(共12张PPT)
第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
1.地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发
等方式释放出SO2、H2S等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入
河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
2.大气中的SO2还可以被银杏、夹竹桃等植物吸收,而水体中的硫化合物可被浮游植物吸
收、利用。
3.硫元素可随着食物链从植物传递到动物体内,植物残体和动物的尸体、粪便等经细菌的分
解,其中的硫元素又转移到土壤、水体和大气中。
知识点 1 自然界中的硫循环
必备知识 清单破
1.酸雨:指pH小于5.6的雨水。正常雨水pH约为5.6,这是溶解了CO2的缘故。
2.硫酸型酸雨的形成
①2SO2+O2 2SO3
②SO3+H2O H2SO4
知识点 2 酸雨及其治理
③SO2+H2O H2SO3
④2H2SO3+O2 2H2SO4
3.酸雨的危害
(1)危害农作物生长,破坏森林、草原,酸化湖泊,影响水生生物的繁殖。
(2)加快建筑物、桥梁、工业设备、运输工具、电信电缆等的腐蚀。
4.酸雨的防治(详见定点)
1.空气质量指数
空气质量指数(AQI)是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫
(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)和一氧化碳(CO)的浓度计算出来的数值。
2.AQI作为衡量空气质量好坏的指标,其数值越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。
3.空气质量指数的确定
(1)测定空气中各污染物的浓度。
(2)将各种污染物的浓度换算为质量指数。
(3)选取指数最大的污染物为首要污染物,首要污染物的质量指数即空气质量指数。
4.AQI与空气质量等级
根据AQI的数值可将空气质量等级分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染、严
知识点 3 空气质量评价
重污染。
知识辨析
1.把pH<7的雨水称为酸雨。这种说法对吗
2.CO2大量排放能够导致酸雨。这种说法对吗
3.某地区空气质量指数是指该地区各污染物质量指数之和。这种说法对吗
4.大气污染物主要有SO2、CO2和可吸入颗粒物。这种说法对吗
一语破的
1.不对。把pH<5.6的雨水称为酸雨。
2.不对。大量排放CO2不能导致酸雨,但会导致温室效应。
3.不对。首要污染物的质量指数即该地区的空气质量指数。
4.不对。CO2不属于大气污染物。
1.常见的环境污染问题
(1)酸雨主要是由硫的氧化物和氮氧化物的排放造成的,会使土壤、湖泊酸化并腐蚀建筑物
等。
(2)臭氧层空洞主要是由氮氧化物和氟氯代烃等的排放引起的,会使太阳对地球表面的紫外
辐射量增加,对生态环境产生破坏作用,影响人类和其他生物的正常生存等。
(3)温室效应加剧主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的,会使全球气候变暖、冰川融
化、海平面上升等。
(4)白色污染主要是由难降解塑料的大量使用和随意丢弃造成的,它会破坏土壤结构和生态
环境等。
关键能力 定点破
定点 酸雨的形成与防治
(5)赤潮和水华主要是由含磷洗衣粉的大量使用及工业废水的任意排放造成的,会导致藻类
过度繁殖、鱼类死亡、水质恶化等。
2.酸雨的防治
(1)首先要从消除污染源着手,开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等),这
既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源,又能从根本上防止酸雨的产生。
(2)利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理,以减少二氧化硫的排放。
(3)对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。
如在燃煤中加入生石灰可减少二氧化硫的排放:SO2+CaO CaSO3,2CaSO3+O2 2
CaSO4(形成煤渣)。
含有SO2的尾气用氨水吸收:SO2+2NH3·H2O (NH4)2SO3+H2O,2(NH4)2SO3+O2 2(NH
4)2SO4(一种化肥)。
石灰石—石膏法吸收SO2:SO2+CaCO3 CaSO3+CO2,2CaSO3+O2 2CaSO4(形成生石
膏CaSO4·2H2O)。
(4)健全法律法规,严格规定污染物的排放标准,提高人们的环境保护意识。
典例 农业每年因酸雨而造成的损失很高,为了有效控制酸雨,国务院已批准了《酸雨控制区
和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。
(1)现有雨水样品1份,每隔相同时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下表:
测定次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
雨水的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55
分析数据,说明雨水样品pH变化的原因是(用化学方程式表示)
。
(2)你认为减少酸雨的形成可采取的措施是 。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加生石灰 ⑤开
发新能源
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①③④⑤
(3)在英国进行的一个研究结果表明:高烟囱可以有效地降低地面SO2的浓度。在20世纪的60
~70年代的10年间,由发电厂排放出的SO2增加了35%,但由于建造高烟囱的原因,地面SO2的浓
度降低了30%,请你从全球环境保护的角度,分析这种方法是否可取 简述理由:
。
2H2SO3+O2 2H2SO4
C
不可取,因为SO2的排放总量没有减少,所以形成的酸雨对全球造成的危害没有降低
思路点拨 解答该题需要知道酸雨的成因及酸雨的防治,注意在已酸化的土壤中施加生石
灰,是被动治理措施,不能减少酸雨的形成。
解析 (1)酸雨放置一段时间,pH变小,是因为雨水中的H2SO3(弱酸)被空气中的氧气氧化为H2
SO4(强酸)。(2)把工厂烟囱造高,并不能减少SO2的排放总量,只是将SO2排放到了高空中,②不
可取。在已酸化的土壤中加生石灰,是减少酸雨造成的危害的一种措施,并没有减少酸雨的
形成,故④不可取。①③⑤可减少SO2的排放,从而减少酸雨的形成。第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
基础过关练
题组一 自然界中的硫循环
1.硫元素在自然界中的循环如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.硫是组成某些蛋白质的元素
B.土壤中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在
C.硫在自然界中只有游离态
D.化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼是大气SO2污染的主要来源
2.(经典题)硫在自然界的循环过程如图所示。下列说法中,不正确的是( )
A.火山喷发、森林火灾会产生SO2
B.氢、氧两种元素没有参与硫的循环
C.工厂产生的烟气应经脱硫处理后再排放
D.硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应
题组二 酸雨及其防治
3.化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.PM2.5是指粒径小于2.5μm的细颗粒物
B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C.SO2、CO2都是可形成酸雨的气体
D.空气质量指数越小,说明空气质量越好
4.中医用药讲究十八反和十九畏,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”的说法,硫黄即硫单质。下列说法中正确的是( )
A.硫只以化合态存在于自然界中
B.过量的硫与铁反应可生成Fe2S3,这表现了硫单质的氧化性
C.试管内壁上的硫黄可用酒精清洗
D.硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,SO2过度排放会导致酸雨
5.SO2是一种空气污染物,会导致硫酸型酸雨。下列措施能减少工业排放尾气中SO2含量的是( )
①以其他清洁能源代替燃煤
②对煤炭进行固硫、脱硫处理
③用“石灰乳+氧气”吸收含SO2的尾气
④将含SO2的尾气向高空排放
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
6.某燃煤电厂处理废气的装置示意图如下所示,下列说法错误的是 ( )
A.使用此装置可以减少导致酸雨的气体的排放
B.该装置内既发生了化合反应,也发生了分解反应
C.总反应可表示为2SO2+2CaCO3+O2 2CaSO4+2CO2
D.若排放的气体能使澄清石灰水变浑浊,说明该气体中含SO2
7.某同学用二氧化硫溶于水模拟形成酸雨水样,进行分析,发现其pH随时间变化的关系如图所示,则其pH变化的主要原因是( )
A.亚硫酸的电离程度不断增大
B.亚硫酸在空气中被氧化成硫酸
C.酸雨水样中的水分被太阳照射蒸发
D.酸雨水样中的二氧化硫转化为亚硫酸盐
8.下表列出了五种燃煤烟气脱硫的方法。
方法Ⅰ 用Na2SO3溶液吸收SO2
方法Ⅱ 用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成S
方法Ⅲ 用H2O2溶液吸收SO2
方法Ⅳ 用NaClO碱性溶液吸收SO2
方法Ⅴ 石灰—石膏法吸收SO2
(1)方法Ⅰ中吸收SO2后的溶液通过 (填字母)可使吸收液再生。
a.加热 b.加入适量NaOH c.通入O2
(2)方法Ⅱ中CO还原SO2反应的化学方程式为 。
(3)方法Ⅲ在脱硫塔中进行,在脱硫的同时可得到产品硫酸。由于H2O2的热稳定性较差,且硫酸浓度太大也会导致其分解产生O2,需定时向脱硫塔中补充 。
(4)方法Ⅳ按如图所示方式,将含有SO2的烟气和NaClO碱性溶液通入反应釜。
①该反应中的离子方程式为 。
②反应釜中采用“气—液逆流”接触吸收法的优点是 。
(5)工业上方法Ⅴ的转化流程如下:
①氧化塔内发生反应的化学方程式为
。
②若用NaOH溶液代替Ca(OH)2悬浊液,增加了生产成本,但可以防止
。
题组三 空气质量评价
9.空气质量报告主要包括“空气污染指数”“首要污染物”“空气质量级别”“空气质量状况”等。下图为某市的空气质量报告截图,下列叙述错误的是( )
A.该市当天空气首要污染物是PM2.5
B.该市当天空气质量等级属于重度污染
C.CO2、SO2均可导致酸雨
D.空气质量指数越小,空气质量越好
答案与分层梯度式解析
第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
基础过关练
1.C 蛋白质的组成元素主要有C、H、O、N、S,某些蛋白质还含有P等元素,A正确;土壤中化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在,B正确;硫在自然界中有游离态,也有化合态,C错误;化石燃料燃烧、含硫矿物冶炼是大气SO2污染的主要来源,D正确。
2.B 由图分析可知火山喷发、森林火灾都会产生SO2,A项正确;动物、植物和微生物残体的腐败会产生H2S,H2S可转化为SO2,因此氢、氧两种元素参与了硫的循环,B项错误;工厂产生的烟气中含SO2、SO3,应经脱硫处理后再排放,C项正确;由图可知:H2S SO2,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,因此硫在自然界的循环过程涉及氧化还原反应,D项正确。
3.C CO2是温室气体,CO2不能形成酸雨,C错误。
4.D 硫性质较活泼,在自然界中多以化合态存在,但在火山喷口附近和岩层深处存在游离态的硫(易错点),A错误;S的氧化性较弱,过量的硫与铁反应生成FeS,这表现了硫单质的氧化性,B错误;硫微溶于酒精,易溶于二硫化碳,可用二硫化碳除去试管内壁上的硫黄,C错误;二氧化硫过度排放会影响自然界中硫的循环,造成酸雨,D正确。
5.A 以其他清洁能源代替燃煤,可减少化石燃料的使用,减少SO2的排放,①正确;对煤炭进行固硫、脱硫处理,可减少SO2的排放,②正确;用“石灰乳+氧气”吸收含SO2的尾气,可减少SO2的排放,③正确;将含SO2的尾气向高空排放,不能减少尾气中SO2的含量,④错误;选A。
6.D SO2能形成硫酸型酸雨,根据示意图可知,该装置中CaCO3分解生成CaO和CO2,SO2与CaO反应生成CaSO3,CaSO3和O2反应生成CaSO4,减少了SO2的排放,A正确;SO2和CaO生成CaSO3的反应、CaSO3与O2生成CaSO4的反应是化合反应,CaCO3生成CO2和CaO的反应是分解反应,B正确;由题给信息可知,总反应可表示为2SO2+2CaCO3+O2 2CaSO4+2CO2,C正确;排放的气体中一定含有CO2,CO2能使澄清石灰水变浑浊,若排放的气体能使澄清石灰水变浑浊,不能说明气体中含SO2,D错误。
7.B 该酸雨水样的pH随时间的推移逐渐减小,是因为二氧化硫溶于水会生成亚硫酸,亚硫酸在空气中被氧化成酸性更强的H2SO4,B正确。
8.答案 (1)ab
(2)2CO+SO2 S+2CO2
(3)冷水(或水)
(4)①ClO-+SO2+2OH- Cl-+S+H2O ②让烟气和吸收液充分接触,提高SO2的吸收效率
(5)①2CaSO3+O2+4H2O 2CaSO4·2H2O ②亚硫酸钙在输送过程中造成管道堵塞
解析 (1)用Na2SO3溶液吸收SO2可生成NaHSO3,将NaHSO3溶液加热可生成SO2和Na2SO3溶液;NaHSO3和NaOH反应生成Na2SO3。故通过加热或加入适量NaOH的方法可使吸收液再生。
(2)方法Ⅱ中CO将SO2在高温下还原成S,CO被氧化为CO2,反应的化学方程式为2CO+SO2 S+2CO2。
(3)SO2+H2O2 H2SO4,由于H2O2的热稳定性较差,且硫酸浓度太大也会导致其分解产生O2(破题关键),故需定时向脱硫塔中补充冷水(或水),以降温和稀释生成的硫酸。
(4)①该反应中SO2被NaClO在碱性条件下氧化为Na2SO4,同时生成NaCl,离子方程式为ClO-+SO2+2OH- Cl-+S+H2O。②反应釜中采用“气—液逆流”接触吸收法的优点是让烟气和吸收液充分接触,提高SO2的吸收效率。
(5)①氧化塔内发生的反应为吸收塔中生成的CaSO3被氧气氧化为CaSO4·2H2O,化学方程式为2CaSO3+O2+4H2O 2CaSO4·2H2O。
9.C 由题图可知,该市当天空气首要污染物是PM2.5,A项正确;空气质量指数为250,该市当天空气质量等级属于重度污染,B项正确;CO2不会导致酸雨,会引起温室效应,C项错误;空气质量指数越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小,D项正确。
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