3.3 硫循环和氮循环 第2课时（分层作业）化学沪科版必修第一册

3.3 硫循环和氮循环 第2课时 酸雨 人与自然的和谐共生 分层作业 1．下列气体中，与酸雨密切相关的是 A．N2 B．CO2 C．SO2 D．CO 【答案】C 【解析】A．N2是空气中的主要成分，不能形成酸雨，A不符合； B．CO2不能形成酸雨，但能加剧温室效应，B不符合； C．SO2能与水反应生成亚硫酸，亚硫酸被氧化转化为硫酸而形成酸雨，C符合； D．CO有毒，属于大气污染物，但不能形成酸雨，D不符合； 答案选C。 2．酸雨是指因空气污染而造成的酸性降水，在历史上，人类社会曾出现过几次严重的酸雨事件。下列有关酸雨的说法错误的是 A．pH小于5.6的降雨通常称为酸雨 B．酸雨会损伤农作物、酸化土壤、腐蚀建筑 C．空气中CO2含量增多导致了酸雨形成 D．可通过燃煤脱硫、开发新能源等措施治理硫酸型酸雨 【答案】C 【解析】A．正常雨水的pH值由于溶解了空气中的二氧化碳而接近中性，pH值为5.6，当雨水中溶解了二氧化硫或氮氧化物时，会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值减小，当pH值小于5.6时，这样的雨水就被称为酸雨，A正确；B．酸雨有很大危害，能直接损伤农作物，酸化土壤、湖泊，腐蚀建筑、工业设备等，B正确；C．CO2含量增多，会导致温室效应，不会导致酸雨的形成，含硫化石燃料燃烧会产生大量SO2，在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件使N2与O2反应生成氮氧化物，经过一系列变化会形成酸雨，C错误；D．开发新能源、减少化石燃料的使用、燃煤脱硫等措施能减少二氧化硫的排放，预防硫酸型酸雨的产生，D正确；故选C。 3．硫、氮的氧化物是主要的大气污染物，对大气的影响之一是导致酸雨，下列有关酸雨的说法不正确的是 A．二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要因素 B．在酸雨形成过程中没有发生氧化还原反应 C．煤和石油的燃烧、汽车尾气等是酸雨污染物的主要来源 D．酸雨的危害有破坏农作物，使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、桥梁的腐蚀等 【答案】B 【解析】A．二氧化硫与空气中的O2、H2O反应产生硫酸；二氧化氮与H2O反应产生HNO3，因此二者都是形成酸雨的主要因素，A正确；B．SO2与H2O反应产生H2SO3，该反应属于非氧化反应还原反应，反应产生的H2SO3被溶解在溶液中的O2氧化产生H2SO4，该反应中有S、O元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应；NO2与H2O反应产生HNO3、NO，反应中有N元素化合价的变化，因此该反应也属于氧化还原反应，B错误；C．煤完全燃烧时，会排放出SO2和NO2等污染物，汽车尾气也有氮氧化物NOx产生，它们都是酸雨污染物的主要来源，C正确；D．pH＜5.6的酸性降水叫酸雨，酸雨对农作物、桥梁、建筑物都具有一定的破坏作用，D正确；故合理选项是B。 4．图为酸雨形成的示意图。下列说法正确的是 A．空气中的溶于水也会形成酸雨 B．易溶于水，并在雨水中转化为 C．含的雨水在空气中放置其pH可能会降低 D．硝酸型酸雨会腐蚀石灰岩建筑，而硫酸型酸雨不能 【答案】C 【解析】A．酸雨是pH小于5.6的雨水，二氧化碳溶于水所得溶液pH为5.6，所以空气中的二氧化碳溶于水不能形成酸雨，故A错误； B．一氧化氮不溶于水，故B错误； C．亚硫酸溶液易被空气中氧气氧化为强酸硫酸，溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小，所以含亚硫酸的雨水在空气中放置其pH可能会降低，故C正确； D．硝酸型酸雨和硫酸型酸雨都会腐蚀石灰岩建筑，故D错误； 故选C。 5．硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法不正确的是 A．和均为有刺激性气味的有毒气体，是酸雨的主要成因 B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、CO和PM2.5 C．豆科植物直接吸收利用空气中的作为肥料，实现氮的固定 D．工业废气中的可采用生石灰法进行脱除 【答案】C 【解析】A．和都是刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因， A正确；B．汽车尾气的主要污染物是NO、CO和PM2.5，B正确；C．豆科植物根部会长出瘤状结构供根瘤菌“居住”，并给根瘤菌提供生长所必需的碳水化合物；根瘤菌会将氮气转变成含氮化合物，满足豆科植物对氮元素的需求，实现氮的固定，不是豆科植物直接吸收利用空气中的，C错误；D．生石灰的主要成分是CaO，能与 SO2反应生成 CaSO3，进而被空气氧化为硫酸钙，则工业废气中的SO2可采用生石灰法进行脱除，D正确；答案选C。 6．下列对NO、NO2的描述，不正确的是 A．NO2是红棕色气体，易溶于水，与水反应中NO2既是氧化剂又是还原剂 B．NO是无色气体，可以用排空气法收集 C．NO、NO2二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一 【答案】B 【解析】A．NO2是红棕色气体，易溶于水，与水反应生成NO和HNO3，NO2中N元素既上升又下降，NO2既是氧化剂又是还原剂，A正确；B．NO是无色气体，但会和空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，B错误；C．NO、NO2在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物，即光化学烟雾，C正确；D．NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生 NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确；故选B。 7．汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下发生反应： .下列说法正确的是 A．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 B．汽车尾气中含有的CO和NO都会导致酸雨的形成 C．该反应中氧化剂是CO D．使用催化转化装置可减少汽车尾气对大气的污染 【答案】D 【解析】A．汽车尾气中含有的有毒气体是大气污染物，是形成酸雨和光化学烟雾的气体，也是大气污染物，故A项错误； B．氮氧化物与硫氧化物是酸雨形成的原因，则会导致形成酸雨，有毒气体是大气污染物，故B项错误； C．该反应中碳元素化合价升高做还原剂，则还原剂是CO，故C项错误； D．使用催化转化装置可以加快反应速率，减少汽车尾气中的CO和NO，降低对大气的污染，故D项正确； 故选D。 8．合理使用含氮化合物，科学处理大气和水圈中的氮元素，保障地球生态安全，是化学学科的重要研究内容和责任。下列化学反应表示正确的是 A．用水吸收二氧化氮制硝酸：2NO2＋H2O=HNO3＋NO B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气：NO＋NO2＋H2O=2＋2H+ C．雷雨天气空气中的氮气和氧气反应：N2＋2O22NO2 D．氨气的催化氧化 【答案】D 【解析】A．用水吸收二氧化氮制硝酸：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，A错误；B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气，NO、NO2与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠和H2O：，B错误；C．雷雨天，氮气和氧气放电条件下生成一氧化氮， C错误；D．氨催化氧化生成一氧化氮和水，方程式为，D正确；答案选D。 9．消除氮氧化物有如下3种方法： ①； ② ③ 下列说法不正确的是 A．氮氧化物会造成酸雨等污染 B．①中利用氢氧化钠的碱性消除氮氧化物，也可以用氨水代替 C．②③使用催化剂，能加快消除氮氧化物的速率 D．若某工厂排出的废气中二氧化氮的含量为(体积分数)，用方法③处理(标准状况下)这种废气，约需氨气 【答案】D 【解析】A．氮氧化物以及在大气中发生反应后的生成物溶于雨水生成硝酸，造成酸雨，A正确；B．①中利用氢氧化钠的碱性，生成硝酸盐和亚硝酸盐，达到消除氮氧化物的目的，氨水呈碱性，可以用来代替氢氧化钠，B正确；C．使用催化剂，可以降低反应的活化能，从而加快消除氮氧化物的速率，C正确；D．标准状况下，废气中二氧化氮的物质的量为，根据反应③，消耗氨气的物质的量为，即消耗氨气质量为，D错误；答案选D。 10．某实验小组采集硫酸型酸雨样品,随着时间的推移,多次测定该样品的pH,得到了表中数据: 时间/h 0 8 16 24 32 40 48 pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0 （1）酸雨样品放置时pH变化的主要原因是(用化学方程式表示)　　　　。  （2）如果将刚取样的上述酸雨和自来水(用Cl2杀菌消毒)混合,pH将　　　　　 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示)　　　　　。  （3）你认为减少酸雨产生可采取的措施是　　　　　　　　。  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石灰 ⑤开发新能源 A.①②③　　　　　　 B.②③④⑤ C.①③⑤　　　 D.①③④⑤ 【答案】（1）SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4(或2SO2+2H2O+O2===2H2SO4)　（2）减小　H2SO3+Cl2+H2O===2HCl+H2SO4　（3）C 【解析】（1）酸雨放置时pH变小,其原因是雨水中的H2SO3被空气中的O2氧化所致。 （2）雨水和自来水混合,应考虑H2SO3与自来水中的Cl2发生氧化还原反应而生成硫酸和盐酸,使酸性增强。 （3）减少酸雨的形成必须减少SO2的排放,减少煤等化石燃料的使用,燃料脱硫、固硫,开发不含硫的新能源(如氢能、核能等),都是有效措施。 11．科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示。 回答下列问题: （1）从物质分类的角度看,图中的物质属于酸性氧化物的有　　　　　　　　(写化学式)。  （2）图中物质溶于水溶液呈碱性的是　　　。  （3）写出SO2转化为SO3的化学方程式:　　　　　　　　。  （4）工业上利用氨气制备一氧化氮,反应的化学方程式为　　　　　　　。  （5）氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　。  【答案】（1）N2O5、SO2、SO3　（2）NH3 （3）2SO2+O22SO3 （4）4NH3+5O24NO+6H2O （5）4NH3+6NO5N2+6H2O 【解析】（1）酸性氧化物是指与碱反应只生成一种盐和水的氧化物,SO2、SO3和N2O5都是酸性氧化物。（4）NH3在催化剂作用下被O2氧化生成NO和H2O,结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式并配平。（5）氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质,结合原子守恒推知,产物为N2和H2O,结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式并配平。 12．阅读下列材料并回答问题。 （1）常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物，如，二氧化氮就是二次污染物。 ①无色的气体遇到空气，可观察到的现象是 。 ②在、、、四种物质中，不会导致二次污染的是 。 （2）汽车尾气(含一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)是城市空气的污染源之一，治理方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”。 ①汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。 ②汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物在“催化转化器”的作用下发生反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体。该无毒气体为 (填化学式)。 ③请提出有利于控制城市空气污染源的具体措施： 。 （3）氨气亦可用来处理氮氧化物。例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：。 ①实验室常用湿润的 (填“红色”或“蓝色”)石蕊试纸来检验氨气。 ②上述反应中每生成7，共有 mol电子发生转移。 ③写出用处理时发生反应的化学方程式： 。 【答案】（1）①气体颜色变为红棕色 ②CO （2）①NO等氮氧化物 ②N2和CO2 ③开发新能源、使用电动车、植树造林等 （3）①红色 ②24 ③ 【解析】（1）①无色的气体遇到空气，NO被氧气氧化为NO2，则现象为气体颜色变为红棕色；②SO2转化为三氧化硫，与水反应生成硫酸，会加重酸雨的形成，导致二次污染物；NO能够和氧气反应生成新的污染物二氧化氮，导致二次污染物；NO2与水反应生成硝酸和NO，硝酸会造成酸雨，所以NO2会导致二次污染物；CO虽然能够转化为CO2，但CO2不是污染物，所以CO不会导致二次污染，综上所述不会导致二次污染的是CO； （2）①光化学烟雾是由氮的氧化物排放引起，汽车尾气含有大量NO等氮氧化物，能引起光化学烟雾；②根据题意可知一氧化碳与一氧化氮生成参与大气生态循环的N2和CO2， ③有利于控制城市空气污染源的具体措施有：开发新能源、使用电动车、植树造林等； （3）①为了观察更明显的现象，实验室常用湿润的红色石蕊试纸来检验氨气；②反应中氨气中的N的化合价由-3价升高到0价，二氧化氮中的N化合价由+4价降低到0价，故每生成7molN2转移24mol电子；③用处理时发生反应的化学方程式为。 13．北京时间2022年1月15日,南太平洋岛国汤加境内发生了“21世纪至今最剧烈的火山喷发”,对该国造成了严重的破坏。火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,部分过程如图所示。下列说法错误的是 A.SO2、SO3均是酸性氧化物 B.火山喷发易诱发酸雨 C.以上硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应 D.火山口可能发生的反应有2H2S+SO2===3S+2H2O 【答案】C 【解析】SO2、SO3均能与碱反应生成盐和水,则均是酸性氧化物,A正确;火山喷发能够产生大量的SO2,则易诱发硫酸型酸雨,B正确;SO2→H2SO3,SO3→H2SO4,为非氧化还原反应,C错误;由图示可知,火山口放出的气体有H2S、SO2,故火山口可能发生的反应有2H2S+SO2===3S+2H2O,D正确。 14．用硫酸亚铁溶液除去烟气中的，主要物质的转化如图，下列说法不正确的是 A．最终转化为 B．过程I中，作氧化剂 C．过程II中，发生反应： D．硫酸亚铁溶液吸收后，所得的溶液呈碱性 【答案】D 【分析】由图可知，过程I发生的反应为氧气与二氧化硫和溶液中的亚铁离子反应生成硫酸根离子离子和铁离子，过程II发生的反应溶液中生成的铁离子与二氧化硫反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子，用硫酸亚铁溶液除去烟气中二氧化硫的总反应为亚铁离子做催化剂的条件下，二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸。 【解析】A．由分析可知，用硫酸亚铁溶液除去烟气中二氧化硫的总反应为亚铁离子做催化剂的条件下，二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸，二氧化硫最终转化为硫酸根离子，故A正确； B．由分析可知，过程I发生的反应为氧气与二氧化硫和溶液中的亚铁离子反应生成硫酸根离子离子和铁离子，反应中氧元素的化合价降低被还原，是反应的氧化剂，故B正确； C．由分析可知，过程II发生的反应溶液中生成的铁离子与二氧化硫反应生成亚铁离子、硫酸根离子和氢离子，反应的离子方程式为，故C正确； D．由分析可知，用硫酸亚铁溶液除去烟气中二氧化硫的总反应为亚铁离子做催化剂的条件下，二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸，则硫酸亚铁溶液吸收二氧化硫后，所得的溶液呈酸性，故D错误； 故选D。 15．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示： 注：表示光照；是羟基自由基，有强氧化性。 下列有关说法错误的是 A．所涉及的变化均为氧化还原反应 B．上述气相氧化形成酸雨的必要条件是光照 C．的生成加快了形成酸雨的速率 D．难以直接被氧化 【答案】A 【分析】由图可知，工业废气以及火山喷发中的二氧化硫首先通过光照经过第一步转化，再经过一步转化，会形成酸雨，一共经过两步转化，其中第一步需要光照，以此解题。 【解析】A．SO3和水反应生成硫酸没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故A错误；B．由图可知，两种途径中第一步反应均需要光照条件下发生，所以光照是形成酸雨形成的必要条件之一，故B正确；C．途径Ⅱ中能加快二氧化硫的氧化速率，所以的生成加快了形成酸雨的速率，故C正确；D．两条途径中二氧化硫均不是直接转化为三氧化硫或硫酸的，这说明难以直接被氧化，故D正确；故选A。 16．将氮氧化物直接排入空气中会污染空气，可用酸性溶液吸收，反应原理为，下列说法正确的是 A．每吸收，反应中转移电子 B．氧化性：酸性溶液<稀硝酸 C．可使酸性溶液褪色，体现了的漂白性 D．汽车发动机燃料燃烧产生的易溶于水 【答案】A 【解析】A．由方程式可知，酸性高锰酸钾溶液吸收5mol一氧化氮，反应转移电子的物质的量为15mol，则吸收30g一氧化氮时，反应转移电子的物质的量为×3=3mol，故A正确；B．由方程式可知，反应中锰元素的化合价降低被还原，高锰酸钾是反应的氧化剂，氮元素的化合价升高被氧化，硝酸根离子是氧化产物，由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知，酸性高锰酸钾溶液的氧化性强于稀硝酸，故B错误；C．由方程式可知，氮元素的化合价升高被氧化，一氧化氮是反应的还原剂，则一氧化氮使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了一氧化氮的还原性，故C错误；D．一氧化氮是难溶于水的无色气体，故D错误；故选A。 17．低温等离子体(NTP)技术可有效脱除烟气中的NO，其原理是在高压放电条件下，O2产生自由基(O·)，自由基将NO氧化为NO2，再用Na2CO3溶液吸收，实验装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．氮元素既有被氧化的过程又有被还原的过程 B．高压电源的功率越大，NO的脱除效果一定越好 C．尾气吸收采用气、液逆流的方式可提高NO2脱除率 D．单位时间内生成的自由基(O·)越多，越有利于NO的转化 【答案】B 【解析】A．NO→NO2时氮元素被氧化，用Na2CO3溶液吸收NO2生成硝酸钠和亚硝酸钠，氮元素既被氧化又被还原，故A正确；B．高压电源的功率越大，氮气和氧气可能会生成NO，烟气中NO的脱除效果将减弱，故B错误；C．尾气吸收采用气、液逆流的方式使气体与溶液充分接触，可提高NO2脱除率，故C正确；D．自由基(O·)将NO氧化为NO2，单位时间内生成的自由基(O·)越多，越有利于NO的转化，故D正确；故选B。 18．氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下： ①NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O ②2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O （1）在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为 。 （2）在反应②中，氧化产物是 ，还原产物是 (填化学式)。 （3）在反应①②中，参加反应的NaOH均为2mol时，两个反应转移电子数的关系是① ②(填“”、“”或“”) （4）自来水中的NO危害人类健康。为了降低自来水中NO的浓度，某研究人员提出两种方案。 ①方案a：微碱性条件下，用Fe(OH)2还原NO，产物之一是NH3。生成3.4gNH3的同时会生成 mol Fe(OH)3。 ②方案b：碱性条件下，用Al粉还原NO，产物之一是N2。发生的反应如下所示，配平离子方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目： 。 Al+ NO+OH-—AlO+N2↑+H2O 【答案】（1）23:15 （2） NaNO3 NaNO2 （3）= （4）1.6 【解析】（1）反应①中NO2中N元素化合价降低，所以NO2为氧化剂，NO中N元素化合价升高，所以NO为还原剂，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为23:15； （2）根据反应②方程式可知，NO2中N元素化合价升高生成NaNO3，所以NaNO3为氧化产物，N元素化合价降低生成NaNO2，所以NaNO2为还原产物； （3）反应①中2molNaOH参加反应，消耗1molNO，转移1mol电子；反应②中2molNaOH参加反应，生成1molNaNO2，所以也转移1mol电子，即两个反应转移电子数的关系是：=； （4）①根据题意Fe(OH)2与NO反应时，NO被还原为NH3，3.4gNH3的物质的量为0.2mol，根据N元素化合价的变化可知转移1.6mol电子，根据电子守恒可知有1.6molFe(OH)3生成； ②反应中Al元素的化合价由0价升至+3价，N元素的化合价由+5价降至0价，根据电子守恒可知，反应时Al与NO的系数比为5：3，再结合元素守恒可知化学方程式为10Al+6 NO+4OH-=10AlO+3N2↑+2H2O，该反应中Al失去电子，根据Al元素化合价的变化可知，10份Al参与反应转移30份电子，所以用单线桥标出电子转移的方向和数目为。 19．“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)吸收烟气中的，得到亚硫酸钠粗品。其流程如下。 （1）为加快工业废碱渣中的溶解，可采取的措施是 (写出一种即可)。 （2）过程①进行的操作是 。 （3）上述流程中；通入“含的烟气”，发生反应的化学方程式为 。 （4）上述流程中，加入NaOH后，发生反应的离子方程式为 。 （5）设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解， ，出现白色沉淀，则证明含有。 （6）可用于处理酸性废水中的(转化为)，发生反应的离子方程式为 。 （7）某化工厂用如图所示工艺流程吸收烟气中的。在标准状况下，当除去时，消耗的物质的量为 mol。 【答案】（1）搅拌(粉碎、加热) （2）溶解、过滤 （3） （4） （5）加入过量稀盐酸，再加入溶液 （6） （7）0.75 【分析】工业废碱渣(主要成分为)，经溶解过滤除去不溶性杂质，碳酸钠滤液中通入含二氧化硫的烟气，反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠溶液中加NaOH生成亚硫酸钠，再经浓缩结晶过滤得到亚硫酸钠粗品。 【解析】（1）为加快工业废碱渣中的溶解，可将废碱渣粉碎增大接触面积，或者升高温度，加快溶解速率，故答案为：搅拌(粉碎、加热)。 （2）过程①实现固液分离，应采用过滤操作，故答案为：溶解、过滤。 （3）通入“含的烟气”，发生反应的化学方程式为：，故答案为：。 （4）加入NaOH与溶液中反应生成亚硫酸钠，离子方程式为，故答案为：。 （5）证明亚硫酸钠粗品含有少量，应先用足量盐酸除去亚硫酸钠，再加氯化钡观察白色沉淀，具体操作：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，加足量盐酸酸化，再加氯化钡溶液，出现白色沉淀，则证明含有，故答案为：加入过量稀盐酸，再加入溶液。 （6）1mol得6mol电子，1mol失2mol电子，根据得失电子守恒及元素守恒得反应离子方程式：，故答案为：。 （7）标准状况下，当利用上述工艺流程除去33.6LSO2时， ，，，根据SO2～2FeSO4～O2，则消耗O2的物质的量为0.75mol，故答案为：0.75。 20．为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx，研究者提出若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。 （1）下列物质中，能吸收SO2的有 (填序号)。 a．氨水      b．酸性KMnO4溶液     c．BaCl2溶液     d．Na2CO3溶液 （2）向燃煤中加入适量石灰石，高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是 。 （3）选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下，选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是 。 （4）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2、NO转化为SO、NO，均为放热反应。 ①NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是 。 ②一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如下图，SO2的脱除率高于NO，可能的原因是 (写出1种即可)。 ③烟气中SO2和NO的体积比为4∶1，50℃时的脱除率见上图，则此吸收液中烟气转化生成的NO和Cl−的物质的量之比为 。 【答案】（1）abd （2）2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2 （3）4NH3+6NO 5N2+6H2O （4）SO2+ClO?+H2O == SO+Cl?+2H+ SO2在水中的溶解度大于NO；SO2在溶液中的还原性强于NO；SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO 2∶13 【解析】（1）a．SO2为酸性氧化物，与氨水产生亚硫酸铵，a项符合题意； b．SO2具有还原性，能被酸性高锰酸钾氧化为，b项符合题意； c．SO2不能与BaCl2反应，c项不符合题意； d．Na2CO3呈碱性能与酸性SO2发生反应产生Na2SO3，d项符合题意； 故选abd； （2）SO2在高温下与O2、CaCO3转变为CaCO3，反应为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2。答案为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2； （3）NH3还原NO产生无污染的物质为N2和H2O，反应为4NH3+6NO 5N2+6H2O。答案为4NH3+6NO 5N2+6H2O； （4）酸性条件下，NaClO溶液吸收烟气中SO2氧化为，反应为SO2+ClO?+H2O == SO+Cl?+2H+。该脱出过程在溶液中进行，可对比两者溶解度有差异、还原性差异、反应速率差异等。烟气中SO2和NO的体积比为4∶1，可设SO2和NO的物质的量分别为4mol、1mol。根据电子守恒SO2~ Cl-~ 该过程产生的n(Cl-)=4×100%mol=4mol；而2NO~3Cl- ~2计算得该过程产生的Cl-为1mol×1.5×80%=1.2mol，为0.8mol。所以和Cl?的物质的量之比为=0.8:（1.2+4）=2：13。答案为SO2+ClO?+H2O == SO+Cl?+2H+；O2在水中的溶解度大于NO；SO2在溶液中的还原性强于NO；SO2与NaClO溶液的反应速率大于NO；2∶13。 21．硝酸生产的尾气中NO和等氮氧化物以及酸性废水中均须处理达标后再排放。 （1）硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为；；①吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到晶体，该晶体中的主要杂质是 (填化学式)；②吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。 （2）用NaClO溶液也能除去尾气中NO。其他条件相同，NO去除为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。      在酸性溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO的离子方程式为 ；NaClO溶液的初始pH越大，NO转化率越低。其原因是 。 （3）利用也能够还原氮氧化物()实现氮污染的治理。将硝酸尾气与的混合气体通入与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。    ①x=1时，参与的离子方程式为 。 ②若该过程中，每转移3.6mol电子消耗1mol氮氧化物()，则x为 。 【答案】（1） NO （2）3HClO + 2NO + H2O = 3Cl- + 2NO +5H+ 溶液pH越大，溶液中HClO的浓度越小，氧化NO的能力越弱 （3） 2.8 【解析】（1）①根据硝酸尾气与NaOH溶液反应方程式，可知吸收后的溶液所含溶质主要为NaNO2和NaNO3，因此吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体中含有主要杂质为NaNO3；②NO不与NaOH溶液反应，若NO物质的量比NO2多时，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物为NO； （2）在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO ，反应后溶液呈酸性，则反应的离子方程式为3HClO + 2NO + H2O = 3Cl- + 2NO +5H+。 因为HClO具有强氧化性，因此NaClO氧化NO的实质是HClO与NO发生氧化还原反应，pH越大，c(H+)减小，c(HClO)减小，氧化NO能力减弱，NO转化率降低； （3）①x=1时，氮的氧化物为NO，根据转化过程，Ce3+、NO在酸性条件下发生氧化还原反应，得到Ce4+、N2、H2O，根据得失电子数目守恒，以及原子守恒，反应离子方程式为4Ce3++4H++2NO=4Ce4++N2+2H2O；②令NOx转化成N2时，N的化合价变化y价，1molNOx能转化成0.5molN2，根据得失电子数目守恒有0.5mol×2×y=3.6，即y=3.6，NOx中O显-2价，N的化合价为+3.6价，化合价代数和为0，则x=1.8； 22．氮氧化物对环境和人类健康有重要影响，其排放会导致光化学烟雾和酸雨等环境问题，因此，控制和减少氮氧化物的排放是环境保护的重要措施之一。如右图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是 A．整个过程中作催化剂，参与反应历程 B．过程Ⅰ中发生的化学反应为 C．过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1 D．消除过程中，和的总物质的量不变 【答案】C 【分析】根据反应机理图可得过程Ⅰ的反应方程式为：；过程Ⅱ的反应方程式为：，由此可知作催化剂，据此分析回答问题； 【解析】A．根据分析，整个过程中先参加反应后又生成，故是催化剂，A正确；B．过程Ⅰ中的反应物为、NO，产物为、、，对应的化学反应为，B正确；C．过程Ⅱ的化学反应为，Ni元素化合价降低，是氧化剂，O元素化合价升高，是还原剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:1，C错误；D．消除过程中，总反应为NO分解为和，和的总物质的量不变，D正确；故答案为：C。 23．氮和氮的化合物与人类有密切关系。回答下列问题： （1）下列属于氮的固定的是___________(填序号)。 A．工业上由NH3合成HNO3 B．雷雨“发”庄稼 C．硝酸盐在细菌作用下生成氮气 D．豆类植物根瘤菌合成氨 （2）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示： NO2被吸收的离子方程式为 。 （3）NSR(NOx储存还原)工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如下图所示。 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原，写出NO、O2、BaO生成Ba(NO3)2的化学方程式 。 （4）CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下： 该反应中还原产物为 ，当生成1molCO2时，转移电子 mol。 【答案】（1）BD （2） （3） （4）N2 2 【解析】（1）固氮是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素；A．工业上由NH3合成HNO3，不符合固氮的定义；B．雷雨“发”庄稼指N2和O2放电条件下生成NO，符合固氮的定义；C．硝酸盐在细菌作用下生成氮气，是氮的化合态转化为游离态，不符合固氮的定义；D．豆类植物根瘤菌合成氨，是将氮气转化为氨，属于生物固氮，符合固氮的定义；故答案为：BD； （2）NO2被吸收的反应物为NO2、NH4HSO3，二氧化氮中氮元素为+4价，生成物有氮气，所以亚硫酸氢根离子中硫被氧化成硫酸根离子，反应为； （3）由图示可知BaO和NOx反应生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质为BaO；储存时，氧化钡、一氧化氮和氧气反应生成Ba(NO3)2的化学方程式是2BaO+4NO+3O2=2 Ba(NO3)2； （4）过程Ⅰ氮氧键断裂，过程Ⅱ生成的化学键有碳氧键、氮氮键，CO与NO在Rh催化剂下反应生成CO2和N2，反应方程式为：，氮元素化合价降低，NO被还原，还原产物是N2；碳元素从+2价升高至+4价，生成1molCO2时，转移电子2mol。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 硫循环和氮循环 第2课时 酸雨 人与自然的和谐共生 分层作业 1．下列气体中，与酸雨密切相关的是 A．N2 B．CO2 C．SO2 D．CO 2．酸雨是指因空气污染而造成的酸性降水，在历史上，人类社会曾出现过几次严重的酸雨事件。下列有关酸雨的说法错误的是 A．pH小于5.6的降雨通常称为酸雨 B．酸雨会损伤农作物、酸化土壤、腐蚀建筑 C．空气中CO2含量增多导致了酸雨形成 D．可通过燃煤脱硫、开发新能源等措施治理硫酸型酸雨 3．硫、氮的氧化物是主要的大气污染物，对大气的影响之一是导致酸雨，下列有关酸雨的说法不正确的是 A．二氧化硫、二氧化氮是形成酸雨的主要因素 B．在酸雨形成过程中没有发生氧化还原反应 C．煤和石油的燃烧、汽车尾气等是酸雨污染物的主要来源 D．酸雨的危害有破坏农作物，使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、桥梁的腐蚀等 4．图为酸雨形成的示意图。下列说法正确的是 A．空气中的溶于水也会形成酸雨 B．易溶于水，并在雨水中转化为 C．含的雨水在空气中放置其pH可能会降低 D．硝酸型酸雨会腐蚀石灰岩建筑，而硫酸型酸雨不能 5．硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法不正确的是 A．和均为有刺激性气味的有毒气体，是酸雨的主要成因 B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、CO和PM2.5 C．豆科植物直接吸收利用空气中的作为肥料，实现氮的固定 D．工业废气中的可采用生石灰法进行脱除 6．下列对NO、NO2的描述，不正确的是 A．NO2是红棕色气体，易溶于水，与水反应中NO2既是氧化剂又是还原剂 B．NO是无色气体，可以用排空气法收集 C．NO、NO2二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一 7．汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下发生反应： .下列说法正确的是 A．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 B．汽车尾气中含有的CO和NO都会导致酸雨的形成 C．该反应中氧化剂是CO D．使用催化转化装置可减少汽车尾气对大气的污染 8．合理使用含氮化合物，科学处理大气和水圈中的氮元素，保障地球生态安全，是化学学科的重要研究内容和责任。下列化学反应表示正确的是 A．用水吸收二氧化氮制硝酸：2NO2＋H2O=HNO3＋NO B．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气：NO＋NO2＋H2O=2＋2H+ C．雷雨天气空气中的氮气和氧气反应：N2＋2O22NO2 D．氨气的催化氧化 9．消除氮氧化物有如下3种方法： ①； ② ③ 下列说法不正确的是 A．氮氧化物会造成酸雨等污染 B．①中利用氢氧化钠的碱性消除氮氧化物，也可以用氨水代替 C．②③使用催化剂，能加快消除氮氧化物的速率 D．若某工厂排出的废气中二氧化氮的含量为(体积分数)，用方法③处理(标准状况下)这种废气，约需氨气 10．某实验小组采集硫酸型酸雨样品,随着时间的推移,多次测定该样品的pH,得到了表中数据: 时间/h 0 8 16 24 32 40 48 pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0 （1）酸雨样品放置时pH变化的主要原因是(用化学方程式表示)　　　　。  （2）如果将刚取样的上述酸雨和自来水(用Cl2杀菌消毒)混合,pH将　　　　　 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示)　　　　　。  （3）你认为减少酸雨产生可采取的措施是　　　　　　　　。  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石灰 ⑤开发新能源 A.①②③　　　　　　 B.②③④⑤ C.①③⑤　　　 D.①③④⑤ 11．科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示。 回答下列问题: （1）从物质分类的角度看,图中的物质属于酸性氧化物的有　　　　　　　　(写化学式)。  （2）图中物质溶于水溶液呈碱性的是　　　。  （3）写出SO2转化为SO3的化学方程式:　　　　　　　　。  （4）工业上利用氨气制备一氧化氮,反应的化学方程式为　　　　　　　。  （5）氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　。  12．阅读下列材料并回答问题。 （1）常见的大气污染分为一次污染和二次污染。二次污染指的是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应生成新的污染物，如，二氧化氮就是二次污染物。 ①无色的气体遇到空气，可观察到的现象是 。 ②在、、、四种物质中，不会导致二次污染的是 。 （2）汽车尾气(含一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等)是城市空气的污染源之一，治理方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”。 ①汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。 ②汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物在“催化转化器”的作用下发生反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体。该无毒气体为 (填化学式)。 ③请提出有利于控制城市空气污染源的具体措施： 。 （3）氨气亦可用来处理氮氧化物。例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：。 ①实验室常用湿润的 (填“红色”或“蓝色”)石蕊试纸来检验氨气。 ②上述反应中每生成7，共有 mol电子发生转移。 ③写出用处理时发生反应的化学方程式： 。 13．北京时间2022年1月15日,南太平洋岛国汤加境内发生了“21世纪至今最剧烈的火山喷发”,对该国造成了严重的破坏。火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,部分过程如图所示。下列说法错误的是 A.SO2、SO3均是酸性氧化物 B.火山喷发易诱发酸雨 C.以上硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应 D.火山口可能发生的反应有2H2S+SO2===3S+2H2O 14．用硫酸亚铁溶液除去烟气中的，主要物质的转化如图，下列说法不正确的是 A．最终转化为 B．过程I中，作氧化剂 C．过程II中，发生反应： D．硫酸亚铁溶液吸收后，所得的溶液呈碱性 15．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示： 注：表示光照；是羟基自由基，有强氧化性。 下列有关说法错误的是 A．所涉及的变化均为氧化还原反应 B．上述气相氧化形成酸雨的必要条件是光照 C．的生成加快了形成酸雨的速率 D．难以直接被氧化 16．将氮氧化物直接排入空气中会污染空气，可用酸性溶液吸收，反应原理为，下列说法正确的是 A．每吸收，反应中转移电子 B．氧化性：酸性溶液<稀硝酸 C．可使酸性溶液褪色，体现了的漂白性 D．汽车发动机燃料燃烧产生的易溶于水 17．低温等离子体(NTP)技术可有效脱除烟气中的NO，其原理是在高压放电条件下，O2产生自由基(O·)，自由基将NO氧化为NO2，再用Na2CO3溶液吸收，实验装置如下图所示。下列说法不正确的是 A．氮元素既有被氧化的过程又有被还原的过程 B．高压电源的功率越大，NO的脱除效果一定越好 C．尾气吸收采用气、液逆流的方式可提高NO2脱除率 D．单位时间内生成的自由基(O·)越多，越有利于NO的转化 18．氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下： ①NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O ②2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O （1）在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为 。 （2）在反应②中，氧化产物是 ，还原产物是 (填化学式)。 （3）在反应①②中，参加反应的NaOH均为2mol时，两个反应转移电子数的关系是① ②(填“”、“”或“”) （4）自来水中的NO危害人类健康。为了降低自来水中NO的浓度，某研究人员提出两种方案。 ①方案a：微碱性条件下，用Fe(OH)2还原NO，产物之一是NH3。生成3.4gNH3的同时会生成 mol Fe(OH)3。 ②方案b：碱性条件下，用Al粉还原NO，产物之一是N2。发生的反应如下所示，配平离子方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目： 。 Al+ NO+OH-—AlO+N2↑+H2O 19．“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)吸收烟气中的，得到亚硫酸钠粗品。其流程如下。 （1）为加快工业废碱渣中的溶解，可采取的措施是 (写出一种即可)。 （2）过程①进行的操作是 。 （3）上述流程中；通入“含的烟气”，发生反应的化学方程式为 。 （4）上述流程中，加入NaOH后，发生反应的离子方程式为 。 （5）设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解， ，出现白色沉淀，则证明含有。 （6）可用于处理酸性废水中的(转化为)，发生反应的离子方程式为 。 （7）某化工厂用如图所示工艺流程吸收烟气中的。在标准状况下，当除去时，消耗的物质的量为 mol。 20．为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx，研究者提出若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。 （1）下列物质中，能吸收SO2的有 (填序号)。 a．氨水      b．酸性KMnO4溶液     c．BaCl2溶液     d．Na2CO3溶液 （2）向燃煤中加入适量石灰石，高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是 。 （3）选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下，选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是 。 （4）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2、NO转化为SO、NO，均为放热反应。 ①NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是 。 ②一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如下图，SO2的脱除率高于NO，可能的原因是 (写出1种即可)。 ③烟气中SO2和NO的体积比为4∶1，50℃时的脱除率见上图，则此吸收液中烟气转化生成的NO和Cl−的物质的量之比为 。 21．硝酸生产的尾气中NO和等氮氧化物以及酸性废水中均须处理达标后再排放。 （1）硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为；；①吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到晶体，该晶体中的主要杂质是 (填化学式)；②吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。 （2）用NaClO溶液也能除去尾气中NO。其他条件相同，NO去除为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。      在酸性溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO的离子方程式为 ；NaClO溶液的初始pH越大，NO转化率越低。其原因是 。 （3）利用也能够还原氮氧化物()实现氮污染的治理。将硝酸尾气与的混合气体通入与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。    ①x=1时，参与的离子方程式为 。 ②若该过程中，每转移3.6mol电子消耗1mol氮氧化物()，则x为 。 22．氮氧化物对环境和人类健康有重要影响，其排放会导致光化学烟雾和酸雨等环境问题，因此，控制和减少氮氧化物的排放是环境保护的重要措施之一。如右图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是 A．整个过程中作催化剂，参与反应历程 B．过程Ⅰ中发生的化学反应为 C．过程Ⅱ中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1 D．消除过程中，和的总物质的量不变 23．氮和氮的化合物与人类有密切关系。回答下列问题： （1）下列属于氮的固定的是___________(填序号)。 A．工业上由NH3合成HNO3 B．雷雨“发”庄稼 C．硝酸盐在细菌作用下生成氮气 D．豆类植物根瘤菌合成氨 （2）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示： NO2被吸收的离子方程式为 。 （3）NSR(NOx储存还原)工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如下图所示。 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原，写出NO、O2、BaO生成Ba(NO3)2的化学方程式 。 （4）CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下： 该反应中还原产物为 ，当生成1molCO2时，转移电子 mol。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $