Question

13．節(jié)能降耗，保護(hù)環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的主要課題．請你分析并回答下列問題：
（1）“綠色化學(xué)”的最大特點在于它是在始端就采用預(yù)防實驗污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，具有“原子經(jīng)濟(jì)性”．下列化學(xué)反應(yīng)不符合“綠色化學(xué)”思想的是BD；
A．制備環(huán)氧乙烷：2CH₂=CH₂+O₂$\stackrel{催化劑}{→}$
B．制備硫酸銅：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
C．制備甲醇：2CH₄+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2CH₃OH
D．制備硝酸銅：3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
（2）冶金廢水中含有[Au（CN）₂]^-，其電離出的CN^-有毒，當(dāng)與H⁺結(jié)合生成HCN時，其毒性更強(qiáng)．工業(yè)上處理這種廢水是在堿性條件下，用NaClO將CN^-氧化為CO₃^2-和一種無毒氣體，該反應(yīng)的方程式為5ClO^-+2CN^-+2OH^-=2CO₃^2-+N₂↑+5Cl^-+H₂O，在酸性條件下，ClO^-也能將CN^-氧化，但實際處理時卻不在酸性條件下進(jìn)行的主要原因在酸性條件下，CN^-與H⁺結(jié)合生成毒性很強(qiáng)的HCN，對人和環(huán)境造成危害；
（3）工業(yè)上目前使用兩種方法制取乙醛--“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”．下面兩表提供生產(chǎn)過程中原料、反應(yīng)條件、原料平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)量等的有關(guān)信息：

	乙炔水化法	乙烯氧化法
原料	乙炔、水	乙烯、空氣
反應(yīng)條件	HgSO4、100～125℃	PdCl2-CuCl2、100～125℃
平衡轉(zhuǎn)化率	乙炔平衡轉(zhuǎn)化率90%左右	乙烯平衡轉(zhuǎn)化率80%左右
日產(chǎn)量	2.5噸（某設(shè)備條件下）	3.6噸（相同設(shè)備條件下）

表一：原料、反應(yīng)條件、平衡轉(zhuǎn)化率、日產(chǎn)量
表二：原料來源生產(chǎn)工藝

	原料生產(chǎn)工藝過程
乙炔	CaCO3$\stackrel{①850-1100℃}{→}$CaO$→_{1100℃}^{②+C、電爐}$CaC2$\stackrel{③飽和食鹽水}{→}$C2H2
乙烯	來源于石油裂解氣

從兩表中分析，現(xiàn)代工業(yè)上“乙烯氧化法”將逐步取代“乙炔水化法”的可能原因．
①從產(chǎn)率和產(chǎn)量角度分析雖然乙烯氧化法的轉(zhuǎn)化率略小于乙炔水化法，但反應(yīng)快、日產(chǎn)量比其高得多；
②從環(huán)境保護(hù)和能耗角度分析兩者反應(yīng)條件溫度相當(dāng)，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑，毒性大；乙炔的制取要經(jīng)過多步反應(yīng)制得，且消耗大量的熱能、電能；乙烯來源于石油裂解氣，消耗的總能量比乙炔少，且較容易獲得．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)反應(yīng)符合“綠色化學(xué)”思想是指產(chǎn)物無污染、原子利用率高的反應(yīng)；
（2）次氯酸根離子具有氧化性，可以將氫氰根離子氧化，在酸性環(huán)境下，氫氰根離子和氫離子形成的弱酸HCN有劇毒；
（3）對比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”兩種方法，從化學(xué)反應(yīng)速率、日產(chǎn)量、消耗的催化劑的性質(zhì)以及能源的消耗角度來回答．

解答 解：（1）A．反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，原子利用率高達(dá)100，且產(chǎn)物無污染，故A正確；
B．制備硫酸銅的過程硫酸的利用率低，且生成的二氧化硫是有毒的氣體，故B錯誤；
C．反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，原子利用率高達(dá)100，且產(chǎn)物無污染，故C正確；
D．制備硝酸銅的過程硝酸的利用率低，且生成的二氧化氮是有毒的氣體，故D錯誤．
故選BD；
（2）次氯酸根離子具有氧化性，可以將氫氰根離子氧化，在堿性條件下，用NaClO將CN^-氧化為CO₃^2-和一種無毒氣體氮?dú)�，原理方程式為�?ClO^-+2CN^-+2OH^-=2CO₃^2-+N₂↑+5Cl^-+H₂O，在酸性條件下，CN^-與H⁺結(jié)合生成毒性很強(qiáng)的HCN，對人和環(huán)境造成危害，所以實際處理時不在酸性條件下進(jìn)行，
故答案為：5ClO^-+2CN^-+2OH^-=2CO₃^2-+N₂↑+5Cl^-+H₂O；在酸性條件下，CN^-與H⁺結(jié)合生成毒性很強(qiáng)的HCN，對人和環(huán)境造成危害；
（3）①對比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”兩種方法，從產(chǎn)率和產(chǎn)量角度可以看出：雖然乙烯氧化法的轉(zhuǎn)化率略小于乙炔水化法，但反應(yīng)快、日產(chǎn)量比其高得多，
故答案為：雖然乙烯氧化法的轉(zhuǎn)化率略小于乙炔水化法，但反應(yīng)快、日產(chǎn)量比其高得多；
②對比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”兩種方法，從環(huán)境保護(hù)和能耗角度可以知道兩者反應(yīng)條件溫度相當(dāng)，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑，汞鹽的毒性大，并且乙炔的制取要經(jīng)過多步反應(yīng)制得，且消耗大量的熱能、電能，但是乙烯來源于石油裂解氣，消耗的總能量比乙炔少，且較容易獲得等，
故答案為：兩者反應(yīng)條件溫度相當(dāng)，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞鹽催化劑，毒性大；乙炔的制取要經(jīng)過多步反應(yīng)制得，且消耗大量的熱能、電能；乙烯來源于石油裂解氣，消耗的總能量比乙炔少，且較容易獲得．

點評 本題考查實驗方案的設(shè)計和實驗評價目，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，綜合性較強(qiáng)，難度大．