1（s）ΔH=-1065kJ·mol-1 SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是。

（4）MnO2可作超级电容材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是。

（5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是。

（6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。按照图示流程，将am3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2kg。

（1）

答案：（1）A、C

（2）消耗溶液中的酸，促进A1+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀

（3）MnO2（s）+SO2（g）-MnSO4（s） ΔH=-248kJ·mol-

（4）Mn2++2H2O-2e--MnO2+4H+

（5）MnO2+H2O+e-MnO（OH）+ HO

（6）

点评大气污染物主要包括氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物、粉尘等。二氧化硫等酸性气体进入大气后溶于水形成亚硫酸，被氧化成硫酸随雨水降下而形成酸雨。酸雨的危害很大，会使河湖水酸化，影响鱼类生长和繁殖，甚至导致鱼类大量死亡;会使土壤酸化，危害农作物或森林生长并进而危害人体健康;还会腐蚀建筑物、桥梁、铁轨等。防治酸雨最根本的途径是减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放。

作者单位：江苏省盐城市文峰高级中学

（责任编辑谢启刚）