第12周 防治二氧化硫对环境的污染
时间:45分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,共45分。
1. 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )。
A.硫酸型酸雨产生的途径:
B.工业制备硫酸过程中的物质转化:
C.钙基固硫过程中发生的总反应:
D.实验室制备少量的原理:(固体)(浓)=
2. 下列物质中,不属于“城市空气质量日报”报道的污染物是( )。
A.二氧化氮 B.二氧化硫
C.可吸入颗粒物 D.二氧化碳
3. 随着资源的开发和现代化工业的发展,你认为减少酸雨以保护环境可采取的措施是( )。
①尽量少用煤作燃料 ②把工厂的烟囱加高 ③将燃料脱硫后才燃烧
④开发新的清洁能源 ⑤植树造林 ⑥在已酸化的土壤中加石灰
A.①②③④ B.③④⑤⑥ C.①③④ D.①③④⑤
4. 对酸雨的pH描述中最准确的是( )。
A.小于7 B.小于5.6
C.在5.6~7之间 D.等于5.6
5. 下列有关酸雨说法错误的是( )。
A.酸雨形成过程中一定有氧化还原反应发生
B.煅烧石灰石产生的CO2是形成酸雨的主要物质之一
C.将燃料脱硫可减少酸雨的产生
D.酸雨是pH<5.6的雨水,酸雨的危害有使土壤、湖泊酸化
6.下列叙述不涉及氧化还原反应的是( )。
A.用漂白纸浆 B.由二氧化硅制晶体硅
C.含氯消毒剂用于环境消毒 D.大气中的参与酸雨的形成
7.下列说法正确的是( )。
A.SO2能使KMnO4水溶液褪色
B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
8. 空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )。
A.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防止扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量
9. 环境污染已经成为人类社会面临的重大威胁,下列对应关系不正确的是( )。
选项 环境问题 造成环境问题的主要物质
A 酸雨 二氧化硫、氮氧化物
B 臭氧空洞 二氧化碳
C 白色污染 塑料垃圾
D 光化学烟雾 氮氧化物、碳氢化合物
10. 随着工业发展和社会进步,人们日益关注环境污染问题。下列措施有助于环境保护的是( )。
①直接排放电镀废水入海 ②使用无磷洗衣粉 ③实施沙漠绿化工程
④大量使用含硫量高的燃煤 ⑤建立垃圾发电厂 ⑥大力发展清洁能源
A.①②③⑤ B.①②④⑤ C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
11. 将足量的SO2通入BaCl2溶液中,无明显现象,当加入(或通入)某试剂(或气体)X后有沉淀生成。此试剂(或气体)X可能是( )。
①NaOH溶液 ②FeCl2溶液 ③氨水 ④新制氯水 ⑤H2S ⑥CO2
A.①③④ B.①③④⑤ C.②③⑤ D.①④⑤⑥
12.我国城市环境中的大气污染主要是( )。
A.CO2、Cl2、N2、酸雨 B.SO2、CO、NO2、烟尘
C.NH3、CO、NO2、雾 D.SO2、HCl、N2、粉尘
13.下列对化学与生产、生活的认识不正确的是( )。
A.为减少酸雨的产生,可以在固体煤中掺入生石灰
B.CO2、CH4均是造成温室效应的气体
C.利用晶体二氧化硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
D.踩下油门能够对燃油车进行加速的原因是提高了进入内燃机的空气量
14. 化学与生产、生活密切相关,下列表述错误的是( )。
A.使用新能源,减少化石燃料的燃烧,可减少酸雨的产生
B.光化学烟雾的形成与汽车尾气中的氮氧化物有关
C.汽车尾气中产生NO的原因是汽车燃料油中含氮,NO是其燃烧产物
D.工业废气中的可采用石灰法进行脱除
15. 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )
①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药
③应用高效洁净的能源转换技术 ④田间焚烧秸秆
⑤推广使用节能环保材料
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①②④ D.②④
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题:包括第16题~第19题4个大题,共55分。
16.氮氧化物(NOx)和硫氧化物(主要为SO2)是常见的空气污染物,大量排放易形成酸雨,含氮氧化物和硫氧化物的尾气需要经过适当的处理才能排放,或从源头上减少污染物的产生,减轻环境污染,逐渐还原绿水青山。
(1)酸雨的形成
酸雨的pH< ;当尾气中的NO2溶于雨水时发生反应的化学方程式为 (不考虑O2参与反应),反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ;如果收集到的雨水是由含硫物质燃烧产生的SO2溶于雨水形成的酸雨,放置一段时间后,发现收集到的雨水的酸性会随时间推移而增强,试从含硫物质的转化角度分析,用文字说明出现该现象的可能原因: 。
(2)酸雨的防治
①汽车尾气已经成为城市大气污染的主要来源。汽车使用的汽油中不含氮元素,但汽车尾气中含有氮氧化物(主要为NO),分析汽车尾气中含有NO的原因: 。在汽车排气管中装催化转化器,在催化剂的作用下尾气中的CO和NO发生反应转化成两种无污染的气体,从而降低了氢氧化物的排放量,在催化剂的作用下CO和NO发生反应的化学方程式为 。
②工业上常采用氨吸收法处理尾气中的SO2,发生的反应主要有:
反应a:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO4
反应b:SO2+NH3+H2O=NH4HSO3
假设某厂尾气中SO2的体积分数为0.1%,且该尾气中其他气体不参与反应,则200 mL 0.5 mol·L-1氨水最多可以吸收该尾气的体积为 m3。(设吸收条件下的气体摩尔体积为Vm L mol-1,填含Vm的表达式)
17.SO2随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法。
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理SO2的烟气,流程如下:
①“吸收装置”中发生反应的离子方程式为 。
②上述流程中循环利用的物质是 。
(2)方法二:利用FeCl3溶液氧化吸收烟气中SO2
①该反应的离子方程式为 (反应a)。为验证该反应,同学们将SO2通入0.05 mol/L FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色。关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验。
分析推测 实验步骤及现象
甲:生成了Fe(OH)3胶体 乙:经查阅资料,可能发生反应:Fe3++6SO2 Fe(SO2)63+(反应b) I、制备Fe(OH)3胶体并检验 II、分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的 (填性质)可以检验步骤I中是否得到了Fe(OH)3胶体。
18. 氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。
(1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一、石灰石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰-石膏法的吸收原理:
①
②
碱法的吸收原理:
将含的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的离子方程式: 。
(2)在石灰-石膏法和碱法的基础上,科学家们又设计了双碱法,该法能实现物料循环利用上述方法中,实现循环利用的物质是 ,请用化学方程式表示在溶液中加入CaO后的反应原理: 。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
;
。
①现有V L某NaOH溶液,能完全吸收和组成的大气污染物,所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 。
②若①中所得溶液中1∶9,则原混合气体中和NO的物质的量之比n∶m= 。
19.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。某学习小组进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另取该铁钉样品放入一定体积的浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的离子方程式为 ,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
【探究二】
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B的作用是 。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,则M中盛放的试剂为 ,需将装置M添加于 (填序号)。
a.A之前 b.A—B间 c.B—C间 d.C—D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是 。第12周 防治二氧化硫对环境的污染
时间:45分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,共45分。
1. 硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )。
A.硫酸型酸雨产生的途径:
B.工业制备硫酸过程中的物质转化:
C.钙基固硫过程中发生的总反应:
D.实验室制备少量的原理:(固体)(浓)=
【答案】C
【解析】硫酸型酸雨产生的途径: ,A正确;工业制硫酸过程中的物质转化为FeS2和O2反应生成SO2,SO2发生催化氧化反应生成SO3,SO3和H2O反应生成H2SO4,B正确;钙基固硫过程中发生的总反应为,C错误;实验室制备少量的原理:(固体)(浓),D正确。
2. 下列物质中,不属于“城市空气质量日报”报道的污染物是( )。
A.二氧化氮 B.二氧化硫
C.可吸入颗粒物 D.二氧化碳
【答案】D
【解析】二氧化碳不是大气污染物,没有被列入“城市空气质量日报”报道,其余都是大气污染物,属于“城市空气质量日报”报道的污染物,D正确。
3. 随着资源的开发和现代化工业的发展,你认为减少酸雨以保护环境可采取的措施是( )。
①尽量少用煤作燃料 ②把工厂的烟囱加高 ③将燃料脱硫后才燃烧
④开发新的清洁能源 ⑤植树造林 ⑥在已酸化的土壤中加石灰
A.①②③④ B.③④⑤⑥ C.①③④ D.①③④⑤
【答案】C
【解析】酸雨主要是由化石燃料的燃烧生成的二氧化硫和氮氧化物溶于水形成的,为保护环境,减少酸雨的形成,主要措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放,开发新能源,减少化石燃料的使用,主要的措施有原煤脱硫技术,优先使用低硫燃料,改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量,以此解答。要从根本上解决酸雨的危害,必须阻止SO2、NO2等气体的产生和排放,所以①③④符合题意,而把工厂烟囱造高不能减少污染气体的排放,在已酸化的土壤中加石灰只是一种处理酸雨的方法,C正确。
4. 对酸雨的pH描述中最准确的是( )。
A.小于7 B.小于5.6
C.在5.6~7之间 D.等于5.6
【答案】B
【解析】因为雨水中溶解了二氧化碳,所以正常雨水的5.6≤pH<7,若雨水中溶解了二氧化硫或氮氧化物,使雨水变成亚硫酸或硝酸溶液,亚硫酸不稳定易被氧气氧化生成硫酸,硫酸和硝酸都是强酸,导致雨水的pH减小,小于5.6,B正确。
5. 下列有关酸雨说法错误的是( )。
A.酸雨形成过程中一定有氧化还原反应发生
B.煅烧石灰石产生的CO2是形成酸雨的主要物质之一
C.将燃料脱硫可减少酸雨的产生
D.酸雨是pH<5.6的雨水,酸雨的危害有使土壤、湖泊酸化
【答案】B
【解析】二氧化硫、二氧化氮在空气中经过复杂的化学反应,被水吸收溶解而形成硫酸型或硝酸型酸雨,则一定有氧化还原反应,A正确;二氧化硫以及氮的氧化物为形成酸雨的主要物质,而不是二氧化碳,B错误;燃料脱硫后会减少二氧化硫的排放,从而减少酸雨的产生,C正确;pH<5.6的雨水称为酸雨,酸雨的危害有使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、桥梁等腐蚀,D正确。
6.下列叙述不涉及氧化还原反应的是( )。
A.用漂白纸浆 B.由二氧化硅制晶体硅
C.含氯消毒剂用于环境消毒 D.大气中的参与酸雨的形成
【答案】A
【解析】用漂白纸浆利用的是SO2的漂白性,而与氧化还原反应无关,A符合题意;由二氧化硅制晶体硅,发生的反应为,属于氧化还原反应,B不符合题意;含氯消毒剂用于环境消毒利用了其强氧化性的性质,涉及到氧化还原反应,C不符合题意;大气中的参与酸雨的形成,发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,N元素的化合价发生改变,属于氧化还原反应,D不符合题意。
7.下列说法正确的是( )。
A.SO2能使KMnO4水溶液褪色
B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
【答案】A
【解析】SO2有还原性,可以将酸性KMnO4溶液还原而褪色,A正确;CO2和SO2均能使澄清石灰水变浑浊,现象相同,无法鉴别,B错误;硫粉在纯氧中燃烧也只生成SO2,C错误;亚硫酸的酸性弱于盐酸,依据强酸制弱酸规律,SO2与CaCl2不反应,D错误。
8. 空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )。
A.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防止扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量
【答案】D
【解析】使用燃煤脱硫技术,可以减少二氧化硫的排放,防治SO2污染,A不符合题意;实施绿化工程,防止扬尘污染,可改善空气质量,B不符合题意;开发燃料电池汽车,可减少有害气体的排放,C不符合题意;加大不可再生资源石油、煤炭的开采速度,会造成资源缺乏,同时会使空气中的SO2、NOx含量的增加,D符合题意。
9. 环境污染已经成为人类社会面临的重大威胁,下列对应关系不正确的是( )。
选项 环境问题 造成环境问题的主要物质
A 酸雨 二氧化硫、氮氧化物
B 臭氧空洞 二氧化碳
C 白色污染 塑料垃圾
D 光化学烟雾 氮氧化物、碳氢化合物
【答案】B
【解析】二氧化硫、氮氧化物遇到水能生成对应的酸,是形成酸雨的主要污染物,A正确;二氧化碳是形成温室效应的主要污染物,导致臭氧空洞的物质主要是氟利昂,B错误;形成白色污染的主要物质是各种难降解塑料,C正确;二氧化氮、碳氢化合物是形成光化学烟雾的主要污染物,D正确。
10. 随着工业发展和社会进步,人们日益关注环境污染问题。下列措施有助于环境保护的是( )。
①直接排放电镀废水入海 ②使用无磷洗衣粉 ③实施沙漠绿化工程
④大量使用含硫量高的燃煤 ⑤建立垃圾发电厂 ⑥大力发展清洁能源
A.①②③⑤ B.①②④⑤ C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
【答案】C
【解析】节约能源,有效利用资源,避免浪费,减少污染物的排放,积极治理污染等,有助于保护环境,以此解答。直接排放电镀废水入海,可导致重金属污染,①错误;使用无磷洗衣粉,可减少含N、P等元素的物质的排放,减少水体污染,②正确;实施沙漠绿化工程,有助于环境保护,③正确;大量使用含硫量高的燃煤,会导致酸雨等污染,④错误;建立垃圾发电厂,可减少污染物的排放,⑤正确;大力发展清洁能源,可减少污染物的排放,有助于保护环境,⑥正确。故选C。
11. 将足量的SO2通入BaCl2溶液中,无明显现象,当加入(或通入)某试剂(或气体)X后有沉淀生成。此试剂(或气体)X可能是( )。
①NaOH溶液 ②FeCl2溶液 ③氨水 ④新制氯水 ⑤H2S ⑥CO2
A.①③④ B.①③④⑤ C.②③⑤ D.①④⑤⑥
【答案】B
【解析】将SO2气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后加入(或通入)某试剂(或气体)X,有沉淀生成,可X应为强氧化性物质或碱性物质,可生成硫酸钡或亚硫酸钡沉淀。加入NaOH溶液后发生反应2NaOH+SO2═Na2SO3,Na2SO3+BaCl2 ═BaSO3↓+2NaCl,有沉淀生成,①符合题意;FeCl2溶液和二氧化硫以及氯化钡均不反应,不会产生沉淀物,②不符合题意;加入氨水后发生反应2NH3+SO2═(NH4)2SO3,(NH4)2SO3+BaCl2═BaSO3↓+2NH4Cl,有沉淀生成,③符合题意;加入新制氯水后发生反应Cl2+SO2+2H2O═H2SO4+2HCl,H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl,有沉淀生成,④符合题意;通入H2S后发生反应2H2S+SO2═3S+2H2O,有沉淀生成,⑤符合题意;二氧化碳和二氧化硫以及氯化钡均不反应,不会产生沉淀物,⑥不符合题意。B正确。
12.我国城市环境中的大气污染主要是( )。
A.CO2、Cl2、N2、酸雨 B.SO2、CO、NO2、烟尘
C.NH3、CO、NO2、雾 D.SO2、HCl、N2、粉尘
【答案】B
【解析】CO2、N2不是污染物,A不符合题意;SO2、CO、NO2都是有害气体,烟尘为可吸入粉尘,对人体有害,为污染物,B符合题意;雾不是污染物,C不符合题意;N2不是污染物,D不符合题意。
13.下列对化学与生产、生活的认识不正确的是( )。
A.为减少酸雨的产生,可以在固体煤中掺入生石灰
B.CO2、CH4均是造成温室效应的气体
C.利用晶体二氧化硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
D.踩下油门能够对燃油车进行加速的原因是提高了进入内燃机的空气量
【答案】C
【解析】可以在固体煤中掺入生石灰,发生反应2CaO+2SO2+O22CaSO4,可减少酸雨的产生,A正确;温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并能重新发射辐射的气体,CO2、CH4均是造成温室效应的气体,B正确;利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能,C错误;踩下油门提高了进入内燃机的空气量,加快燃料的燃烧,能够对燃油车进行加速,D正确。
14. 化学与生产、生活密切相关,下列表述错误的是( )。
A.使用新能源,减少化石燃料的燃烧,可减少酸雨的产生
B.光化学烟雾的形成与汽车尾气中的氮氧化物有关
C.汽车尾气中产生NO的原因是汽车燃料油中含氮,NO是其燃烧产物
D.工业废气中的可采用石灰法进行脱除
【答案】C
【解析】使用新能源,能减少化石燃料的燃烧,可以减少的排放,减少酸雨的产生,A正确;汽车尾气排放的氮氧化物会引起光化学烟雾污染,B正确;汽车尾气中产生NO的原因是高温下,发生反应:,不是燃料油的燃烧产物,C错误;工业废气中的可与石灰发生反应,被氧化得到,可用于生产石膏,D正确。
15. 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )
①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药
③应用高效洁净的能源转换技术 ④田间焚烧秸秆
⑤推广使用节能环保材料
A.①③⑤ B.②③⑤ C.①②④ D.②④
【答案】B
【解析】化石燃料燃烧会产生可吸入颗粒物、二氧化硫等污染物,化石燃料属于不可再生资源,加快化石燃料的开采与使用会增加污染物的排放量,①不符合题意;研发易降解的生物农药能减少生物药物残留,减少污染物的排放,②符合题意;应用高效洁净的能源转换技术,可以节约能源,减少二氧化碳的排放,③符合题意;田间焚烧秸秆,秸秆不完全燃烧产生固体颗粒物,同时增加二氧化碳的排放,④不符合题意;推广使用节能环保材料可以节约能源,减少二氧化碳的排放,⑤符合题意。故选B。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题:包括第16题~第19题4个大题,共55分。
16.氮氧化物(NOx)和硫氧化物(主要为SO2)是常见的空气污染物,大量排放易形成酸雨,含氮氧化物和硫氧化物的尾气需要经过适当的处理才能排放,或从源头上减少污染物的产生,减轻环境污染,逐渐还原绿水青山。
(1)酸雨的形成
酸雨的pH< ;当尾气中的NO2溶于雨水时发生反应的化学方程式为 (不考虑O2参与反应),反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ;如果收集到的雨水是由含硫物质燃烧产生的SO2溶于雨水形成的酸雨,放置一段时间后,发现收集到的雨水的酸性会随时间推移而增强,试从含硫物质的转化角度分析,用文字说明出现该现象的可能原因: 。
(2)酸雨的防治
①汽车尾气已经成为城市大气污染的主要来源。汽车使用的汽油中不含氮元素,但汽车尾气中含有氮氧化物(主要为NO),分析汽车尾气中含有NO的原因: 。在汽车排气管中装催化转化器,在催化剂的作用下尾气中的CO和NO发生反应转化成两种无污染的气体,从而降低了氢氧化物的排放量,在催化剂的作用下CO和NO发生反应的化学方程式为 。
②工业上常采用氨吸收法处理尾气中的SO2,发生的反应主要有:
反应a:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO4
反应b:SO2+NH3+H2O=NH4HSO3
假设某厂尾气中SO2的体积分数为0.1%,且该尾气中其他气体不参与反应,则200 mL 0.5 mol·L-1氨水最多可以吸收该尾气的体积为 m3。(设吸收条件下的气体摩尔体积为Vm L mol-1,填含Vm的表达式)
【答案】(1) 5.6 3NO2+H2O=2HNO3+NO 1∶2 SO2溶于水生成的H2SO3被空气中的氧气氧化成H2SO4,雨水酸性增强 (2) ①在高温条件下,空气中的N2和O2发生化合反应生成NO 2CO+2NON2+2CO2 ②0.1Vm
【解析】(1)酸雨是pH<5.6的酸性降雨;当尾气中的NO2溶于雨水时,NO2与H2O反应产生HNO3、NO,发生反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;在该反应中只有NO2中的N元素化合价升高、降低,因此NO2既作氧化剂,又作还原剂,3个NO2参加反应,2个NO2失去电子,被氧化,变为HNO3,1个NO2得到电子,被还原,产生NO,故反应中的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2;如果收集到的雨水是由含硫物质燃烧产生的SO2溶于雨水形成的酸雨,放置一段时间后,发现收集到的雨水的酸性会随时间推移而增强,这是由于SO2溶于水生成的H2SO3被空气中的氧气氧化成H2SO4,H2SO3是弱酸,H2SO4是强酸,弱酸变为强酸,酸电离产生的c(H+)增大,导致雨水酸性增强;(2)①汽车尾气已经成为城市大气污染的主要来源。汽车使用的汽油中不含氮元素,但汽车尾气中含有氮氧化物(主要为NO),这是由于汽车燃料燃烧产生高温,在高温下气缸中的N2、O2发生化合反应生成NO;在催化剂的作用下CO和NO发生反应产生N2、CO2,根据原子守恒、电子守恒,可得该反应的化学方程式为2CO+2NON2+2CO2;②假设某厂尾气中SO2的体积分数为0.1%,且该尾气中其他气体不参与反应,则200 mL 0.5 mol·L-1氨水最多可以吸收该尾气的SO2的物质的量n(SO2)=n(NH3)= 0.5 mol/L×0.2 L=0.1 mol,故吸收尾气在该条件下的体积V=。
17.SO2随意排放会造成严重的大气污染.下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法。
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理SO2的烟气,流程如下:
①“吸收装置”中发生反应的离子方程式为 。
②上述流程中循环利用的物质是 。
(2)方法二:利用FeCl3溶液氧化吸收烟气中SO2
①该反应的离子方程式为 (反应a)。为验证该反应,同学们将SO2通入0.05 mol/L FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色。关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验。
分析推测 实验步骤及现象
甲:生成了Fe(OH)3胶体 乙:经查阅资料,可能发生反应:Fe3++6SO2 Fe(SO2)63+(反应b) I、制备Fe(OH)3胶体并检验 II、分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色
②利用胶体的 (填性质)可以检验步骤I中是否得到了Fe(OH)3胶体。
【答案】(1)①SO2+OH﹣=HSO3﹣ ②NaCl溶液 (2)①2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+ ②丁达尔效应
【解析】(1)①氯碱工业产品之一为NaOH,用NaOH吸收SO2,其离子方程式为SO2+OH﹣=HSO3﹣;②回收装置中NaHSO3溶液与HCl反应生成NaCl溶液,NaCl溶液又是氯碱工业的原料,故循环利用的物质是NaCl溶液;(2)①利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2,SO2在溶液中被氧化为SO42﹣,同时Fe3+被还原为Fe2+,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+;②丁达尔效应是检验胶体的常用方法。
18. 氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。
(1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一、石灰石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰-石膏法的吸收原理:
①
②
碱法的吸收原理:
将含的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的离子方程式: 。
(2)在石灰-石膏法和碱法的基础上,科学家们又设计了双碱法,该法能实现物料循环利用上述方法中,实现循环利用的物质是 ,请用化学方程式表示在溶液中加入CaO后的反应原理: 。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
;
。
①现有V L某NaOH溶液,能完全吸收和组成的大气污染物,所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 。
②若①中所得溶液中1∶9,则原混合气体中和NO的物质的量之比n∶m= 。
【答案】(1)SO2+2OH-=+H2O (2)NaOH CaO+H2O+Na2SO3=CaSO3+2NaOH (3) ① ②3∶2
【解析】(1)将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中生成亚硫酸钠和水,对应的离子方程式为SO2+2OH-=+H2O;(2)根据流程图可知氧化钙溶于水生成氢氧化钙,氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠,氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫,则实现循环利用的物质是NaOH;根据上述分析可知在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理为CaO+H2O+Na2SO3=CaSO3+2NaOH;(3)①根据化学方程式NO2+NO+2NaOH=2NaNO3+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O可知,只要是NO不过量就可完全吸收,氮原子和氢氧化钠的物质的量的关系是1∶1,则完全吸收n mol NO2和m mol NO所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为mol/L。②根据化学方程式可知:
若所得溶液中c()∶c()=1∶9,则∶=1∶9,解得n∶m=3∶2,即原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为3∶2。
19.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。某学习小组进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另取该铁钉样品放入一定体积的浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的离子方程式为 ,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
【探究二】
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B的作用是 。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,则M中盛放的试剂为 ,需将装置M添加于 (填序号)。
a.A之前 b.A—B间 c.B—C间 d.C—D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是 。
【答案】(1)铁在浓硫酸中钝化,不再与硫酸铜溶液反应 (2)SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+Br- 66.7%
(3)检验SO2是否除尽 (4)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)澄清石灰水 c (6)D中黑色粉末变红,E中白色粉末变蓝
【解析】(1)铁钉放入冷硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性,能使铁钉钝化,阻止反应进一步进行。(2)浓硫酸有较强的氧化性,与金属单质反应时优先体现硫元素的氧化性,所以气体Y中一定有二氧化硫,溴水有较强氧化性,可将二氧化硫氧化成硫酸,离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+Br-;加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g,该固体为硫酸钡,其物质的量为,根据元素守恒可知n(SO2)=0.01 mol,标况下的体积为0.01 mol×22.4 L/mol=0.224 L=224 mL,所以体积分数为≈66.7%;(3)A装置除去二氧化硫,二氧化硫能使品红溶液褪色,所以B可以检验二氧化硫是否除尽;(4)铁钉除铁以外还含有少量碳单质,在加热时,铁钉中不仅铁和浓硫酸反应,碳也和浓硫酸反应,生成生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,所以气体还含有二氧化碳;(5)Q为二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,选择a或b时受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在,选d时二氧化碳被碱石灰吸收,故选c;(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气,水能使白色的硫酸铜粉末变蓝,同时有红色的铜单质生成。