Бюллетень
Викторина
Глава
Диплом
Доклад
Задачи по химии с экологическим содержанием
 Скачать 0.95 Mb.
|
Задание 7. При сильных отравлениях белым фосфором пострадавшему назначают прием очень разбавленного раствора сульфата меди (II). Процессы, протекающие в организме больного, сводятся к окислительно-восстановительной реакции фосфора с катионами меди (II) с выделением металлической меди и образованием относительно безвредных количеств ортофосфорной и серной кислоты. Какое количество и массу сульфата меди (II) должен получить пострадавший для полного окисления 0,1 мг фосфора, если считать выход этого процесса 100%-ным? Мышьяк Задание 1. Большой ущерб водным организмам наносят соединения мышьяка. Особенно ядовиты соединения мышьяка (III). Предложите способ очистки сточных вод от арсенатов и арсенитов, принимая во внимание, что мышьяк является аналогом фосфора. IV группа Углерод Задание 1. Белгородский мел содержит карбонат кальция и карбонат магния в пересчете на CaO и MgO соответственно 54 и 0,5 %.
Задание 2. В 1 м3 атмосферного воздуха, помимо азота и кислорода, находится 2 л (при н.у.) диоксида углерода. Определите количество и массу CO2 во всем объеме классной комнаты, имеющей размеры 8 м .15 м . 4 м. Задание 3. Кислород атмосферы постоянно потребляется животными, растениями и человеком в огромных количествах. В составе какого газа он возвращается обратно в атмосферу? Если происходит возрастание количества углекислого газа в атмосфере, следовательно, происходит уменьшение количества кислорода. Почему же человечество озабочено возрастанием количества углекислого газа в атмосфере гораздо больше, чем уменьшением количества кислорода? Задание 4. В природе постоянно происходит круговорот биогенных элементов: углерода, водорода, кислорода, фосфора, азота и др. Человек в процессе своей деятельности вмешивается в круговорот веществ, использую минеральное сырье для своих нужд. Какая масса углерода должна превратиться в CO2, чтобы получить 1 л минеральной газированной воды с концентрацией углекислоты 2%, ρ=1г/см3. (3,84 г.) Задание 5. Океан, как насос, поглощает своими холодными водами диоксид углерода в полярных широтах и отдает CO2 в атмосферу в экваториальных и тропических зонах, где вода теплая. В этом обменном процессе между атмосферой и океаном участвуют ежегодно 100 млрд. т углекислого газа. Какой объем диоксида углерода (при н.у.) вовлечен в этот процесс? Задание 6. Как известно монооксид углерода (угарный газ) - является опасным загрязнителем атмосферы, также это яд, который образуется при неполном сгорании угля в печи. Он является одной из причин отравления человека. Образование угарного газа происходит, в том числе, и в результате эндотермической реакции углерода с диоксидом углерода: C(2) + CO2(Г) 2CO(Г) – 173 кДж Предложите способ смещения равновесия данной реакции влево – к относительно безопасным продуктам. Задание 7. Попытайтесь объяснить, почему при вдыхании угарного газа снабжение мозга кислородом уменьшается настолько, что человек может умереть? Задание 8. При сжигании дров в топке с неисправной вытяжной трубой образуется смесь очень ядовитого монооксида углерода и менее вредного диоксида углерода. Известно, что масса 100 л (при н.у.) этой газовой смеси равна 181,2 г. Определите объем каждого газа в смеси. Задание 9. Сколько граммов углекислого газа содержится в одном выдохе, если его плотность при н.у. 1,8 г/л? В среднем человек делает 15 вдохов в минуту. Сколько углекислого газа мы выдыхаем за сутки? Сколько в нем содержится кислорода? Задание 10. Рассчитайте массовую долю углерода в молекуле углекислого газа СО2. Перечислите несколько веществ и материалов, которые при горении образуют это соединение. Постарайтесь назвать как можно больше устройств и мест, где происходят эти реакции. Задание 11. Коксом в промышленности восстанавливают кремний из его оксида в дуговых печах: 2C + SiO2 = Si + 2CO↑ Какую массу кремнезема можно восстановить с помощью кокса массой 80 кг, если доля углерода в коксе составляет 92%? Какой объем (н.у.) ядовитого угарного газа СО выделится при этом? Как его можно обезвредить? Задание 12. О темпах увеличения количества выбрасываемого в атмосферу в результате деятельности человека диоксида углерода можно судить по следующему факту: в 1900 году это количество (в пересчете на углерод) исчислялось 600 млн. т углерода в виде СО2, а в 2000 году – уже 6 млрд. т углерода! Если считать, что в основном углерод поступал в атмосферу в виде двуокиси, сколько ее было выброшено в 1900 году? В 2000 году? Задание 13. Для удаления из промышленных газов ядовитого угарного газа – оксида углерода (II) – применяется метод его «дожигания», то есть перевод в полностью окисленную форму – оксид углерода (IV). Напишите уравнение этой реакции. Задание 14. Назовите основные виды человеческой деятельности, влияющей на баланс поглощенного и выделившегося диоксида углерода. В какую сторону (выделение или поглощение) смещает баланс каждый из перечисленных вами видов деятельности человека? К каким последствиям приводит повышение концентрации этого газа в земной атмосфере? Задание 15. В загрязненном воздухе содержится примесь CO, которая образуется при неполном сгорании твердого топлива и при работе двигателей внутреннего сгорания. Монооксид углерода медленно окисляется кислородом воздуха до диоксида углерода. При определенных условиях скорость такой реакции составляет 0,05 моль / (л.с), а концентрация CO2 становится равной 0,2 моль/л. Рассчитайте концентрацию CO2 через 10 с после указанного момента. Задание 16. Если двигатель легкового автомобиля работает на холостом ходу, то ежеминутно в воздух выбрасывается 0,08 л (при н.у.) монооксида углерода - "угарного газа", который вызывает сильные отравления. Особенно опасно длительное выделение СО в закрытых помещениях, например, в гаражах или боксах для ремонта машин. Рассчитайте молярную концентрацию, массовую долю и объемную долю монооксида углерода в воздухе гаража площадью 10 м2 и высотой 2,5 м через 10 мин после начала работы двигателя на холостом ходу. Сравните полученные результаты с санитарной нормой - предельно допустимой концентрацией CO с производственных помещениях (5 мг/м3) и содержанием СО в табачном дыме (5 . 10-5% по объему). 1,4 . 10-3 моль/м3, что в 8 раз превышает санитарную норму для производственных помещений и больше, чем в табачном дыме. Задание 17. Толщи известняка на земной поверхности и под землей медленно "размываются" под действием почвенных вод, где растворен диоксид углерода. Какую массу карбоната кальция CaCO3 может перевести в растворимый гидрокарбонат кальция состава Ca(HCO3)2 вода, в которой растворено 10 моль CO2? Практический выход для реакции химического растворения считайте равным 90%. Задание 18. При выпечке печенья в качестве разрыхлителя теста используют пищевую соду (гидрокарбонат натрия) с добавкой уксусной кислоты. Эта смесь при нагревании разлагается, выделяя углекислый газ. Рассчитайте объем (при н.у.) CO2, который выделится при использовании 1 чайной ложки (5 г) NaHCO3 и избытка CH3COOH. Задание 19. Жженую известь, применяемую в строительстве, получают прокаливанием известняка. Определите массовую долю основного вещества (карбоната кальция) в известняке, если прокаливание его образца массой 5,0 кг привело к выделению 1,0 м3 углекислого газа (при н.у.). Кремний Задание 1. Вы знаете, что диоксид кремния SiO2 – песок; он совершенно безвреден сам по себе. Но для людей, работающих в силикатной промышленности, он может стать причиной заболевания силикозом. Эта болезнь развивается из –за вдыхания мелкой пыли, которая накапливается в легких и затрудняет их работу. Какими – физическими или химическими – методами можно очищать воздух в рабочих помещениях силикатных производств? Задание 2. Кальцинированная сода Na2CO3 и известняк СаСО3 используются в производстве стекла согласно реакции: 6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 = Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO2↑ Сколько углекислого газа выделится при получении 1 т стекла? Какие еще этапы производства стекла сопровождаются выделением углекислого газа? Какие преимущества имеет переплавка стеклянных отходов перед производством нового стекла? Металлы Задание 1. «Часы истории человечества стали отсчитывать время быстрее, когда в его жизнь вошли металлы и их сплавы». Какая промышленность сегодня развивается так же быстро? Верно ли утверждение, что сегодняшние синтетические материалы безопаснее для природы и человека, чем металлы? Задание 2. Подготовьте сообщения о свойствах металлов как катализаторов химических реакций. Обратите особенное внимание на пользу применения катализаторов в «дожигателях топлива» в автомобилях, а также на вредные свойства металлов в фотокаталитическом смоге. Какие из драгоценных металлов являются хорошим катализатором? Какие предположения можно сделать об изменении цены на этот металл в будущем? Можно ли вкладывать деньги в покупку этого металла, чтобы спасти их от инфляции? Задание 3. В настоящее время активно развивается производство металлов не из вновь добываемой руды, а из отвалов уже использованных руд или из металлолома. Каковы преимущества этих технологий перед традиционной? Почему эти технологии позволяют уменьшить выбросы парниковых газов? На каких этапах производства можно «сэкономить» выбросы? Задание 4. Ознакомьтесь с данными о ПДК металлов в продуктах питания. (ПДК – предельно допустимая концентрация - допустимое остаточное ко-личество химического вещества в продуктах питания, не вызывающее вред-ных последствий для здоровья человека. Измеряется в мг/кг, мг/л, мг/ м3). Какие металлы являются наиболее опасными при попадании в продукты?
Задание 5. Можно ли без вреда для здоровья пить молоко, в котором содержится: а) 0,04 мг катионов свинца (II); б) 0,6 мг катионов меди(II); в) 4,5 мг катионов цинка (II)? Для молока санитарные нормы содержания этих ионов равны 2,4 . 10-7 моль/л Pb2+; 1,6 . 10-5 моль/л Cu2+; 7,7 . 10-5 моль/л Zn2+. Можно, поскольку содержание Fe2+, Cu2+, Zn2+ ниже предельно допустимого по санитарным нормам Задание 6. Рассмотрите ТРИ схемы получения металла. Заполните таблицы: Производство из руды
Производство из отходов обогащения руды
Производство из металлолома
Постарайтесь назвать основные источники парниковых газов в этих технологиях. Какой из этих способов наиболее выгоден, экономит энергию и наносит наименьший вред окружающей среде? Почему? Если получить металл переработкой металлолома, каких еще загрязнений атмосферы, гидро – и литосферы можно избежать? Задание 7. Чаще всего в промышленности металлы получают, восстанавливая их из оксидов коксом (углерод) или водородом. Какой из этих способов более «экологически чистый» и почему? Учтите также, что уголь, добываемый в разных месторождениях, содержит разные примеси. Найдите информацию о том, какие металлы, где и в каких количествах производятся в нашей стране, каковы отходы и экологические последствия их производства, что делается для уменьшения загрязнения природы. Коррозия металлов Задание 1. Почти четверть произведенного в мире металла приходит в негодность из - за коррозии. Причиной коррозии могут быть осадки, содержащие кислоты, то есть кислотные дожди. От них сильно коррозируют металлические конструкции, страдают различные строения и памятники архитектуры. Общий ущерб от коррозии, причиняемый кислотными дождями, только в США оценивается в десятки миллиардов долларов. В чем химическая сущность взаимодействия металлов с кислотными дождями? Напишите реакцию взаимодействия железа с разбавленной серной кислотой. Задание 2. Назовите несколько способов защиты металлов и сплавов от коррозии, с которыми вы встречаетесь в быту. Чем антикоррозийная обработка металлов помогает охране природы? Чем может вредить? Как можно увеличить пользу и уменьшить вред антикоррозионной обработки металлов? I группа Литий Задание 1. Элементы I группы главной подгруппы экологически неравноценны. Натрий и калий – элементы, называемые биогенными, - совершенно необходимы для жизнедеятельности живых организмов. Литий входит в состав живых организмов в меньших количествах, чем калий и натрий. Однако точно установлено, что ионы лития активно влияют на физиологические и биохимические процессы, обмен веществ и приспособительные реакции организма. Препараты лития используются в медицине для сглаживания и предотвращения серьезных эмоциональных нарушений. Таким образом, соединения лития нельзя считать безопасными для фауны. Но литий и его соединения активно используют, например, в химических источниках тока – литиевых аккумуляторах для мобильных телефонов или кардиостимуляторов, как компонент поглотителей в некоторых кондиционерах и противогазах. Почему эти металлы не применяют для производства проводов, хотя они хорошо проводят электрический ток? Какие металлы I группы участвуют в биохимических процессах в человеческом организме? В каких количествах они там используются? К чему может привести значительное увеличение или уменьшение количества каждого из этих металлов в организме человека? Откуда к нам в организм может попасть значительное количество щелочных металлов? Натрий Задание 1. Пероксид щелочного металла натрия Na2O2 способен поглощать углекислый газ из воздуха и отправлять взамен него в воздух кислород 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 Так осуществляют регенерацию воздуха в закрытых помещениях – на космических кораблях, подводных лодках и т.п. Какая масса оксида углерода (IV) вступит в реакцию с пероксидом натрия массой 320 г? В каком объеме воздуха содержится такое количество углекислого газа? (Плотность СО2 в воздухе 0,5 г/м3). Во сколько раз этот объем воздуха больше объема вашего класса? Какова масса этого воздуха, если его плотность 1,2 кг/м3? Задание 2. Некоторые ученые предлагают с помощью подобного метода очищать атмосферу Земли от излишнего СО2. С какими существенными трудностями придется столкнуться при практическом применении такого метода? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||