一、主干知识——在微点判断中澄清
1.判断下列有关自然资源的开发利用叙述的正误
(1)所有金属在自然界中均以化合态存在。 ( )
(2)金属矿物中的金属被氧化生成金属单质。 ( )
(3)Mg在工业上可以电解熔融MgCl2或用H2还原MgO生产制备。 ( )
(4)通过铝热反应可以还原出Cu、Fe、Mn等金属。 ( )
(5)海水中的溴可以通过氧化法提取。 ( )
(6)煤的气化和液化是物理变化,煤的干馏和石油的裂化均为化学变化。 ( )
(7)重油的裂化是为了获取汽油等轻质油。 ( )
(8)天然气是一种清洁能源,可以再生。 ( )
2.判断下列有关化学品的合理使用叙述的正误
(1)任何农作物都必须施用氮肥。 ( )
(2)大量施用化肥,会导致水体的富营养化,产生水华等现象。 ( )
(3)大量用药如不注意会引起有益昆虫的大量死亡。 ( )
(4)阿司匹林是一种解热镇痛药,而小苏打为中和胃酸的抗酸药。 ( )
(5)NaNO2是一种保鲜的防腐剂,可以不用限量使用。 ( )
(6)味精是一种增味剂,易溶于水,增加食品的鲜味。 ( )
(7)维生素C是一种抗氧化剂,KIO3是增加碘的营养强化剂。 ( )
(8)任何食品添加剂在添加时要适量不可超量。 ( )
3.判断下列有关环境保护与绿色化学叙述的正误
(1)光化学烟雾、酸雨、雾霾均属于次生污染物。 ( )
(2)含N、P元素的大量污水排入海水,会出现赤潮现象。 ( )
(3)绿色化学的核心思想是改变“先污染后治理”的观念和做法。 ( )
(4)废旧塑料制品可以采用深挖填埋处理。 ( )
(5)为了卫生,可以提倡选用一次性筷子、纸杯和塑料袋。 ( )
(6)禁止生产、销售和使用含铅汽油的主要原因是防止铅污染。 ( )
二、综合思维——在知识融会中贯通
(一)自然资源的开发利用
[综合训练]
1.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含少量SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下:
(注:SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀)
下列叙述不正确的是 ( )
A.增大NaOH溶液浓度可提高Al2O3的浸取率
B.Ⅱ、Ⅲ为过滤,Ⅳ为灼烧
C.加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度
D.如果步骤Ⅰ中换成硫酸溶液来溶解铝土矿,后面的操作不变也可以冶炼出铝
2.如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。根据图中信息,判断下列相关分析不正确的是 ( )
A.上述提取Mg的流程中,没有涉及的反应类型是置换反应
B.因氮气的化学性质相对稳定,冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,可选择氮气
C.反应⑥所用的气态氧化剂可从本厂生产烧碱处循环利用或从本厂生产镁单质处循环利用
D.从母液中提取Mg和Br2的先后顺序:先提取Br2,后提取Mg
(二)化学品的合理使用
[综合训练]
3.(2024·大连高一检测)生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一,下列不属于精细化学品的是 ( )
A.化肥 B.农药
C.医药 D.食品添加剂
4.下列说法不正确的是 ( )
A.明矾的化学成分为硫酸钠,是传统的食品改良剂和膨松剂
B.奶粉中可添加硫酸亚铁、硫酸锌等作为营养强化剂
C.味精的主要成分是谷氨酸钠,是一种常用的增味剂
D.豆腐中含有盐卤(氯化镁、硫酸钙),菠菜中含有草酸,两者不宜混合食用
(三)环境保护与绿色化学
[综合训练]
5.(2024·广西北海高一检测)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是 ( )
A.为了治理酸雨污染,政府应关闭硫酸厂、火电厂、水泥厂等
B.废旧电池中含有镍、镉等重金属,可用填埋法处理
C.减少燃煤的使用,改用风能、太阳能等新能源符合“低碳生活”理念
D.酸雨样品久置过程中pH减小是因为溶解了更多的CO
6.(2024·江西鹰潭三校联考)最理想的“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是 ( )
A.用CaC2与H2O制备C2H2的反应
B.用C2H4与O2制备环氧乙烷()的反应
C.用C2H5OH与CH3COOH制备CH3COOC2H5的反应
D.用与Br2制备的反应
7.下图表示雾霾形成的机理:
下列有关说法错误的是 ( )
A.[O]表示氧化过程
B.物质X一定是(NH4)2SO4
C.NOx、SO2的排放是形成酸雨的主要原因
D.雾和霾的分散剂相同,均为空气
三、迁移应用——在课题活动中践行
课题活动 水中溶解氧的测定与增氧研究
工业废水和生活污水的排放,导致海水富营养化,藻类的过度增长及分解导致水中含氧量下降。如何测定水中溶氧量、如何增氧成为必要的研究课题。
探究目标(一) 测定水中溶氧量
【测定原理】
使用碘量法测定水中溶解氧是基于溶解氧的氧化性能。当水样中加入硫酸锰和碱性KI溶液时,立即生成Mn(OH)2沉淀。但Mn(OH)2极不稳定,迅速与水中溶解氧反应生成锰酸锰沉淀(先生成锰酸沉淀)。再加入硫酸酸化,已固定的溶解氧(以锰酸锰的形式存在)将KI氧化并释放出游离碘(KI先酸化为HI)。然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定,换算出溶解氧的含量。
【实验步骤】
(1)用溶解氧瓶采集水样。取水样时应尽量避免扰动水体表面,不要在瓶中留有气泡。
(2)在取样现场。将吸管插入液面下,加入Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI),反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
(3)将固氧后的水样酸化。MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min。
(4)用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2+I22I-+S4)。
取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL。
【问题思考】
1.取水样时尽量避免搅拌水体表面的原因是什么
2.实验步骤(2)、(3)发生反应的离子方程式如何写
3.淀粉作指示剂,恰好反应完全的现象是什么
4.水样中溶解氧的含量是多少 写出计算过程。
5.实验中哪些措施能够确保溶氧量测定的准确性 还有哪些措施
探究目标(二) 常见增氧剂的增氧原理
使用增氧剂,能起到预防鱼虾浮头、提升鱼虾食欲,同时间接降低水体氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等含量,发挥水质改良剂的作用。
常见的化学增氧剂有过硫酸氢钾(KHSO5)、过碳酸钠(Na2CO4)和过氧化钙(CaO2),它们在水中共同的反应原理都是与H2O反应生成H2O2,然后H2O2分解生成O2。
1.分别写出上述三种增氧剂与H2O反应的化学方程式。
2.对于碱性水体,可以选用什么增氧剂 若是酸性水体呢
[素养训练]
某城市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题。
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表:
离子 K+ Na+ N S N Cl-
浓度/(mol·L-1) 4×10-6 6×10-6 2×10-5 4×10-5 3×10-5 2×10-5
根据表中数据判断待测试样为 (填“酸”或“碱”)性,表示该试样酸碱性的c(H+)或c(OH-)约为 mol·L-1。
(2)煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx,易形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫,脱硝,效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式:
Cl+ NO+ OH- Cl-+ N+
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动后,汽缸中温度高,会生成NO,化学方程式为 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体,其化学反应方程式为 。
单元整体教学设计与阶段验收评价
一、主干知识——在微点判断中澄清
1.(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)×
2.(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)√
3.(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
二、综合思维——在知识融会中贯通
1.选D 若步骤Ⅰ中将NaOH溶液换成H2SO4溶液来溶解铝土矿,Al2O3、Fe2O3均会溶解,SiO2不溶,过滤后向滤液中加过量NaOH溶液再过滤才能得到Na[Al(OH)4]溶液,即后面的操作要跟着相应变化才能冶炼出铝,D项错误。
2.选B 由题中提取Mg的流程中,发生了分解反应、化合反应和复分解反应,没有涉及置换反应,A项正确;在高温下,氮气能与镁反应生成Mg3N2,不能用氮气来冷却镁蒸气,B项错误;反应⑥所用的气态氧化剂为氯气,生成烧碱和生成镁单质时均有氯气产生,可循环利用,降低成本,C项正确;若先提取镁,所得溶液中会残留Ca(OH)2,再用Cl2氧化Br-时会消耗过多的Cl2,D项正确。
3.选A 乙烯、硫酸、纯碱、化肥等属于大宗化学品,医药、农药、日用化学品、食品添加剂等属于精细化学品。
4.选A 明矾的化学成分为KAl(SO4)2·12H2O,常用作净水剂,A错误;奶粉中添加硫酸亚铁、硫酸锌等可补充Fe、Zn等微量元素,B正确;味精的主要成分为谷氨酸钠,能增加食品的鲜味,是一种常用的增味剂,C正确;硫酸钙、草酸两者混合会发生反应:CaSO4+H2C2O4CaC2O4+H2SO4,D正确。
5.选C 为了治理酸雨污染,应对硫酸厂、火电厂、水泥厂等工厂进行尾气处理,而不是直接关闭,A错误;废旧电池中含有镍、镉等重金属,能够引起土壤、水体污染,不可用填埋法处理,B错误;减少燃煤的使用,改用风能、太阳能等新能源,可减少污染物的排放,符合“低碳生活”理念,C正确;酸雨样品久置过程中pH减小是因为H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4,酸性增强,D错误。
6.选B A项,除生成C2H2外,还生成其他物质,错误;B项,发生的反应为2C2H4+O22,反应物原子全部转化为期望的产物,正确;C项,反应中还生成水,错误;D项,反应中还生成HBr,错误。
7.选B H2SO4与NH3反应可能生成NH4HSO4,也可能生成(NH4)2SO4,B项错误。
三、迁移应用——在课题活动中践行
探究目标(一)
1.提示:防止重新溶解进入部分O2。
2.提示:2Mn(OH)2+O22MnO(OH)2
4H++MnO(OH)2+2I-Mn2++I2+3H2O
3.提示:蓝色褪去。
4.提示:根据测定原理,由关系式法可得O2~2I2~4S2,则m(O2)=×32 g=8ab mg,则水样中溶解氧的含量为=80ab mg·L-1。
5.提示:
用溶解氧瓶(如图)采集水样可以密封水样,尽量避免扰动水体表面,不在瓶中留有气泡、充分反应,将吸管插入液面下确保隔绝空气。配制溶液的蒸馏水必须经过煮沸、 冷却后才能使用。
探究目标(二)
1.提示:KHSO5+H2OKHSO4+H2O2
Na2CO4+H2ONa2CO3+H2O2
CaO2+2H2OCa(OH)2+H2O2
2.提示:对于碱性水体,可以选用过硫酸氢钾;对于酸性水体,可以选用过碳酸钠或过氧化钙。
[素养训练]
解析:(1)根据表格数据可知,试样所含水溶性无机离子所带电荷总数是c(K+)+c(Na+)+c(N)-2c(S)-c(N)-c(Cl-)=4×10-6+6×10-6+2×10-5-2×4×10-5-3×10-5-2×10-5=-1×10-4,根据溶液的电中性原则可知,溶液中应该含有带正电荷的氢离子,c(H+)约为1.0×10-4 mol·L-1,所以溶液呈酸性。
(2)Cl中氯元素的化合价由+3价降低为-1价,NO中N元素的化合价由+2价升高为+5价,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒可知,烟气脱硝过程的离子方程式为3Cl+4NO+4OH-3Cl-+4N+2H2O。(3)①汽车启动后,汽缸中温度高,氮气和氧气在汽缸中生成NO,化学方程式为N2+O22NO。②在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳,其化学反应方程式为2CO+2NO2CO2+N2。
答案:(1)酸 1×10-4
(2)3Cl+4NO+4OH-3Cl-+4N+2H2O
(3)①N2+O22NO
②2CO+2NO2CO2+N2(共43张PPT)
单元整体教学设计与阶段验收评价
目录
一、主干知识——在微点判断中澄清
二、综合思维——在知识融会中贯通
三、迁移应用——在课题活动中践行
一、主干知识
在微点判断中澄清
1.判断下列有关自然资源的开发利用叙述的正误
(1)所有金属在自然界中均以化合态存在。( )
(2)金属矿物中的金属被氧化生成金属单质。( )
(3)Mg在工业上可以电解熔融MgCl2或用H2还原MgO生产制备。( )
(4)通过铝热反应可以还原出Cu、Fe、Mn等金属。( )
×
×
×
√
(5)海水中的溴可以通过氧化法提取。 ( )
(6)煤的气化和液化是物理变化,煤的干馏和石油的裂化均为化学变化。( )
(7)重油的裂化是为了获取汽油等轻质油。( )
(8)天然气是一种清洁能源,可以再生。( )
√
×
√
×
2.判断下列有关化学品的合理使用叙述的正误
(1)任何农作物都必须施用氮肥。( )
(2)大量施用化肥,会导致水体的富营养化,产生水华等现象。( )
(3)大量用药如不注意会引起有益昆虫的大量死亡。( )
(4)阿司匹林是一种解热镇痛药,而小苏打为中和胃酸的抗酸药。( )
×
√
√
√
(5)NaNO2是一种保鲜的防腐剂,可以不用限量使用。 ( )
(6)味精是一种增味剂,易溶于水,增加食品的鲜味。( )
(7)维生素C是一种抗氧化剂,KIO3是增加碘的营养强化剂。( )
(8)任何食品添加剂在添加时要适量不可超量。( )
×
√
√
√
3.判断下列有关环境保护与绿色化学叙述的正误
(1)光化学烟雾、酸雨、雾霾均属于次生污染物。( )
(2)含N、P元素的大量污水排入海水,会出现赤潮现象。( )
(3)绿色化学的核心思想是改变“先污染后治理”的观念和做法。( )
(4)废旧塑料制品可以采用深挖填埋处理。( )
(5)为了卫生,可以提倡选用一次性筷子、纸杯和塑料袋。( )
(6)禁止生产、销售和使用含铅汽油的主要原因是防止铅污染。 ( )
√
√
√
×
×
√
二、综合思维
在知识融会中贯通
(一)自然资源
的开发利用
1.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含少量SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下:
(注:SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀)
[综合训练]
下列叙述不正确的是 ( )
A.增大NaOH溶液浓度可提高Al2O3的浸取率
B.Ⅱ、Ⅲ为过滤,Ⅳ为灼烧
C.加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度
D.如果步骤Ⅰ中换成硫酸溶液来溶解铝土矿,后面的操作不变也可以冶炼出铝
√
解析:若步骤Ⅰ中将NaOH溶液换成H2SO4溶液来溶解铝土矿,Al2O3、Fe2O3均会溶解,SiO2不溶,过滤后向滤液中加过量NaOH溶液再过滤才能得到Na[Al(OH)4]溶液,即后面的操作要跟着相应变化才能冶炼出铝,D项错误。
2. 如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。根据图中信息,判断下列相关分析不正确的是 ( )
A.上述提取Mg的流程中,没有涉及的反应类型是置换反应
B.因氮气的化学性质相对稳定,冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时,可选择氮气
C.反应⑥所用的气态氧化剂可从本厂生产烧碱处循环利用或从本厂生产镁单质处循环利用
D.从母液中提取Mg和Br2的先后顺序：先提取Br2 ，后提取Mg
√
解析:由题中提取Mg的流程中，发生了分解反应、化合反应和复分解反应，没有涉及置换反应，A项正确；在高温下，氮气能与镁反应生成Mg3N2，不能用氮气来冷却镁蒸气，B项错误；反应⑥所用的气态氧化剂为氯气，生成烧碱和生成镁单质时均有氯气产生，可循环利用，降低成本，C项正确；若先提取镁，所得溶液中会残留Ca(OH)2，再用Cl2氧化Br－时会消耗过多的Cl2，D项正确。
(二)化学品
的合理使用
3.(2024·大连高一检测)生产精细化学品已经成为当代化学工业结构调整的重点之一,下列不属于精细化学品的是 ( )
A.化肥 B.农药
C.医药 D.食品添加剂
解析:乙烯、硫酸、纯碱、化肥等属于大宗化学品,医药、农药、日用化学品、食品添加剂等属于精细化学品。
[综合训练]
√
4.下列说法不正确的是 ( )
A.明矾的化学成分为硫酸钠,是传统的食品改良剂和膨松剂
B.奶粉中可添加硫酸亚铁、硫酸锌等作为营养强化剂
C.味精的主要成分是谷氨酸钠,是一种常用的增味剂
D.豆腐中含有盐卤(氯化镁、硫酸钙),菠菜中含有草酸,两者不宜混合食用
√
解析:明矾的化学成分为KAl(SO4)2·12H2O,常用作净水剂,A错误;奶粉中添加硫酸亚铁、硫酸锌等可补充Fe、Zn等微量元素,B正确;味精的主要成分为谷氨酸钠,能增加食品的鲜味,是一种常用的增味剂,C正确;硫酸钙、草酸两者混合会发生反应:CaSO4+H2C2O4===CaC2O4
+H2SO4,D正确。
(三)环境保护
与绿色化学
5.(2024·广西北海高一检测)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是 ( )
A.为了治理酸雨污染,政府应关闭硫酸厂、火电厂、水泥厂等
B.废旧电池中含有镍、镉等重金属,可用填埋法处理
C.减少燃煤的使用,改用风能、太阳能等新能源符合“低碳生活”理念
D.酸雨样品久置过程中pH减小是因为溶解了更多的CO
√
[综合训练]
解析:为了治理酸雨污染,应对硫酸厂、火电厂、水泥厂等工厂进行尾气处理,而不是直接关闭,A错误;废旧电池中含有镍、镉等重金属,能够引起土壤、水体污染,不可用填埋法处理,B错误;减少燃煤的使用,改用风能、太阳能等新能源,可减少污染物的排放,符合“低碳生活”理念,C正确;酸雨样品久置过程中pH减小是因为H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4,酸性增强,D错误。
6.(2024·江西鹰潭三校联考)最理想的“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是 ( )
A.用CaC2与H2O制备C2H2的反应
B.用C2H4与O2制备环氧乙烷( )的反应
C.用C2H5OH与CH3COOH制备CH3COOC2H5的反应
D.用 与Br2制备 的反应
√
解析:A项,除生成C2H2外,还生成其他物质,错误;B项,发生的反应为2C2H4+O2 2 ,反应物原子全部转化为期望的产物,正确;C项,反应中还生成水,错误;D项,反应中还生成HBr,错误。
√
7.下图表示雾霾形成的机理:
下列有关说法错误的是( )
A.[O]表示氧化过程
B.物质X一定是(NH4)2SO4
C.NOx、SO2的排放是形成酸雨的主要原因
D.雾和霾的分散剂相同,均为空气
解析:H2SO4与NH3反应可能生成NH4HSO4,也可能生成(NH4)2SO4,
B项错误。
三、迁移应用
在课题活动中践行
课题活动 水中溶解氧的测定与增氧研究
工业废水和生活污水的排放,导致海水富营养化,藻类的过度增长及分解导致水中含氧量下降。如何测定水中溶氧量、如何增氧成为必要的研究课题。
探究目标(一) 测定水中溶氧量
【测定原理】
使用碘量法测定水中溶解氧是基于溶解氧的氧化性能。当水样中加入硫酸锰和碱性KI溶液时,立即生成Mn(OH)2沉淀。但Mn(OH)2极不稳定,迅速与水中溶解氧反应生成锰酸锰沉淀(先生成锰酸沉淀)。再加入硫酸酸化,已固定的溶解氧(以锰酸锰的形式存在)将KI氧化并释放出游离碘(KI先酸化为HI)。然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定,换算出溶解氧的含量。
【实验步骤】
(1)用溶解氧瓶采集水样。取水样时应尽量避免扰动水体表面,不要在瓶中留有气泡。
(2)在取样现场。将吸管插入液面下,加入Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI),反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
(3)将固氧后的水样酸化。MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min。
(4)用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2+I2===2I-+S4)。
取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL。
【问题思考】
1.取水样时尽量避免搅拌水体表面的原因是什么
提示:防止重新溶解进入部分O2。
2.实验步骤(2)、(3)发生反应的离子方程式如何写
提示:2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2
4H++MnO(OH)2+2I-===Mn2++I2+3H2O
3.淀粉作指示剂,恰好反应完全的现象是什么
提示:蓝色褪去。
4.水样中溶解氧的含量是多少 写出计算过程。
提示:根据测定原理,由关系式法可得O2~2I2~4S2,则m(O2)=×32 g=8ab mg,则水样中溶解氧的含量为=80ab mg·L-1。
5.实验中哪些措施能够确保溶氧量测定的准确性 还有哪些措施
提示:用溶解氧瓶(如图)采集水样可以密封水样,尽量避免扰动水体表面,不在瓶中留有气泡、充分反应,将吸管插入液面下确保隔绝空气。配制溶液的蒸馏水必须经过煮沸、 冷却后才能使用。
探究目标(二) 常见增氧剂的增氧原理
使用增氧剂,能起到预防鱼虾浮头、提升鱼虾食欲,同时间接降低水体氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等含量,发挥水质改良剂的作用。
常见的化学增氧剂有过硫酸氢钾(KHSO5)、过碳酸钠(Na2CO4)和过氧化钙(CaO2),它们在水中共同的反应原理都是与H2O反应生成H2O2,然后H2O2分解生成O2。
1.分别写出上述三种增氧剂与H2O反应的化学方程式。
提示:KHSO5+H2O===KHSO4+H2O2
Na2CO4+H2O===Na2CO3+H2O2
CaO2+2H2O===Ca(OH)2+H2O2
2.对于碱性水体,可以选用什么增氧剂 若是酸性水体呢
提示:对于碱性水体,可以选用过硫酸氢钾;对于酸性水体,可以选用过碳酸钠或过氧化钙。
某城市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题。
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表:
[素养训练]
离子 K+ Na+ Cl-
浓度/(mol·L-1) 4×10-6 6×10-6 2×10-5 4×10-5 3×10-5 2×10-5
根据表中数据判断待测试样为 (填“酸”或“碱”)性,表示该试样酸碱性的c(H+)或c(OH-)约为 mol·L-1。
酸
1×10-4
解析:根据表格数据可知,试样所含水溶性无机离子所带电荷总数是c(K+)+c(Na+)+c(N)-2c(S)-c(N)-c(Cl-)=4×10-6+6×10-6+2×10-5-2×4×10-5-3×10-5-2×10-5=-1×10-4,根据溶液的电中性原则可知,溶液中应该含有带正电荷的氢离子,c(H+)约为1.0×10-4 mol·L-1,所以溶液呈酸性。
(2)煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx,易形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫,脱硝,效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式:
Cl+ NO+ OH-=== Cl-+ N+
解析:Cl中氯元素的化合价由+3价降低为-1价,NO中N元素的化合价由+2价升高为+5价,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒可知,烟气脱硝过程的离子方程式为3Cl+4NO+4OH-==3Cl-+4N+2H2O。
3
4
4
3
4
2H2O
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动后,汽缸中温度高,会生成NO,化学方程式为
。
解析:汽车启动后,汽缸中温度高,氮气和氧气在汽缸中生成NO,化学方程式为N2+O2 2NO。
N2+O2 2NO
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体,其化学反应方程式为 。
解析:在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳,其化学反应方程式为2CO+2NO 2CO2+N2。
2CO+2NO 2CO2+N2
