课时素养评价
二十二 防治二氧化硫对环境的污染
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共20分)
1.环境问题是实现科学发展必须正确面对的问题,下列说法不正确的是( )
A.为了防止白色污染应回收废旧塑料
B.植树造林,增加森林植被面积能有效减少空气中CO2含量
C.当今雾霾天气频发是由于人类活动对自然环境的影响
D.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,不利于节约资源、保护环境
【解析】选D。废旧塑料可回收利用,有效防止白色污染,A正确;植树造林,增加森林植被面积能有效减少空气中CO2含量,B正确;当今雾霾天气频发是由于人类活动排放的各种污染物,C正确;利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境,D错误。
2.下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的是
( )
A.由硫黄制备硫酸经历两步:SSO3H2SO4
B.酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以单质的形式进入土壤中
C.在燃煤中加入石灰石可减少SO2排放,发生的反应为2CaCO3+2SO2+O22CO2+2CaSO4
D.土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS),说明CuS很稳定,不具有还原性
【解析】选C。
S与O2点燃生成SO2而不是SO3,A错误;酸雨与土壤中的金属氧化物反应后,硫元素以硫酸盐的形式进入土壤中,B错误;燃煤中加入石灰石,使SO2转化为CaSO4,从而减少了SO2的排放,C正确;铜蓝(CuS)中硫元素的化合价为-2价,具有还原性,D错误。
3.如图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是
( )
A.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
B.该装置涉及的反应有化合反应、分解反应和氧化还原反应
C.整个过程的反应可表示为CaCO3CaO+CO2↑
D.可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标
【解析】选C。此废气处理装置吸收二氧化硫,可减少酸雨的形成,A正确;装置内发生的反应有CaO+SO2CaSO3(化合反应),CaCO3CaO+CO2↑(分解反应),2CaSO3+O22CaSO4(化合反应,属于氧化还原反应),B正确;整个过程的反应可表示为2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2,C错误;酸性高锰酸钾溶液遇二氧化硫褪色,可以检验废气处理是否达标,D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
4.利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧过程中排放的SO2造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示:
天然海水吸收含硫的烟气后,需要用氧气进行氧化处理,其反应的化学方程式是_____________________________________,?氧化后的海水需要加入NaOH,与之混合后才能排放。该操作的主要目的是_________________________________。?
【解析】氧气将H2SO3氧化为硫酸,该反应为2H2SO3+O22H2SO4,氧化后的“海水”需中和稀释生成的酸(H+)后才能排放,即NaOH与硫酸发生中和反应。
答案:2H2SO3+O22H2SO4 NaOH与硫酸发生中和反应
一、选择题(本题包括1小题,共5分)
5.自然界的硫循环如图所示,下列说法不正确的是
( )
A.①和②中硫元素均被氧化
B.①是自然界形成酸雨的唯一原因
C.含硫有机物和含硫无机物可相互转化
D.控制化石燃料的使用可以减少SO2排放
【解析】选B。氮的氧化物还能形成酸雨,因此①不是自然界形成酸雨的唯一原因,B错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共20分)
6.H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。
Ⅰ.H2S的除去:
方法1:生物脱H2S的原理为:
H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是_____________________________。?
(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为_________________________。?
方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S:
(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,发生反应的方程式是?________________________________,?氧化产物为
____________。?
Ⅱ.SO2的除去:
双碱法:用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生:
NaOH溶液Na2SO3溶液
(4)写出过程①的离子方程式:__________________________;?
(5)CaO在水中存在如下转化:CaO+H2OCa(OH)2Ca2++2OH-
过程②使NaOH再生的化学反应方程式为______________________________。?
【解析】(1)催化剂可降低反应的活化能,大大加快反应速率。
(2)由题图可得使用硫杆菌的最佳条件为30
℃、pH=2.0;
(3)当n(H2O2)/n(H2S)=4时,反应的化学方程式为4H2O2+H2SH2SO4+4H2O,氧化产物为H2SO4。
(4)用NaOH吸收SO2的离子方程式是2OH-+SO2S+H2O
(5)过程②使NaOH再生,发生CaO+H2OCa(OH)2、Ca(OH)2+Na2SO3CaSO3+2NaOH
答案:(1)作催化剂
(2)30
℃、pH=2.0
(3)4H2O2+H2SH2SO4+4H2O H2SO4
(4)2OH-+SO2S+H2O
(5)Ca(OH)2+Na2SO3CaSO3+2NaOH
PAGE(共31张PPT)
第三单元
防治二氧化硫对环境的污染
防治二氧化硫对环境的污染
1.自然界中的硫循环
地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有_______。随着地壳运动、生
命活动以及大气与水的流动,这些_________不断发生___________,形成了
___________________。
2.酸雨及其治理
(1)SO2的产生
含硫化石燃料_____、含_______________和_____________中均会产生一定量
含二氧化硫的废气,若直接排放空气中,会导致严重的环境问题。
必备知识·自主学习
硫元素
含硫物质
转化和转移
硫在自然界中的循环
燃烧
硫金属矿石冶炼
硫酸生产过程
(2)硫酸型酸雨的形成
①空气中的SO2被_____吸收,生成_______,_______被___________,形成_______
_____。
②空气中的SO2在_____和___________________等的作用下也可被氧化成_____
_____,_________溶于水生成的_____随雨水降落,形成硫酸型酸雨。酸雨的pH
小于____,对环境造成危害。
(3)酸雨的治理
①治理关键:减少二氧化硫的排放。
降水
亚硫酸
亚硫酸
氧化为硫酸
硫酸型
酸雨
光照
烟尘中的金属氧化物
三氧
化硫
三氧化硫
硫酸
5.6
②治理方法:
一种途径是开发能替代_________的新能源(如氢能、太阳能、核能等),减少
_________的使用。
另一种途径是对含硫燃料预先进行_________,减少_________的排放,并对生产
中产生的_____________进行处理或回收利用。
化石燃料
化石燃料
脱硫处理
二氧化硫
二氧化硫废气
3.空气质量评价
(1)空气质量指数:根据空气中的________________、___________________、
_________、_________、_____和_______________计算出来的数值。空气质
量指数越小,空气质量_____,对人体健康的危害就越小。
(2)空气质量指数的确定:___________的质量指数即为该地区的空气质量指数。
(3)雾霾:___________的颗粒物___________在空中,这些颗粒物___________
_____________形成_____,使空气水平能见度__________,我们把这种空气浑
浊现象叫作雾霾。?
细颗粒物(PM2.5)
可吸入颗粒物(PM10)
二氧化硫
二氧化氮
臭氧
一氧化碳的浓度
越好
首要污染物
大量极细微
均匀地悬浮
容易吸附空
气中的水蒸气
雾滴
小于10
km
【自主探索】
(1)硫酸型酸雨放置一段时间后,酸性会增强,其原因是什么?
提示:因为SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3经长时间放置后会被氧化成硫酸,由于硫酸是强酸,所以该酸雨放置一段时间后酸性增强。
(2)(情境思考)正常雨水的pH是多少?为什么正常的雨水会显酸性?
提示:由于雨水中会溶解CO2,正常的雨水pH为5.6,此时雨虽然呈酸性但并不是酸雨。
关键能力·合作学习
知识点 防治二氧化硫对环境的污染?
1.SO2的“三个”来源:
2.酸雨的形成:
硫酸型酸雨形成的主要反应:
【合作探究】
二氧化硫造成的大气污染危害巨大,由它形成的酸雨更能危害人体健康及植物
的生长,使土壤酸化、腐蚀建筑物等,必须消除二氧化硫对环境的污染。
(1)石灰石-石膏法是将石灰石粉末制成浆液与烟气充分接触混合并氧化,最终
生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中。写出此过程发生反应的方程式。(证据推
理与模型认知)
提示:CaCO3+SO2
CaSO3+CO2、2CaSO3+O2
====
2CaSO4
(2)(思维升华)氨水脱硫法是采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,写出此过程发生反应的方程式。(宏观辨识与微观探析)。
提示:2NH3+SO2+H2O
====
(NH4)2SO3
2(NH4)2SO3+O2
====
2(NH4)2SO4。
(3)(情境应用)如何处理浓硫酸与铜反应的实验中生成的二氧化硫尾气?(科学探究与创新意识)
提示:用碱液吸收。
【典例示范】
【典例】现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:
分析数据,回答下列问题:
(1)①雨水样品的pH变化的原因是什么?
②如何用实验验证①中变化原因?
③如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将如何变化?原因是什么?
(2)减少酸雨产生的途径有哪些?
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
【解析】(1)①酸雨放置时pH变小,其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所
致:SO2+H2O
H2SO3,2H2SO3+O2
====
2H2SO4。
②可以通过检验不同时间的雨水中
的浓度大小确定2H2SO3+O2
====
2H2SO4
的发生。分别取2
mL
0
h
和3
h的雨水于试管中,加入等量盐酸酸化,再加入等
量足量的BaCl2溶液,盛有3
h的雨水的试管中溶液更浑浊,说明
浓度大。
③雨水和自来水混合,应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应:H2SO3+HClO
====
H2SO4
+HCl(或SO2+2H2O+Cl2
====
H2SO4+2HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液
pH将变小。
(2)减少酸雨的产生需减少SO2的排放,将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液
化),燃料脱硫、固硫,开发不含硫的新能源(如氢能、核能等),都是有力措施。
答案:(1)①雨水中存在反应SO2+H2O
H2SO3,2H2SO3+O2
====
2H2SO4,酸性增
强,pH变小
②分别取2
mL
0
h和3
h的雨水于试管中,加入等量盐酸酸化,再加入等量足量
的BaCl2溶液,盛有3
h的雨水的试管中溶液更浑浊,说明
浓度大,说明
2H2SO3+O2
====
2H2SO4的发生
③变小;自来水使用Cl2消毒,含有Cl2和HClO,与雨水混合发生反应H2SO3+HClO
====
H2SO4+HCl(或SO2+2H2O+Cl2
====
H2SO4+2HCl)酸性增强,pH变小
(2)
①少用煤作燃料;②燃料脱硫;③开发新能源
【规律方法】
1.常见环境污染
污染类型
主要污染物
污染物来源
酸雨(pH<5.6)
SO2、NO2
化石燃料的燃烧
光化学烟雾
NOx
汽车尾气
臭氧空洞
氟氯烃
冰箱制冷剂
白色污染
聚乙烯、聚氯乙烯
废弃塑料制品
赤潮和水华
含N、P较高的废水
农业、生活废水
居室污染
甲醛、苯、甲苯、氡
建筑、装修材料
雾霾
SO2、NOx以及颗粒物(PM)
颗粒物
2.环境保护
(1)空气质量日报
主要包括“空气质量指数”、“空气质量级别”、“首要污染物”。目前计入的污染物主要是SO2、NOx、一氧化碳、臭氧、固体小颗粒等。
(2)环境保护的措施
①工业废气携带颗粒物的回收利用。
②工业、生活污水经处理达标后排放,限制使用含N、P洗涤剂。
③回收、限制废弃塑料,研制可降解塑料。
【素养训练】
酸雨是指pH小于5.6的雨水,个别地方雨水的pH竟低于2.1(食醋的pH=3)。形成酸雨的原因是大气中含有SO2和氮氧化物。主要来源是煤和石油的燃烧。全世界每年大约有1.5亿吨SO2被排放。
(1)SO2可在空气中受光照被氧化,最终与雨水反应形成酸雨。试写出这两个化学反应方程式:?__________________________________________。?
(2)酸雨可导致的危害有________________。?
A.腐蚀建筑物
B.导致树木枯萎
C.造成洪涝灾害
D.使生态环境恶化
(3)为了减少酸雨的形成,必须对燃料中的硫化物进行____________,对废气中的氮氧化物进行____________。?
【解析】SO2在空气中被氧气氧化为SO3,SO3溶于水生成H2SO4;NO2溶于水会生成
HNO3;酸雨会腐蚀建筑物,使树木枯萎、生态环境恶化;为了减少酸雨的形成,必
须进行燃料的脱硫、氮氧化物的碱液吸收等处理,从而减少SO2的排放量。
答案:(1)2SO2+O2
2SO3,SO3+H2O
====
H2SO4
(2)ABD
(3)脱硫处理
碱液吸收
【课堂小结】
三言两语话重点
1.酸雨的形成:
(1)途径1:SO2
H2SO3
H2SO4
(2)途径2:SO2
SO3
H2SO4
2.防治二氧化硫的污染:
(1)开发新能源,减少化石燃料的使用。
(2)减少二氧化硫的排放。
课堂检测·素养达标
1.下列有关环境问题的说法正确的是
( )
A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康
C.pH在5.6～7.0的降水通常称为酸雨
D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染
【解析】选A。臭氧的体积分数超过10-4%开始对人体产生危害,B错误;酸雨的pH小于5.6,C错误;含磷洗涤剂的排放,会使水体富营养化,D错误。
2.(双选)我国南方地区冬季常出现酸性冬雾,酸性冬雾是一种胶体,由于冬雾中溶解了大量燃煤排放的二氧化硫,形成了酸雾雾滴,其酸性比酸雨强得多。下列关于酸雾的说法中不正确的是
( )
A.燃煤中加碳酸钙可以减轻酸雾的污染
B.酸雾的pH大于5.6
C.酸雾可产生丁达尔效应
D.酸雾不会使呼吸道疾病加重
【解析】选B、D。酸雾的pH应小于5.6;酸雾会使呼吸道疾病加重。
【补偿训练】
1.下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是
( )
环境问题
措施
A
臭氧空洞
限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量
B
酸雨
改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量
C
白色污染
回收利用废旧塑料,开发可降解塑料
D
水体富营养化
禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥
【解析】选D。氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因;减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生;对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染;禁止施用氮肥不符合农业现状,D不科学。
2.煤炭燃烧时会排放二氧化硫等污染物,为了减少污染物的排放,许多地方都使
用了洁净煤(如脱硫)技术。读煤炭脱硫效率图。
关于洁净煤技术的影响,叙述正确的是
( )
A.该技术脱硫效率达到100%
B.该技术不能减小酸雨危害
C.该技术使煤炭资源得到了循环利用
D.该技术提高了煤炭资源利用的经济价值
【解析】选D。
洁净煤技术脱硫效率没达到100%,A错误;洁净煤技术可使煤炭燃烧时排放的酸性气体减少,酸雨危害减小,B错误;该技术没有体现煤炭资源的循环利用,但提高了煤炭资源利用的经济价值,C错误,D正确。
3.(教材二次开发·教材习题改编)入冬以来,雾霾天气已经严重影响了我国多数人的正常出行和生活节奏。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.加高工厂的烟囱,使烟尘和废气远离地表
B.推广使用燃煤脱硫技术,防止SO2污染
C.研制新型高效可充电电池,发展纯电动汽车
D.开发利用绿色能源(例如太阳能)替代化石燃料
【解析】选A。
加高工厂的烟囱,使烟尘和废气远离地表,不能改变空气中污染物的含量,A错误。
【素养新思维】
3.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2.5μm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)PM2.5分散在空气中形成的分散系__________(填“属于”或“不属于”)胶体。?
(2)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下表:
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-)=______
mol·L-1。?
(3)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,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+__?
====____
Cl-+____
+____?
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
【解析】(1)PM2.5的直径小于等于2.5×10-6
m,所以分散在空气中形成的分散
系不属于胶体。
(2)根据电荷守恒得:c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(
)=2c(
)+c(
)+c(Cl-),
将表中数据代入得:c(H+)=10-4
mol·L-1,所以待测试样显酸性。
(3)氮元素化合价从+2价升高到+5价,失去3个电子,氯元素化合价从+3价降低
到-1价,得到4个电子,根据电子得失守恒可知反应的方程式为3Cl
+4NO+
4OH-
====
3Cl-+4
+2H2O。
答案:(1)不属于 (2)酸
10-4 (3)3 4 4OH- 3 4 2H2O
