4.3 防治二氧化硫对环境的污染 同步练习-2025-2026学年高一上学期化学苏教版必修第一册

第三单元　防治二氧化硫对环境的污染 一、必备知识基础 1.环保意识是重要的公民意识。下列不属于空气质量日报监测指标的是(　　) A.SO2 B.可吸入颗粒物 C.N2 D.氮的氧化物 2.(2024·盐城期末)下列说法正确的是(　　) A.“碳中和”就是利用中和反应减少二氧化碳的排放 B.酸雨是指的pH为5.6的雨水 C.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因 D.石灰石粉末与煤一起共热可以用于煤的脱硫 3.下图为某燃煤电厂处理废气的装置示意图,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SO2+CaCO3CaSO3+CO2 D.若排放的气体能使澄清石灰水变浑浊,不能说明该气体中含SO2 4.(2024·徐州期中)硫酸是当今世界最重要的化工产品之一、早在1000多年前,我国就已采用加热胆矾(CuSO4·5H2O)或绿矾(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受热分解的化学方程式:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。将FeSO4受热产生的气体通入如图所示装置中,以检验产生的气体中是否含有SO3和SO2。 (1)A装置盛装的试剂是　　　　　。  (2)有同学提出上图虚线框内盛装NaOH溶液的装置可以换成a装置,其中多孔玻璃球泡的作用是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。  (3)硫酸厂排放的废气中往往含有较多的SO2,为其防止污染空气,常采用H2还原法对其进行处理。H2与SO2在氧化铝热体的催化下的反应机理如图所示。已知第一步反应在300 ℃进行,第二步反应在100~200 ℃进行。请写出第一步反应的化学方程式　 。 (4)模拟酸雨的形成原因。将SO2气体通入蒸馏水中,取出部分溶液并用pH计测定其pH,每隔10 min读数一次,所得数据如下: 时间/min 0 10 20 30 40 pH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85 随着时间的推移,pH逐渐变小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。  (5)从元素价态看,SO2中S元素为+4价,既具有氧化性,又具有还原性。用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)可将SO2在高温下还原成单质硫。写出CO还原SO2反应的化学方程式:  　。  (6)获取空气质量信息。某化学小组为了测定空气中SO2的体积分数,做了如下实验:取标准状况下的空气20.00 L(含N2、O2、CO2、SO2),将上述空气缓慢通过足量氯水,空气中的SO2被吸收,在所得溶液中加入稍过量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为2.33 g。求空气样品中SO2体积分数。(写出计算过程) 二、能力素养提升 5.“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品,其工艺流程如图所示。下列说法正确的是(　　) A.操作①④均为过滤 B.由含SO2的烟气形成的酸雨在空气中放置一段时间酸性减弱 C.亚硫酸钠粗品中不可能含有Na2SO4 D.操作③发生反应的化学方程式为NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O 6.(2024·淮安期中)双碱法脱硫过程如图所示,下列说法不正确的是(　　) A.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用 B.过程Ⅰ中,SO2表现还原性 C.总反应为2SO2+2Ca(OH)2+O22CaSO4+2H2O D.过程Ⅱ中,1 mol O2参加反应时可氧化2 mol Na2SO3 7.常温下,用(NH4)2S溶液吸收高浓度SO2烟气,测定吸收时体系中不同微粒浓度随pH的变化情况,结果如图,其余含硫微粒浓度可忽略不计。随着SO2的吸收,溶液pH逐渐下降。 图1　逸出气体的浓度与pH的关系图 图2　溶液中部分离子浓度与pH的关系图 已知:(NH4)2S溶液呈碱性。 下列说法正确的是(　　) A.据图分析,(NH4)2S溶液吸收SO2烟气应控制pH>7 B.pH=9时,发生的总反应为+SO2+H2OHS+HS- C.随着pH的降低,c(HS)一定会不断增大 D.pH=6时,参加反应的(NH4)2S与SO2的物质的量之比为2∶7 8.(2024·扬州中学月考)由次氯酸钠碱性废水(含有杂质Ca2+)处理硫酸工业尾气的流程如下。 已知:次氯酸钠高温时不稳定,会分解。 (1)次氯酸钠在浓盐酸中会产生黄绿色气体,该反应的化学方程式为　 。 (2)控制合适的条件有利于提高SO2的吸收率(脱硫率)。 ①脱硫时保持溶液呈碱性,脱硫时发生的氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　 　,另一反应为SO2+2OH-+H2O。  ②提高脱硫率的可行措施有　　　　　(填字母)。  a.加快通入尾气的速率 b.吸收塔中喷淋的碱液与气体逆向接触 c.提高碱液浓度 ③温度控制在40~60 ℃之间,脱硫率较高,原因是 　 。 (3)脱硫完成后过滤,滤渣的主要成分为　　　　　　(填化学式)。  (4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的MgSO4,写出该反应的化学方程式:　 。  (5)为研究“CO还原SO2”的新技术,在反应器中通入0.10 mol SO2,改变通入CO的物质的量,反应后体系中产物的物质的量随通入CO的物质的量的变化如图所示。其中产物Y的化学式是　　　　　。  (6)研究表明:NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。  9.(2024·盐城一中期末)含SO2和H2S废气的治理可以变废为宝,使硫资源得以利用。 (1)一种处理SO2废气的工艺流程如图甲所示。 甲 若SO2吸收塔内盛装的是(NH4)2SO3溶液,则气体X为　　　　　　　;SO2吸收塔中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 乙 (2)CO与SO2在铝矾土作催化剂、773 K条件下反应生成CO2和硫蒸气,该反应可用于从烟道气中回收硫,反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图乙所示,写出该反应的化学方程式:  　。 (3)“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品,其流程如图丙。 丙 ①上述流程中,往Na2CO3溶液中通入含SO2的烟气,发生反应的离子方程式为  　。 ②亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4,设计实验证明亚硫酸钠粗品中含有少量Na2SO4的方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(必须使用的试剂有蒸馏水、稀盐酸、BaCl2溶液)。  丁 (4)我国科学家研究在活性炭催化条件下将煤气中的H2S协同脱除,部分反应过程如图丁所示(·H2S表示H2S气体被吸附在催化剂表面)。 ①H2S中S元素的转化过程简单描述为 　 。 ②从物质转化与资源综合利用角度分析,该过程初步达到的目的为　　　　　　　　　　　　　　。 参考答案 1.C 2.D　“碳中和”是指排放的二氧化碳总量被植物的光合作用、人工转化等途径抵消,实现二氧化碳的相对零排放,“碳中和”的基本途径是“减排”(减少二氧化碳的排放)和“增汇”(增加对二氧化碳的吸收和转化),A错误;一般正常雨水的pH约为5.6,酸雨是指pH小于5.6的雨水,B错误;工业废水任意排放造成水污染,与酸雨无关,C错误;煤脱硫利用的是生石灰或石灰石,生石灰或石灰石与煤一起共热生成硫酸钙,D正确。 3.C　由题图可知,装置中碳酸钙受热生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与燃煤产生的二氧化硫结合生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被空气中氧气氧化生成硫酸钙,可以减少二氧化硫的排放。该装置能将二氧化硫转化为硫酸钙,有利于减少导致酸雨的二氧化硫气体的排放,A正确;碳酸钙受热分解生成二氧化碳和氧化钙的反应是分解反应,二氧化硫与氧化钙生成亚硫酸钙的反应和亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙的反应是化合反应,则该装置内既发生了化合反应,也发生了分解反应,B正确;该装置能将二氧化硫转化为硫酸钙,总反应可表示为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2,C错误;二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,排放的气体中一定含有二氧化碳,则排放的气体能使澄清石灰水变浑浊,不能说明气体中含二氧化硫,D错误。 4.答案 (1)BaCl2溶液 (2)增大气、液接触面积,提高气体的吸收效率 (3)SO2+3H2H2S+2H2O (4)2H2SO3+O22H2SO4 (5)SO2+2COS+2CO2 (6)解:n(BaSO4)==0.01 mol,根据硫元素原子守恒n(SO2)=n(BaSO4)=0.01 mol,SO2的体积分数=×100%=1.12% 答:空气样品中SO2的体积分数为1.12%。 5.D　工业废碱渣主要成分为Na2CO3,溶于水,过滤得Na2CO3溶液,碳酸钠溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,亚硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液生成亚硫酸钠和水,亚硫酸钠溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得亚硫酸钠粗品。操作①是加水溶解后再过滤,④为过滤,A错误;含SO2的烟气形成的酸雨中含有H2SO3,在空气中放置一段时间H2SO3被氧化为H2SO4,弱酸变为强酸,酸性增强,B错误;Na2SO3易被氧气氧化为Na2SO4,所以亚硫酸钠粗品中可能含有Na2SO4,C错误;操作③是亚硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液生成亚硫酸钠和水,发生反应的化学方程式为NaHSO3+NaOHNa2SO3+H2O,D正确。 6.B　过程Ⅰ中NaOH被消耗,过程Ⅱ中又生成NaOH,所以双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用,A正确;过程Ⅰ中SO2被NaOH吸收生成Na2SO3,SO2体现出酸性氧化物的性质,B不正确;总反应为2SO2+2Ca(OH)2+O22CaSO4+2H2O,C正确;过程Ⅱ中,Na2SO3、Ca(OH)2与O2反应,生成NaOH和CaSO4,1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3,D正确。 7.D　由图1可知,pH>7时,会生成H2S气体,故(NH4)2S溶液吸收SO2烟气应控制pH<7,A错误;由图2可知,pH=9时,溶液中主要存在HS、S2,没有HS-,B错误;由图1可知,当pH<3,SO2逸出,溶液中SO2溶解达到饱和,c(HS)保持不变,C错误;由图2可知,随着溶液pH的减小,c(HS)、c(S2)增大,c(S2-)减小,离子方程式为2OH-+4SO2+2S2-3S2+H2O,SO2和OH-反应生成HS的离子方程式为SO2+OH-HS,pH=6时,c(HS)=0.3 mol·L-1,c(S2)=0.2 mol·L-1,则c(HS)∶c(S2)=3∶2,根据图2知,消耗0.2 mol·L-1 S2-,生成0.3 mol·L-1 HS,根据离子方程式“2OH-+4SO2+2S2-3S2+H2O,SO2+OH-HS”可知,参加反应的(NH4)2S与SO2的物质的量之比为0.2 mol·L-1∶(0.4+0.3) mol·L-1=2∶7,D正确。 8.答案 (1)NaClO+2HCl(浓)NaCl+Cl2↑+H2O (2)①ClO-+SO2+2OH-Cl-+S+H2O　②bc ③温度过低,反应速率较慢;而温度过高,SO2溶解度小,次氯酸钠不稳定,会分解 (3)CaSO4 (4)O2+2SO2+2Mg(OH)22MgSO4+2H2O (5)S2 (6)Cl+2SO2+2H2OCl-+2S+4H+ 9.答案 (1)氨气(或NH3) (NH4)2SO3+SO2+H2O2NH4HSO3 (2)4CO+2SO24CO2+S2 (3)①2SO2+C+H2O2HS+CO2　②取少量亚硫酸钠粗品于试管中,加蒸馏水使其完全溶解,先滴加稀盐酸至不再产生气体,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则含有Na2SO4 (4)①在催化剂作用下转化为S、SO2、CS2等物质　②实现煤气中H2S的脱除;同时产生清洁能源H2 学科网（北京）股份有限公司 $$