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一、單項選擇題
1.以下有關化學反響的表達正確的選項是:(
)
A.?室溫下,Na在空氣中反響生成Na2O2?????B.?室溫下,Al與4.0mol﹒L-1NaOH溶液反響生成NaAlO2
C.?室溫下,Cu與稀硫酸反響放出H2氣體?????D.?室溫下,F(xiàn)e與濃H2SO4反響生成FeSO4
2.鹽是一類常見的物質,以下物質通過一定反響可直接形成鹽的是〔
〕
①金屬單質 ②堿性氧化物
③非金屬單質
④酸性氧化物
⑤酸
⑥堿
A.?①②③?????????????????????????????????B.?①④⑥?????????????????????????????????C.?②⑤⑥?????????????????????????????????D.?全部
3.如下圖,其中X、Y、Z、R、E分別是氧化鐵、稀硫酸、氫氧化鋇溶液、碳酸鈉溶液、二氧化碳中的一種。圖中短線相連的物質間均能相互發(fā)生反響,X和R反響有氣泡出現(xiàn),那么以下說法正確的選項是(
)
A.?X是稀硫酸
B.?X和Z反響無明顯現(xiàn)象
C.?R與E反響產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體
D.?E在一定條件下可以轉化為Y
4.以下對應實驗現(xiàn)象的反響方程式正確的選項是
(
)
A.?切開的金屬Na暴露在空氣中,光亮外表逐漸變暗:2Na+O2=Na2O2
B.?Na2CO3溶液中逐滴參加鹽酸,開始時無氣泡產生:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
C.?Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時間后,變成白色黏稠物:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
D.?向NaHCO3溶液中參加過量的澄清石灰水,出現(xiàn)白色沉淀:2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3+C
O32?
+2H2O
5.聚合硫酸鐵[
Fe(OH)SO4]n易溶于水,能用作凈水劑(絮凝劑),可由綠礬(FeSO47H2O)和KClO3在水溶液中反響得到。以下說法錯誤的選項是〔
〕
A.?KClO3在反響中作氧化劑
B.?每生成
1
mol
[
Fe(OH)SO4]n
轉移1mol電子
C.?將綠礬水溶液久置于空氣中,滴加幾滴
KSCN
溶液,溶液變血紅色
D.?聚合硫酸鐵可在水中形成氫氧化鐵膠體,故能用作凈水劑
6.用潔凈的鉑絲蘸取某種無色溶液,在無色火焰上灼燒,火焰呈黃色,說明該溶液中(
)
A.?只有Na+????????B.?可能有Na+
,
可能有K+????????C.?一定有K+????????D.?一定有Na+
,
也可能有K+
7.證明某溶液中只含F(xiàn)e2+而不含F(xiàn)e3+的實驗方法是〔
〕
A.?只滴加KSCN溶液?????????????????????????????????????????B.?先滴加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色
C.?先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色??????D.?滴加NaOH溶液,產生白色沉淀
8.“胃舒平〞是一種治療胃酸過多的藥物,是一種常見的兩性物質,其主要成分為〔
〕
A.?Na2O2??????????????????????????????B.?Al2O3??????????????????????????????C.?NaHCO3??????????????????????????????D.?Al(OH)3
9.甲、乙、丙、丁四種物質中,甲、乙、丙均含有相同的某種元素,它們之間具有如下轉化關系:甲
丁
乙
?甲丁
丙。以下有關物質的推斷錯誤的選項是〔
〕
A.?假設甲為Cl2
,
那么丁可能是鐵
B.?假設甲為鐵,那么丁可能是硝酸
C.?假設甲為AlCl3溶液,那么丁可能是氨水
D.?假設甲為NaOH,那么丁可能是CO2
10.甲、乙兩燒瓶中各盛有100mL
5mol·L-1的鹽酸和氫氧化鉀溶液;向兩燒瓶中分別參加等質量的鋁粉,反響結束測得生成的氣體體積甲∶乙=2∶3〔相同狀況〕,那么參加鋁粉的質量為〔
〕
A.?2.7g????????????????????????????????????B.?3.6g????????????????????????????????????C.?5.4g????????????????????????????????????D.?6.75g
11.以下圖像中的曲線〔縱坐標為沉淀或氣體的量,橫坐標為參加物質的量〕,其中錯誤的選項是〔
〕
A.?圖A表示向含H+、Mg2+、Al3+、NH4+的溶液中滴加NaOH溶液產生沉淀量的關系曲線
B.?圖B表示向澄清石灰水中通入二氧化碳直至過量產生沉淀量的關系曲線
C.?圖C表示向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加鹽酸產生CO2氣體的關系曲線
D.?圖D表示向明礬溶液中滴加Ba〔OH〕2溶液產生沉淀量的關系曲線
12.密閉容器中裝有1mol
NaHCO3和0.8mol
Na2O2
,
加熱充分反響后,容器內殘留的固體是(
)
A.?0.8molNa2CO3和0.6molNaOH?????????????????????????B.?0.5molNa2CO3和1molNaOH
C.?0.8molNa2CO3和1molNaOH????????????????????????????D.?1molNa2CO3和0.6molNaOH
13.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中參加100mL2mol/L的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL〔標準狀況〕的氣體,所得溶液中參加KSCN溶液無血紅色出現(xiàn)。假設用足量的CO在高溫下復原相同質量的此混合物,能得到鐵的質量是〔
〕
A.?11.2g??????????????????????????????????B.?5.6g??????????????????????????????????C.?2.8g??????????????????????????????????D.?無法計算
14.以下表達正確的選項是(
)
①氧化鋁是一種比擬好的耐火材料,可用來制造耐火坩堝
②氧化鐵常用于制作紅色油漆和涂料
③碳酸氫鈉俗名小蘇打,可用于制作發(fā)酵粉和治療胃酸過多的藥物
④過氧化鈉比氧化鈉穩(wěn)定,兩種氧化物均可作潛艇中的供氧劑
⑤焰色反響表達的是某些金屬元素的物理性質
A.?①②③⑤???????????????????????????B.?②③④⑤???????????????????????????C.?①③④⑤???????????????????????????D.?①②③④
15.以下關于鈉的化合物的表達錯誤的選項是〔
〕
A.?熱穩(wěn)定性:
Na2CO3>NaHCO3
B.?Na2O
與
Na2O2
都能和水反響生成堿,它們都是堿性氧化物
C.?碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多
D.?Na2O2
中陰、陽離子的個數(shù)比為1:2
16.向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中,逐滴參加NaOH溶液。以下圖象中,能正確表示上述反響的是〔橫坐標表示參加NaOH的體積,縱坐標表示生成沉淀的質量〕〔
〕
A.??????????????????B.??????????????????C.??????????????????D.
二、綜合題
17.
〔1〕如圖進行實驗,將a溶液逐漸參加盛b溶液的試管中,寫出試管中觀察到的現(xiàn)象及對應的離子方程式。
a
b
試管中現(xiàn)象
離子方程式
Na2CO3
稀鹽酸
________
________
稀鹽酸
Na2CO3
________
________
〔2〕工業(yè)上利用NaIO3和NaHSO3反響來制取單質I2。配平以下化學方程式并用單線橋法表示電子轉移的方向和數(shù)目:
________NaIO3+________NaHSO3=________I2+________Na2SO4+________H2SO4+________H2O
〔3〕ClO2常用于水的凈化,工業(yè)上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取
ClO2?
。寫出該反響的離子方程式,并用雙線橋法表示電子轉移的方向和數(shù)目________。
18.固體化合物
X
由
3
種元素組成。某學習小組進行了如下實驗:
請答復:
〔1〕由現(xiàn)象
1
得出化合物
X
含有________元素(填元素符號),X
的化學式________。
〔2〕固體混合物
Y
的成分________(填化學式)。
〔3〕實驗室常將氨氣(NH3)通過紅熱的黑色固體化合物
Z
制備氮氣,該反響的化學方程式是________,當有28克氮氣生成時轉移的電子的物質的量為________mol。
19.固體化合物X由3種元素組成。某學習小組進行了如下實驗:
請答復:
〔1〕由現(xiàn)象1得出化合物X含有________元素(填元素符號)。
〔2〕固體混合物Y的成分________(填化學式)。
〔3〕X的化學式________?。
〔4〕x與濃鹽酸反響產生黃綠色氣體,固體完全溶解,得到藍色溶液,該反響的化學方程式是________。
20.磁性材料
A
是由兩種元素組成的化合物,某研究小組按如圖流程探究其組成:
〔1〕A
的化學式為________。
〔2〕化合物
A
能與稀硫酸反響,生成一種淡黃色不溶物和一種氣體〔標況下的密度為
1.518
g·L-1〕。該氣體分子的電子式為________,寫出該反響的離子方程式:________。
〔3〕寫出
FG
反響的化學方程式:________。
〔4〕設計實驗方案探究溶液
G
中的主要微粒〔不考慮
H2O、H+、K+、I-〕:________。
答案解析局部
一、單項選擇題
1.【答案】
B
【解析】A.
室溫下,鈉在空氣中與氧氣反響生成氧化鈉,在加熱時生成過氧化鈉,A不符合題意;
B.
室溫下,鋁與氫氧化鈉溶液反響生成偏鋁酸鈉和氫氣,B符合題意;
C.
室溫下,銅與濃硝酸反響生成硝酸銅、二氧化氮和水,C不符合題意;
D.
室溫下,鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化反響,即濃硫酸具有強氧化性,將鐵氧化生成一層致密的氧化物薄膜,不會生成硫酸亞鐵,D不符合題意;
故答案為:B。
A.4Na+O2=2Na2O;
B.
2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2。
;
C.Cu與稀硫酸不反響;
D.室溫下,F(xiàn)e與濃H2SO4發(fā)生鈍化,阻止反響進一步進行。
2.【答案】
D
【解析】①金屬單質與非金屬單質可生成鹽,如Na與Cl2反響可生成氯化鈉,①符合題意;
②堿性氧化物與酸性氧化物、酸都可能生成鹽,如Na2O與CO2反響生成碳酸鈉,氧化鈉與鹽酸反響生成氯化鈉,②符合題意;
③非金屬單質與金屬單質可生成鹽,如Na與Cl2反響可生成氯化鈉,③符合題意;
④酸性氧化物與堿性氧化物、堿、某些鹽反響都可能生成鹽,如二氧化碳與氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都能反響生成鹽,④符合題意;
⑤酸與金屬、堿性氧化物、堿、某些鹽反響,都可能生成鹽,如鹽酸與鈉、氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉都能反響生成鹽,⑤符合題意;
⑥堿與酸反響可以生成鹽,如鹽酸與氫氧化鈉反響生成氯化鈉,⑥符合題意;
綜合以上分析,①②③④⑤⑥都可通過一定的反響生成鹽,
故答案為:D。
金屬單質與酸或某些鹽溶液反響生成鹽;
堿性氧化物能與酸反響生成鹽;
某些非金屬單質與堿反響生成鹽;
酸性氧化物與堿反響生成鹽;
酸堿中和反響可以生成鹽,據(jù)此分析解答。
3.【答案】
D
【解析】
X和R反響有氣泡
,那么X、R為稀硫酸和碳酸鈉中的一種,又R能與三種物質反響,那么R為稀硫酸,X為碳酸鈉,那么Z為氫氧化鋇,Y為二氧化碳,E為氧化鐵
A、X為碳酸鈉,故A不符合題意
B、X和Z,有白色沉淀生成,故B不符合題意
C、R為稀硫酸,E為氧化鐵,不能生成使澄清石灰水變渾濁的氣體,故C不符合題意
D、E為氧化鐵,被C或者CO復原時,能生成二氧化碳,故D符合題意
故答案為:D
此題突破點在于
X和R反響有氣泡
,且R能與三種物質反響,。
4.【答案】
B
【解析】A.鈉在常溫下生成氧化鈉,故A不符合題意
B.碳酸根結合氫離子也是分步的,剛開始無氣泡生成,產生碳酸氫根,故B符合題意
C.在潮濕的空氣中生成的生物為十水合碳酸鈉,故C不符合題意
D.澄清石灰水過量,那么無碳酸根剩余反響為
2HCO3-+2Ca2++2OH-=2CaCO3?+2H2O,故
D不符合題意
故答案為:B
離子方程式判斷,看是否符合反響事實,是否量的關系正確,是否配平,是否漏寫離子反響
5.【答案】
B
【解析】A.根據(jù)分析,KClO3在反響中作氧化劑,故A不符合題意;
B.KClO3將FeSO4氧化成[Fe(OH)SO4]n的化學方程式為6nFeSO4+nKClO3+3nH2O=6[Fe(OH)SO4]n+nKCl,根據(jù)反響可知,生成6mol[Fe(OH)SO4]n轉移6nmol電子,那么每生成
l
mol
[Fe(OH)SO4]n
轉移nmol電子,故B符合題意;
C.綠礬(FeSO4?7H2O)中的二價鐵易被氧化成三價鐵,那么將綠礬水溶液久置于空氣中,滴加幾滴
KSCN
溶液,溶液變血紅色,故C不符合題意;
D.聚合硫酸鐵中的鐵為+3價,能用作凈水劑,那么聚合硫酸鐵能水解生成氫氧化鐵膠體,氫氧化鐵膠體能吸附水中的懸浮物而凈水,故D不符合題意;
故答案為:B。
KClO3將FeSO4氧化成[Fe(OH)SO4]n的化學方程式為6nFeSO4+nKClO3+3nH2O=6[Fe(OH)SO4]n+nKCl,聚合硫酸鐵[Fe(OH)SO4]n又稱為堿式硫酸鐵,能水解生成氫氧化鐵膠體,據(jù)此解答。
6.【答案】
D
【解析】鈉離子的焰色反響為黃色,鉀離子的焰色反響為紫色,會被鈉離子的黃色所掩蔽,所以焰色反響為黃色,說明一定含Na+也可能含K+
,
故D選項符合題意。
故答案為:D。
鈉元素的焰色反響為黃色,鉀元素的焰色反響為紫色,要觀察鉀元素的焰色,需要透過藍色鈷玻璃片,濾去黃色的光的干擾,焰色反響屬于元素的性質,為物理變化。
7.【答案】
B
【解析】A.二價鐵離子與硫氰根離子不反響,無明顯現(xiàn)象,只滴加KSCN溶液,不能證明二價鐵離子的存在,故A不符合題意;
B.先滴加KSCN溶液,不顯紅色,排除三價鐵離子的干擾,再滴加氯水后顯紅色,可證明二價鐵離子存在,故B符合題意;
C.先加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色,不能排除三價鐵離子的干擾,故C不符合題意;
D.加NaOH溶液,產生白色沉淀的離子有很多種,不能證明存在二價鐵離子,故D不符合題意;
故故答案為:B。
鐵離子可以用硫氰化鉀溶液檢驗,亞鐵離子可以用氯水和硫氰化鉀溶液檢驗,也可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗。
8.【答案】
D
【解析】A.Na2O2是過氧化物,不是兩性物質,不符合題意,A不符合題意;
B.Al2O3是兩性氧化物,但不能用來治療胃酸過多,B不符合題意;
C.NaHCO3能和酸反響,但不能僅僅生成鹽和水,能和堿反響,生成鹽和水,那么它不是兩性物質,不符合題意,C不符合題意;
D.Al(OH)3是兩性氫氧化物,可用來治療胃酸過多,D符合題意。
故答案為:D。
既能與酸起反響生成鹽和水,又能與堿起反響生成鹽和水的物質稱為兩性物質,據(jù)此結合實際問題答復。
9.【答案】
C
【解析】A、假設甲為Cl2
,
氯氣與鐵反響生成氯化鐵,氯化鐵溶液與鐵反響生成氯化亞鐵,氯化亞鐵溶液與氯氣反響生成氯化鐵,故A不符合題意;
B、假設甲為鐵,過量鐵與硝酸反響生成硝酸亞鐵,硝酸亞鐵溶液與硝酸反響生成硝酸鐵,硝酸鐵溶液與鐵反響生成硝酸亞鐵,故B不符合題意;
C、假設甲為AlCl3溶液,氯化鋁溶液與氨水反響生成氫氧化鋁沉淀,氫氧化鋁是兩性氫氧化物,溶于強酸強堿,但不溶于弱酸弱堿,氨水為弱堿,不能與氫氧化鋁反響,故C符合題意;
D、假設甲為NaOH,二氧化碳與過量氫氧化鈉溶液反響生成碳酸鈉,碳酸鈉溶液與二氧化碳反響生成碳酸氫鈉,碳酸氫鈉溶液與氫氧化鈉溶液反響生成碳酸鈉,故D不符合題意;
故答案為:C。
氫氧化鋁是兩性氫氧化物,溶于強酸強堿,但不溶于弱酸弱堿,氨水為弱堿是解答關鍵,也是易錯點。
10.【答案】
D
【解析】鹽酸與鋁的離子反響式為:
2Al+6HCl2AlCl3+3H2
,KOH與鋁的離子反響式為:
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2
,所以等物質的量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鉀溶液反響,消耗的氫氧化鉀溶液的量比鹽酸少;而此題中反響結束測得生成的氣體體積甲∶乙=2∶3,故鹽酸少量,那么與鹽酸反響生成的氫氣為
n(H2)=2n(HCl)=0.25mol
,故與KOH溶液反響生成的氫氣為
n(H2)=1.5×0.25mol=0.375mol
。KOH溶液足量,參加其中的鋁完全反響。故可求得
m(Al)=M(Al)×n(Al)=27g/mol×0.25mol=6.75g。
故答案為:D。
鋁的質量相同,鹽酸和氫氧化鈉溶液中溶質的物質的量相同,假設Al都完全反響,那么生成氫氣應相等,而應結束后測得生成的氣體體積比為甲:乙=2:3,由方程式:
2Al+6HCl2AlCl3+3H2
、
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2
,可知相同物質的量的Al反響時,消耗HCl較多,故酸與金屬反響時酸不過量,堿與金屬反響時堿過量,結合方程式計算解答.
11.【答案】
C
【解析】A.H+、Mg2+、Al3+、NH4+的溶液中H+最易與OH-反響,所以開始無沉淀,其次為Al3+
,
反響后生成水、氫氧化鋁,出現(xiàn)沉淀,Mg2+和OH-反響生成氫氧化鎂,沉淀達最大量,繼續(xù)滴加,NH4+和OH-反響生成一水合氨,沉淀量不變,繼續(xù)滴加,氫氧化鋁溶解,Al〔OH〕3+OH-=AlO2-+2H2O,故A不符合題意;
B.石灰水中通入二氧化碳,先發(fā)生Ca〔OH〕2+CO2=CaCO3+H2O,生成沉淀,后發(fā)生CO2+CaCO3+H2O=Ca〔HCO3〕2
,
故先產生沉淀,后沉淀溶解,前后兩局部二氧化碳的物質的量為1:1,故B不符合題意;
C.向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加鹽酸,鹽酸先和氫氧化鈉反響,開始沒有氣體產生,然后再與碳酸鈉反響,Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O,產生CO2氣體,開始未產生氣體消耗的鹽酸應比產生氣體消耗的鹽酸多,圖象不符合題意,故C符合題意;
D.向明礬溶液中逐滴參加Ba〔OH〕2溶液,當Al3+恰好全部沉淀時,離子方程式為:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4+2Al〔OH〕3,繼續(xù)滴加,那么發(fā)生Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,故D不符合題意;
故答案為:C。
此題以圖象為載體考查鈣鎂鋁化合物的性質,明確發(fā)生的化學反響是解答的關鍵,反響發(fā)生的先后順序是學生解答中的難點,注意圖象比例關系。特別是C選項,鹽酸先和氫氧化鈉反響,再與碳酸鈉反響,且先生成碳酸氫鈉,再生成二氧化碳。
12.【答案】
D
【解析】碳酸氫鈉不穩(wěn)定受熱分解生成碳酸鈉、水和CO2
,
物質的量分別都是0.5mol。生成的CO2首先和過氧化鈉反響,消耗0.5mol過氧化鈉,生成0.5mol碳酸鈉。剩余的0.3mol過氧化鈉再和0.3mol水反響生成0.6mol氫氧化鈉,
故答案為:D。
根據(jù)碳酸氫鈉不穩(wěn)定受熱分解生成碳酸鈉、水和CO2
,
及過氧化鈉與二氧化碳、水反響規(guī)律進行分析。
13.【答案】
B
【解析】鹽酸恰好使混合物完全溶解,鹽酸沒有剩余,向反響所得溶液加KSCN溶液無血紅色出現(xiàn),說明溶液為FeCl2溶液,根據(jù)氯元素守恒可知n(FeCl2)=
12
n(HCl)=
12
×0.1L×2mol/L=0.1mol;用足量的CO在高溫下復原相同質量的混合物得到鐵,根據(jù)鐵元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.1mol,質量為0.1mol×56g/mol=5.6g,
故答案為:B。
由題意可得,鐵完全轉化為氯化亞鐵,那么物質的量之比Fe:Cl=1:2,又n〔Cl-〕=0.2mol
故n〔Fe〕=0.1mol
14.【答案】
A
【解析】①氧化鋁具有很高的熔點,是一種比擬好的耐火材料,可用來制造耐火坩堝,故符合題意;②氧化鐵俗稱鐵紅,常用作紅色油漆和涂料,故符合題意;③碳酸氫鈉俗名小蘇打,因其堿性較弱,可用于制作發(fā)酵粉和治療胃酸過多的藥物,故符合題意;④過氧化鈉比氧化鈉穩(wěn)定,但氧化鈉不能與水或二氧化碳反響生成氧氣,所以氧化鈉不能做供氧劑,故不符合題意;⑤焰色反響為物理變化,表達的是某些金屬元素的物理性質,故符合題意;
正確的有①②③⑤
故答案為A。
①氧化鋁的熔點高,可作耐火材料
②氧化鐵,俗稱鐵紅,呈紅棕色,故可用作紅色油漆和涂料
③小蘇打加熱可分解放出氣體,故可用作發(fā)酵粉,呈堿性且堿性較弱,故可用作于治療胃酸
④只有過氧化鈉能做供氧劑
⑤焰色反響為物理變化,表達的是金屬元素的物理性質
15.【答案】
B
【解析】A.NaHCO3不穩(wěn)定,加熱易分解,發(fā)生2NaHCO3
__
Na2CO3+H2O+CO2,碳酸鈉受熱不分解,不符合題意;
B.Na2O2與水反響生成氫氧化鈉和氧氣,不是堿性氧化物,符合題意;
C.碳酸氫鈉可與鹽酸反響,且碳酸氫鈉的堿性較弱,對胃壁的刺激作用較小,可用于中和胃酸過多,不符合題意;
D.Na2O2中陰離子為O22-
,
Na2O2中陰、陽離子的個數(shù)比為1:2,不符合題意;
故答案為:B。
堿性氧化物:能與堿反響只生成鹽和水的氧化物,過氧化鈉除了鹽和水還生成了氧氣
16.【答案】
D
【解析】因橫坐標表示參加NaOH溶液的體積,縱坐標表示反響生成沉淀的質量,
那么向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中,逐滴參加NaOH溶液,發(fā)生Mg2++2OH-Mg(OH)2、Al3++3OH-Al(OH)3,那么沉淀的質量一直在增大,直到最大;然后發(fā)生Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,沉淀的質量減少,但氫氧化鎂不與堿反響,那么最后沉淀的質量為一定值,顯然只有D符合,
故答案為:D。
先生成氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀,然后氫氧化鋁繼續(xù)反響,沉淀局部溶解但不消失應選D
二、綜合題
17.【答案】
〔1〕立刻產生氣泡;CO32-
+2H+
=H2O
+
CO2;開始時無氣泡,后來有氣泡;CO32-
+
H+
=
HCO3-
、
HCO3-
+
H+
=H2O
+
CO2
〔2〕4;10;2;7;3;2
〔3〕
【解析】(1)將碳酸鈉溶液滴入到稀鹽酸中,鹽酸過量,開始就產生氣泡,其離子反響方程式為:
CO32-
+2H+=H2O+CO2;將稀鹽酸滴入到碳酸鈉溶液中,鹽酸少量,開始時無氣泡,后來產生氣泡,其離子反響方程式為:
CO32-
+H+=
HCO3-
、
HCO3-
+H+=H2O+CO2;
(2)
NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液時,
HSO3-
被氧化成
SO42?
,
IO3-
被復原成I2
,
根據(jù)電子守恒和元素守恒,該反響為:4NaIO3+10NaHSO32I2+7Na2SO4+3H2SO4+2H2O,該反響中轉移的電子數(shù)為20e-;
;
(3)
Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2
,
本身被復原為氯離子,1個氯氣分子反響得到2個電子,因此離子反響方程式為:
2ClO2-
+Cl2=2ClO2+2Cl-;雙線橋法表示電子轉移的方向和數(shù)目為:
.
(1)
碳酸鈉溶液參加稀鹽酸中:Na2CO3+2HCl=Na2CO3+2NaCl;
稀鹽酸參加碳酸鈉溶液中:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2;
(2)
氧化復原反響的配平:
1.標出化合價并計算出價態(tài)的變化量;
2.使化合價的升降總數(shù)相等〔最小公倍數(shù)〕;
3.再觀察非氧化復原局部中元素的個數(shù);
4.最后配平氫氧的個數(shù)。
對于氧化復原反響可以采用電子守恒的方法,根據(jù)物質得到
的電子數(shù),等于
失去的電子數(shù);
(3)
兩者反響為氯元素自身的氧化復原,注意兩者生成產物的不同。
18.【答案】
〔1〕S;BaCuS2
〔2〕BaO和CuO
〔3〕2NH3+3CuO3=Cu+N2+3H2O;6
【解析】〔1〕根據(jù)上述分析可知,X中含有S元素,固體化合物Z的物質的量為:
8g80g/mol
=0.1mol,固體混合物中BaO的質量為23.3g-8g=15.3g,BaO的物質的量為:
15.3g153g/mol
=0.1mol,因此固體X中S元素的物質的量為:
26.5g-0.1mol×64g/mol-0.1mol×137g/mol32g/mol
=0.2mol,N(Cu):N(Ba):N(S)=1:1:2,故X的化學式為:BaCuS2
,
故故答案為::S;BaCuS2;〔2〕由上述分析可知,Y的主要成分為:CuO和BaO,
故故答案為::CuO和BaO;〔3〕氨氣與氧化銅在高溫條件下反響,生成銅、氮氣、水,其化學反響方程式為:
3CuO+2NH3=高溫N2+3Cu+3H2O
,
反響
3CuO+2NH3=高溫N2+3Cu+3H2O
中N元素由-3價變?yōu)?價,每生成1molN2轉移6mol電子,故當有28克氮氣即1mol生成時轉移的電子的物質的量為6mol。
故故答案為::
3CuO+2NH3=高溫N2+3Cu+3H2O
;6mol。
根據(jù)現(xiàn)象1可知,無色氣體為SO2
,
向黑色固體化合物Z中參加鹽酸,溶液呈藍色,說明固體Z為CuO,向堿性溶液中加硫酸會產生白色沉淀,說明該溶液中含有Ba2+
,
由此可知,固體混合物Y中含有BaO,據(jù)此解答此題。
19.【答案】
〔1〕O
〔2〕Cu、NaOH
〔3〕NaCuO2
(Na2O2·2CuO)
〔4〕2NaCuO2
+8HCl=2NaCl+2CuCl2+Cl2+4H2O
【解析】〔1〕CuSO4由白色變?yōu)樗{色,說明有水生成,因為X和枯燥的H2反響,根據(jù)元素守恒分析,必定含有O元素;
〔2〕現(xiàn)象2獲得紫色單質,說明Y含有Cu,現(xiàn)象3焰色反響為黃色說明有Na元素,與HCl發(fā)生中和反響說明有NaOH;
〔3〕由反響NaOH+HCl=NaCl+H2O,所以NaOH為0.02mol,得出m(Na)=0.02×23g=0.46g,銅為1.28g,得m(O)=m總-m(Na)-m(Cu)=2.38-0.46-1.28=0.46g,N(Na):N(Cu):N(O)=0.4623:1.2864:0.6416=1:1:2,故化學式為NaCuO2;
〔4〕X與濃鹽酸反響,根據(jù)反響現(xiàn)象,產物有Cl2
,
和CuCl2藍色溶液,因而化學方程式為2NaCuO2+8HCl=2NaCl+2CuCl2+Cl2+4H2O。
固體混合物Y溶于水,得到紫紅色固體單質,說明是Cu,產生堿性溶液,焰色反響呈黃色說明含有鈉元素,與HCl發(fā)生中和,說明是NaOH〔易算出為0.02mol〕,混合氣體能使CuSO4變藍,說明有水蒸氣,說明含有氧元素,據(jù)此分析解答。
20.【答案】
〔1〕Fe3S4
〔2〕;Fe3S4+6H+=3H2S+3Fe2++S
〔3〕H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI
〔4〕取溶液
G,參加過量
BaCl2
溶液,假設產生白色沉淀,那么有
SO2-;過濾后取濾液,滴加
H2O2
溶液,假設再產生白色沉淀,那么有
H2SO3。
【解析】根據(jù)題干信息:C溶液顯黃色,參加KSCN,D為血紅色溶液,可知C為FeCl3
,
D為Fe(SCN)3等,B為紅棕色固體,B為Fe2O3
,
且n(Fe2O3)=2.400g160g/mol
=0.015
mol,n(Fe)=2n(Fe2O3)=0.03
mol,m(Fe)=0.03
mol×56
g/mol=1.68
g。無色氣體E溶于水得到酸性溶液,參加碘的KI溶液,得到無色溶液G,且溶液酸性變強,說明l2氧化了E的水溶液,那么E應為SO2
,
F為H2SO3。那么G中必定含有H2SO4和HI,可能還含有未反響的H2SO3
,
根據(jù)原子守恒,A含有Fe、S兩種元素,且m(S)=2.960
g-1.68
g=1.28
g,n(S)==0.04
mol,可得n(Fe):n(S)=3:4,A的化學式為Fe3S4
,
據(jù)此解答。
所以A為Fe3S4
,
B為Fe2O3
,
C為FeCl3
,
D為Fe(SCN)3
,
E為SO2
,
F為H2SO3
,
G中含H2SO4、HI及H2SO3等。
(1)由以上分析可知,A組成元素為Fe、S,化學式為Fe3S4;
(2)A能與稀硫酸反響,生成一種淡黃色不溶物和一種氣體(標況下的密度為1.518
gL-1)。那么淡黃色不溶物為S,該氣體的摩爾質量=1.518
g/L×22.4
L/mol=34
g/mol,那么氣體相對分子質量是34,為H2S氣體。H2S電子式為:,
該反響的離子方程式為:Fe3S4+6H+=3Fe2++S+3H2S;
(3)F為H2SO3
,
S元素具有復原性,在溶液中和I2發(fā)生氧化復原反響,F(xiàn)G反響的化學方程式為:H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI;
(4)G中的主要微粒(不考慮H2O,H+
,
K+
,
I-)為SO42-和H2SO3。可以先檢驗SO42-
,
再檢驗有H2SO3
,
硅藻泥本身沒有任何的污染,而且有多種功能,是涂料無法比擬的。
硅藻泥壁材由純天然無機材料構成,不含任何有害物質及有害添加劑,材料本身為純綠色環(huán)保產品。其主要成分硅藻礦物被廣泛應用于美容面膜、啤酒食品過濾等。
涂料屬于有機化工高分子材料,所形成的涂膜屬于高分子化合物類型。按照現(xiàn)代通行的化工產品的分類,涂料屬于精細化工產品。
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1、原油產品提供的能源主要作汽車、拖拉機、飛機、輪船、鍋爐的燃料,少量用作民用燃料。 原油產品是材料工業(yè)的支柱之一金屬、無機非金屬材料和高分子合成材料,被稱為三大材料。全世界原油化工提供的高分子合成材料產量約1.45億噸。
2、除合成材料外,石油產品還提供了絕大多數(shù)的有機化工原料,在屬于化工領域的范疇內,除化學礦物提供的化工產品外,石油產品生產的原料,在各個部門大顯身手。 各工業(yè)部門離不開原油產品 現(xiàn)代交通工業(yè)的發(fā)展與燃料供應息息相關,可以毫不夸張地說,沒有燃料,就沒有現(xiàn)代交通工業(yè)。金屬加工、各類機械毫無例外需要各類材料及其它配套材料,消耗了大量原油產品。建材工業(yè)是原油產品的新領域,如塑料管材、門窗、鋪地材料、涂料被稱為化學建材。輕工、紡織工業(yè)是石油產品的傳統(tǒng)用戶,新材料、新工藝、新產品的開發(fā)與推廣,無不有原油產品的身影。
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中國人最遲在公元前13世紀就已經發(fā)明和使用了漆。1976年在河南省安陽市發(fā)掘出的“婦好”墓中,(葬于公元13世紀),上過漆的棺木就是最好的證明。早在公元前2世紀,中國人已發(fā)現(xiàn)了漆的重要化學性質,發(fā)現(xiàn)了通過漆的蒸發(fā)過程使其變質的方法,發(fā)現(xiàn)了通過在漆中放幾只螃蟹殼,漆就會保持液狀,不會變干。
公元前120年的《淮南子》一書提到了螃蟹殼能使漆保持液態(tài)的特殊功能。現(xiàn)代科學家化驗證實,甲殼體組織內確有抑制某些酶的活動的化學成分。
油漆早期大多以植物油為主要原料,故被叫做油漆,如健康環(huán)保原生態(tài)的熟桐油。 不論是傳統(tǒng)的以天然物質為原料的涂料產品,還是現(xiàn)展中的以合成化工產品為原料的涂料產品,都屬于有機化工高分子材料,所形成的涂膜屬于高分子化合物類型。
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弱酸是指在溶液中不完全電離的酸,是和強酸相對的酸,酸性較弱。弱酸的電離要使用可逆號,二元、多元弱酸電離必須分步書寫。
甲酸,化學式HCOOH,俗名蟻酸,是最簡單的羧酸。無色而有刺激性氣味的液體。 弱電解質, 熔點8、6攝氏度, 沸點100.8攝氏度。酸性很強,有腐蝕性,能刺激皮膚起泡。存在于蜂類、某些蟻類和 毛蟲的分泌物中。是有機化工原料,也用作消毒劑和防腐劑。
由于甲酸在水溶液中不能完全電離,所以甲酸是弱電解質,也就是弱酸。
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丙烯常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體,化學分子式C3H6,是一種無色可燃氣體,所以是易燃易爆的氣體。
為什么丙烯不能過安檢
丙烯屬于易燃易爆物品,與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合,與其它氧化劑接觸劇烈反應。氣體比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。
丙烯是三大合成材料的基本原料,用以生產多種重要有機化工原料、生成合成樹脂、合成橡膠及多種精細化學品等。但是丙烯具有易燃的危險性,與空氣混合能形成爆炸性混合物;遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險;與二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合,與其它氧化劑接觸劇烈反應。
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首先,環(huán)保約束強弱將是2014年行業(yè)的關鍵外生變量。
近年來,政府密集出臺多項環(huán)保政策,嚴厲打擊環(huán)境違法犯罪。化工、造紙、輕工、鋼鐵等行業(yè)多次被“重點關照”。但是,市場對環(huán)保約束強弱分歧巨大。從微觀層面來看,2013年前9個月主要化工品產量仍增長6%,僅農藥產量下降超過5%,多數(shù)企業(yè)盈利未見明顯好轉。
從企業(yè)層面來看,以草甘膦為代表的環(huán)保重點整治行業(yè)尚未見到環(huán)保核查配套政策。
雖然環(huán)保約束供給難以“一蹴而就”,但已看到積極變化。如,在政府層面,2013年相繼出臺了多項政策,處理了多家“疏于管理,弄虛作假”的環(huán)評機構,披露了491起環(huán)境違法,處理406起,我們微觀調研農藥、化肥、精細化工等企業(yè),均已感覺到明顯的環(huán)保壓力。
我們系統(tǒng)地梳理了主要化工品生產的污染環(huán)節(jié)和環(huán)保成本,預計環(huán)保對農藥、染料等子行業(yè)的影響將繼續(xù)深化,同時對鈦白粉、粘膠短纖等子行業(yè)存供給格局改善的可能。
化工行業(yè)國企改革存明顯提效空間,關注PS低的公司。行業(yè)內非國企較國企整體ROE持續(xù)高4個百分點以上,且相對差距持續(xù)擴大;國企持續(xù)加杠桿而非國企負債率穩(wěn)定;國企名義借款利率近3年逆轉超非國企。經營效率不同導致股票定價差異,以輪胎為例,非國企PS、PB比國企整體高1倍左右。優(yōu)選PS低的公司,關注有能力的華魯恒升(600426.SH)、有資源的久聯(lián)發(fā)展(002037.SZ)、有動力的黔輪胎A(000589.SZ)等。
過剩時代平臺型公司價值凸顯,關注大公司的新飛躍和小公司的大夢想。過剩時代化工板塊利潤分布趨于集中,強者恒強、愈強,利潤大戶中的精細化工/新材料龍頭均是常年的研發(fā)投入大戶。“短缺時代”已過,精細化工/新材料龍頭持續(xù)的研發(fā)投入與利潤形成正反饋,夯實原有利基市場的同時,龍頭各方面均具備了跨領域擴張的潛力,整體平臺優(yōu)勢將進一步顯現(xiàn)。關注萬華化學(600309.SH)、浙江龍盛(600352.SH)、閏土股份(002440.SZ),2014年有望成為市場重新審視這類化工平臺型公司的元年。
萬華化學是規(guī)模與技術優(yōu)勢助產業(yè)鏈延伸的典型公司,公司延伸路徑為異氰酸酯—聚氨酯—丙烯酸酯—涂料,公司擁有規(guī)模優(yōu)勢與技術優(yōu)勢(特種異氰酸酯單體、TPU、PHD、SAP、涂料配方等),而其技術優(yōu)勢的來源是巨額的研發(fā)投入——公司是除中石化外,化工股中研發(fā)投入最大的公司(2012年、2013上半年分別為5.7億元、3.7億元)。2014年,萬華化學的八角項目將逐步投產,新建項目完全達產后,公司有望實現(xiàn)異氰酸酯類產品300億元、其他品種500億元左右的收入規(guī)模。
染料獨有的豐富技術儲備暗藏巨大發(fā)展空間,染料常見品種600-1000種,獨有的豐富品種使龍頭企業(yè)擁有廣泛的技術儲備,在大部分有機化工領域及部分無機化工領域可以肆意擴張。
浙江龍盛的中間體品種與產能快速擴張,擁有產業(yè)鏈整體優(yōu)勢,成為2014年業(yè)績增量的主要來源之一;閏土股份的活性染料中間體前瞻性布局在2013年開始收獲,已公告進入甲苯氯化物/氟化物領域,關注后續(xù)產業(yè)鏈的繼續(xù)延長。
關鍵詞:變性淀粉;專利;文獻學分析
中圖分類號:G252.7 文獻標識碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.04.032
Documentary Analysis of Patent Technology of Domestic Modified Starch
TONG Dan
(Department of Biochemistry, Dingxi Teachers College, Dingxi, Gansu 743000,China)
Abstract: Modified starch has a wider range of uses and application fields comparing with original starch. In order to know about the present situation of patent technology of domestic modified starch, this paper analyzes modified starch patent ranging from 1986 to 2014 using the method of metrology, taking "Chinese patent database (known network edition)" as the data source. The result showed that the patent technology of modified starch storage time was in 1986. Enterprises were the most applicants for patent technology of modified starch. Modified starch was mainly used in the field of chemistry and organic chemical industry.
Key words: modified starch; patent; documentary analysis
天然淀粉的可利用性取決于淀粉顆粒的結構和淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量。不同種類的淀粉其分子結構和直鏈淀粉、支鏈淀粉的含量都不相同,因此不同來源的淀粉原料具有不同的可利用性。天然淀粉在現(xiàn)代工業(yè)中的應用,特別是在廣泛采用新工藝、新技術、新設備的情況下應用是有限的。大多數(shù)的天然淀粉都不具備有效的能被很好利用的性能,為此根據(jù)淀粉的結構及理化性質開發(fā)了淀粉的變性技術。
在淀粉所具有的固有特性的基礎上,為改善淀粉的性能和擴大應用范圍,可利用物理、化學或酶法處理,改變淀粉的天然性質,增加其某些功能性或引進新的特性,使其更適合于一定應用的要求。
筆者利用文獻分析學方法,對國內變性淀粉專利技術進行統(tǒng)計分析,目的是理清該類專利技術的具體發(fā)展和應用情況,為科研工作者在該領域的研究提供理論支持和數(shù)據(jù)指南。
1 材料和方法
在中國專利數(shù)據(jù)庫(知網版)中,按專利名稱為“變性淀粉”進行檢索,時間1986―2014年,共檢索出“變性淀粉”國家專利技術193項。將檢索出的專利在Excel表中進行統(tǒng)計分析。
2 結果與分析
2.1 國內變性淀粉專利技術各年度的數(shù)量分布
通過專利技術數(shù)據(jù)庫檢索,變性淀粉專利技術最早入庫時間是1986年,即從1986―2014年,共有193項變性淀粉專利技術,如圖1所示。
圖1結果顯示,國內變性淀粉專利技術開始入庫于1986年,1986年有1項專利技術,1987、1992、1993、1995―2001年都沒有相關的變性淀粉專利技術,在這十幾年間,即使有變性淀粉專利技術的年份,每年也只有1~2項專利技術問世。從2003年開始,變性淀粉專利技術數(shù)量呈上升趨勢,特別是2009年以后,上升幅度很大,2013年達到了最高值42項,2014年入庫專利項目目前還無法全部顯示。
2.2 國內變性淀粉專利技術發(fā)明人及申請人情況
通過檢索,193項專利技術的發(fā)明人共653人次,平均每項3.38人。國內變性淀粉專利技術中,申請人主要有公司、高校及個人,另外還有少數(shù)科研院所及合作機構,專利申請情況如表1所示。
由表1可以看出,在國內變性淀粉專利技術的申請人中,公司所占比例最大,為66.32%,其次為高校、個人及其他。
2.2.1 公 司 國內變性淀粉專利技術申請人中,共有公司57家,完成該專利技術128項,完成專利技術不小于4項的公司如表2所示。
表2結果顯示,國內申請變性淀粉專利技術的公司中,界首市東亞淀粉出品有限公司和宜興市軍達漿料科技有限公司申請的專利最多,分別為9項,申請專利比較多的單位還有黑龍江北大荒斯達奇生物科技有限公司、廣西農墾明陽生化集團股份有限公司、甘肅圣大方舟馬鈴薯變性淀粉有限公司、蘇州高峰淀粉科技有限公司、廣西明陽生化科技股份有限公司、內蒙古奈倫農業(yè)科技股份有限公司、四川省蓬溪縣弘橋實業(yè)有限公司及東莞市匯美淀粉科技有限公司,申請專利數(shù)量分別為8,6,5,4,4,4,4,4項。
2.2.2 高 校 在國內變性淀粉專利技術的申請人中,高校有21所,完成該專利技術38項,其中專利不少于2項的高校見表3。
從表3可以看出,國內變性淀粉專利技術完成高校中,江南大學申請的專利最多,成果最突出,申請8項,其次為華南理工大學、廣西大學、天津科技大學、東華大學及廣西民族大學,分別是4,3,3,2,2項。
2.2.3 個人 國內變性淀粉專利技術申請中,申請人為個人的有:紀欣申請2項;張航、錢進共同申請2項;王文輝、廖俊云、蘇光偉、倪大光、趙奎、蔡金安、孫德榮、石紹華、活潑、趙貴喜、郝慶陽及鄭桂富各申請1項。
2.2.4 其他 國內變性淀粉專利申請單位中,中國煙草總公司鄭州煙草研究院申請專利2項;陳明興與三明百事達淀粉有限公司聯(lián)合申請專利2項;廣西大學與中國熱帶農業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究院聯(lián)合申請專利2項;廣西大學與廣西武鳴縣安寧淀粉有限責任公司聯(lián)合申請專利1項;廣西大學與廣西農墾明陽生化集團股份有限公司聯(lián)合申請專利1項;青島海水資源綜合利用研究院與青島第一棉紡織廠聯(lián)合申請專利1項;蕪湖迅騰新材料有限公司與安徽工程大學聯(lián)合申請專利1項;天津科技大學與中糧北海糧油工業(yè)有限公司聯(lián)合申請專利1項。
2.3 國內變性淀粉專利技術學科分類
國內變性淀粉專利技術按照學科類別進行分類統(tǒng)計,結果如表4所示。
由表4可以看出,對于193項變性淀粉專利技術在各學科領域有交叉應用的情況,可以明顯地看出,在化學領域的應用最為廣泛,專利數(shù)量達到141項,其次是有機化工,專利數(shù)量為121項,在之后的輕工業(yè)手工業(yè)、無機化工、藥學、生物醫(yī)藥工程、環(huán)境科學與資源利用、電力工業(yè)及建筑科學與工程等領域的應用逐漸減少。
3 結論與討論
國內變性淀粉專利技術的入庫時間開始于1986年,從2003年開始專利數(shù)量呈現(xiàn)上升趨勢,特別是自2009年開始,上升幅度非常大,這與國外變性淀粉科技成果的發(fā)展趨勢是一致的,說明國內科技工作者及企業(yè)對變性淀粉的重視程度提高,對變性淀粉的研發(fā)能力及應用逐年加強。
變性淀粉專利技術的完成主要以公司企業(yè)為主,學科類別主要以化學與有機化工為主,從而說明變性淀粉專利技術主要是應用技術型的。一般而言,公司有自己的研發(fā)團隊,因此從研發(fā)、生產到應用都在企業(yè)完成,科研機構、高校與企業(yè)的合作研發(fā)相對很少。
總之,在今后相當長的一段時間,應更加重視變性淀粉的研發(fā)及生產,形成國內自己的變性淀粉生產體系,與世界特別是西方發(fā)達國家的變性淀粉生產技術接軌。另外,應加強科研機構、高校與企業(yè)的聯(lián)系,組建研發(fā)能力強、生產技術和能力過硬的團隊,為變性淀粉的研發(fā)、生產及應用打下良好的基礎。
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關鍵詞綠色化學環(huán)境保護生物技術
人類正面臨有史以來最嚴重的環(huán)境危機,由于人口急劇的增加,資源的消耗日益擴大,人均耕地、淡水和礦產等資源占有量逐漸減少,人口與資源的矛盾越來越尖銳;環(huán)保問題就成為經濟與社會發(fā)展的重要問題之一。作為國民經濟支柱產業(yè)之一的化學工業(yè)及相關產業(yè),在為創(chuàng)造人類的物質文明作出重要貢獻的同時,在生產活動中不斷排放出大量有毒物質,化學工業(yè)也為環(huán)境和人類的健康帶來一定的危害。發(fā)達國家對環(huán)境的治理,已開始從治標,即從末端治理污染轉向治本,即開發(fā)清潔工業(yè)技術,消減污染源頭,生產環(huán)境友好產品。“綠色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。
綠色化學又稱綠色技術、環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學、清潔化學。綠色化學即是用化學及其它技術和方法去減少或消除那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產物、副產物等的使用和產生。
化學可以粗略地看作是研究從一種物質向另一種物質轉化的科學。傳統(tǒng)的化學雖然可以得到人類需要的新物質,但是在許多場合中卻既未有效地利用資源,又產生大量排放物,造成嚴重的環(huán)境污染。綠色化學則是更高層次的化學,它的主要特點是“原子經濟性”,即在獲得物質的轉化過程中充分利用每個原料原子,實現(xiàn)“零排放”,因此既可以充分利用資源,又不產生污染。傳統(tǒng)化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。綠色化學可以變廢為寶,可使經濟效益大幅度提高。綠色化學已在全世界興起,它對我國這樣新興的發(fā)展中國家更是一個難得的機遇。
1采用無毒、無害并可循環(huán)使用的新物料
1.1原料選擇
工業(yè)化的發(fā)展為人類提供了許多新物料,它們在不斷改善人類物質生活的同時,也帶來大量生活廢物,使人類的生活環(huán)境迅速惡化。為了既不降低人類的生活水平,又不破壞環(huán)境,我們必須研制并采用對環(huán)境無毒無害又可循環(huán)使用的新物料。
以塑料為例,據(jù)統(tǒng)計,到1989年美國在包裝上使用的塑料就超過55.43億kg(20世紀90年代數(shù)量進一步上升),打開包裝后即被拋棄,這些塑料廢物破壞環(huán)境是我們面臨的一大問題:掩埋它們將永久留在土地里中;焚燒它們會放出劇毒。
我國也大量使用塑料包裝,而且在農村還廣泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越來越嚴重。解決這個問題的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前國際上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已經投入生產。光生物雙降解塑料研究是我國“八五”科技攻關的一個重大項目,已取得一些進展。
1.2溶劑的選擇
大量的與化學制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,而且源自在其制造過程中使用的物質。最常見的是在反應介質,分離和配方中所用的溶劑。在傳統(tǒng)的有機反應中,有機溶劑是最常用的反應介質,這主要是因為它們能較好地溶解有機化合物。但有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環(huán)境有害的因素。因此,在無溶劑存在下進行的有機反應,用水作反應介質,以及超臨界流體作反應介質或萃取溶劑將成為發(fā)展?jié)崈艉铣傻闹匾緩健?/p>
1.2.1固相反應
固相化學反應實際上是在無溶劑化作用的新穎化學環(huán)境下進行的反應,有時可比溶液反應更為有效并達到更好的選擇性。它是避免使用揮發(fā)性溶劑的一個研究動向。
1.2.2以水為溶劑的反應
由于大多數(shù)有機化合物在水中的溶解性差,而且許多試劑在水中會分解,因此一般避免用水作反應介質。但水作為反應溶劑有其獨特的優(yōu)越性,因為水是地球上自然豐度最高的“溶劑”,價廉、無毒、不危害環(huán)境。此外水溶劑特有的疏水效用對一些重要有機轉化是十分有益的,有時可提高反應速率和選擇性,更何況生命體內的化學反應大多是在水中進行的。
水相有機合成在有機金屬類反應,水相Lewis酸催化的反應現(xiàn)都已取得較大進展。因此在某些有機化學反應中,開發(fā)利用以水作溶劑是大有可為的。
1.2.3超臨界流體作為有機溶劑
超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體,是一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體。在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發(fā)超臨界流體(SCF),特別是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流體。它通常具有流體的密度,因而有常規(guī)常態(tài)溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來調節(jié)。其最大優(yōu)點是無毒、不可燃、價廉等。
1.3催化劑的選擇
許多傳統(tǒng)的有機反應用到酸、堿液體催化劑。如烴類的烷基化反應一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸做催化劑,這些液體酸催化劑的共同缺點是:對設備腐蝕嚴重,對人身危害和產生廢渣污染環(huán)境。為了保護環(huán)境,多年來人們從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料入手,大力開發(fā)固體酸做為烷基催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術較為成熟,這種催化劑選擇性高,乙苯收率超過99.6%,而且催化劑壽命長。
2化學反應的綠色化
為了節(jié)約資源和減少污染,合成效率成了當今合成方法學研究中關注的焦點。合成效率包括兩方面,一是選擇性(化學、區(qū)域、非對映體和對映體選擇性),另一個就是原子經濟性,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化為產物,理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百的轉變?yōu)楫a物,不產生副產物或廢棄物,實現(xiàn)廢物的“零排放”。為此,化學化工工作者在設計合成路線時,要減少“中轉”、增加“直快”、“特快”,更加經濟合理地利用原料分子中的每一個原子,減少中間產物的形成,少用或不用保護基或離去基,避免副產物或廢棄物的產生。實現(xiàn)原子經濟反應的有效手段很多,在些不作贅述。
3生物技術的應用
生物科學是當代科學的前沿。生物技術是世界范圍內新技術革命的重要組成部分,生物化工是21世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a業(yè)之一,它將成為創(chuàng)造巨大社會財富的重要產業(yè)體系。采用生物技術已在能源、采油、采礦、肥料、農藥、蛋白質、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機化工原料、精細化學品的制造等方面得到廣泛應用。從發(fā)展綠色化學的角度出發(fā),它最大的特點和魅力就在節(jié)約能源和易于實現(xiàn)無污染生產而且可以實現(xiàn)用一般化工技術難以實現(xiàn)的化工過程,其產品常常又具有特殊性能。因此,生物技術的研究和應用倍受青睞。
綠色化學是人類的一項重要戰(zhàn)略任務。綠色化學的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統(tǒng)化學,從而使我們對環(huán)境的治理可以從治標中轉向治本。綠色化學的發(fā)展不僅將對環(huán)境保護產生重大影響,而且將為我國的企業(yè)與國際接軌創(chuàng)造條件。
參考文獻
1朱清時.綠色化學和新的產業(yè)革命[J].現(xiàn)代化工,1998(6)
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