第三单元 防治二氧化硫对环境的污染（专项训练）化学苏教版2019必修第一册

第三单元 防治二氧化硫对环境的污染 题型01 自然界中的硫循环 题型02 酸雨及其处理 题型03 消除SO2对环境污染的方法 题型04 空气质量评价 题型01 自然界中的硫循环 【典例1】如图是硫在自然界的循环，相关说法不正确的是(　　) A．大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤 B．煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气 C．化石燃料中的硫来自于形成化石燃料的生物体 D．煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是雾霾的成因之一 【变式1-1】如图有关硫元素循环的说法不合理的是( ) A．煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2 B．动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气 C．循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应 D．大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降到土壤里 【变式1-2】下图为火山喷发时硫元素的转化示意图，其中甲、乙在常温下均为气体，丙为液体，丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是(　　) A．甲只具有还原性 B．乙、丙均为酸性氧化物 C．乙既有氧化性，又有还原性 D．丁为黄色或淡黄色固体 【变式1-3】硫是生命代谢与发育必不可少的元素，在微生物作用下硫循环的一种途径如图所示，下列说法错误的是    A．自然界中存在游离态的硫 B．过程①②③④均属于氧化还原反应 C．S在足量的氧气中燃烧可以一步转化为SO3 D．人类对化石燃料的过度开采及使用会对硫循环造成巨大影响 题型02 酸雨及其处理 1．SO2的产生 含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼和硫酸生产过程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。 2．酸雨的形成： 硫酸型酸雨形成的主要反应： 3．酸雨的治理 ①治理关键：减少二氧化硫的排放。 ②治理方法： 一种途径是开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)，减少化石燃料的使用。 另一种途径是对含硫燃料预先进行脱硫处理，减少二氧化硫的排放，并对生产中产生的二氧化硫废气进行处理或回收利用。 【典例2】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。 (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______________。 【变式2-1】下列有关酸雨的说法正确的是( ) A．凡是呈酸性的雨水都称为酸雨 B．酸雨的形成只与SO2的排放有关 C．煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成 D．为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料 【变式2-2】能减缓酸雨产生的有效措施是( ) ①少用煤炭作燃料 ②把工厂的烟囱建高 ③化石燃料脱硫 ④在已经酸化的土壤中加石灰 ⑤利用新能源 A．①②③⑤ B．①③⑤ C．②③④ D．③④⑤ 【变式2-3】某雨水样品刚采集时测得pH为4.8，放在烧杯中经2小时后，再次测得pH为4.0。以下叙述正确的是( ) A．该雨水样品不属于酸雨 B．该雨水样品酸性没有变化 C．该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2 D．该雨水样品pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4 题型03 消除SO2对环境污染的方法 方法一：石灰石——石膏法 为防治酸雨，工业上常用石灰石粉末和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、石灰石、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 方法二：氨脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化) 方法三：钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。 方法四：双碱脱硫法 先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH溶液可循环使用，化学反应原理为 ①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O,2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。 ②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4＋2NaOH。 【典例3】烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。 (1)利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示： 某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示： ①SO2浓度4.1 g·m－3 烟气流速55 mL·min－1 ②SO2浓度4.1 g·m－3 烟气流速96 mL·min－1 ③SO2浓度6.0 g·m－3 烟气流速96 mL·min－1 ①根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，下列措施正确的是________(填字母)。 A．降低通入含硫烟气的温度 B．减小通入含硫烟气的流速 C．减少天然海水的进入量 D．在天然海水中加入生石灰 ②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式：__________________。 ③该小组采用如下图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数(假设实验在标准状况下进行)。 上述装置连接的顺序是原料气→__________________(填a、b、c、d、e)。下列试剂中(浓度、体积一定)，可以用来代替试管中的碘淀粉溶液的是________(填字母)。 A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液 C．溴水 D．氨水 (2)石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。写出该反应的化学方程式：________________________。某电厂用煤300 t(煤中含硫质量分数为2.5%)，若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏________t。 【变式3-1】双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) 　 A．过程Ⅰ中，生成物只有Na2SO3 B．过程Ⅱ中，硫元素的化合价发生改变 C．脱除SO2的过程中，NaOH可以循环利用 D．脱除SO2的目的是防止污染空气 【变式3-2】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形成酸雨的气体的排放 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，说明该气体中含有SO2 【变式3-3】酸雨是全球三大环境危害之一，根据其所带的酸性物质不同，酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。 (1)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示) 、 。 (2)有学者提出利用、等离子的催化作用，常温下将氧化成而实现的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案，在实验室条件下测定转化器中氧化成的转化率。 ①测定模拟烟气中的体积分数：该小组采用下图装置进行测定，X溶液可以是 (选填字母)。 a．氯化钡溶液　　　b．酸性高锰酸钾溶液　　　c．氢氧化钠溶液 ②测定转化器中氧化成的转化率：若上述实验是在标准状况下进行的，已知气体流速，还需测定的数据有 、 。 (3)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的基本流程图，请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。 ① 、 ②废气脱硫以后含量明显增加的气体是 ，它对环境的负面影响是 。 ③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是 。 题型04 空气质量评价 1．空气质量指数(AQI) (1)概念：根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物，首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。 (2)意义：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。 2．雾霾及其防治 (1)概念：大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中，这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴，使空气水平能见度小于10 km，这种空气混浊现象叫作雾霾。 (2)分类：根据颗粒物直径的大小可以将其分为细颗粒物(PM2.5，直径小于2.5 μm)、可吸入颗粒物(PM10，直径小于10 μm)等。 (3)成因及防治 成因：悬浮在空气中的颗粒物的组成为有机颗粒物、硫酸盐、铵盐等，其中硫酸盐与空气中的二氧化硫有关。 防治：从源头抓起，企业必须转变能源结构，坚持绿色发展，控制二氧化硫等有害气体的排放；政府要提高污染排放标准，社会各界要大力监督。 【典例4】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： 离子 K＋ Na＋ NH＋4 SO2－4 NO－3 Cl－ 浓度/ mol·L－1 4× 10－6 6× 10－6 2× 10－5 4× 10－5 3× 10－5 2× 10－5 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。 ClO＋____NO＋____===______Cl－＋____NO＋____ 【变式4-1】下列物质不属于“城市空气质量日报”内容的是( ) A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．氮氧化物 D．悬浮颗粒 【变式4-2】某市和该市内某住宅小区(该小区无工厂和矿山)的“空气质量年报”如下表所示： 由上表数据看出，造成该小区空气污染的主要原因是( ) A．该住宅小区可能使用煤作为主要燃料 B．该住宅小区使用天然气作为主要燃料 C．该住宅小区汽车的人均拥有量比本市其他小区多 D．该住宅小区使用氢气作为主要燃料 【变式4-3】研究表明，燃料燃烧产生的氮氧化物、二氧化硫等气体物也与雾霾的形成有关(如下图所示)。下列措施不利于减少雾霾形成的是( ) A．减少煤炭供热 B．增加植被面积 C．推广燃料电池 D．露天焚烧秸秆 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 防治二氧化硫对环境的污染 题型01 自然界中的硫循环 题型02 酸雨及其处理 题型03 消除SO2对环境污染的方法 题型04 空气质量评价 题型01 自然界中的硫循环 【典例1】如图是硫在自然界的循环，相关说法不正确的是(　　) A．大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤 B．煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气 C．化石燃料中的硫来自于形成化石燃料的生物体 D．煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是雾霾的成因之一 【答案】B 【解析】煤和石油中的硫燃烧生成二氧化硫，不能直接生成三氧化硫，二氧化硫需要催化剂加热反应生成三氧化硫。 【变式1-1】如图有关硫元素循环的说法不合理的是( ) A．煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2 B．动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气 C．循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应 D．大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降到土壤里 【答案】D 【解析】D项，大气中的硫元素会部分转化成H2SO4随雨水降到土壤里，故错误。 【变式1-2】下图为火山喷发时硫元素的转化示意图，其中甲、乙在常温下均为气体，丙为液体，丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是(　　) A．甲只具有还原性 B．乙、丙均为酸性氧化物 C．乙既有氧化性，又有还原性 D．丁为黄色或淡黄色固体 【答案】A 【解析】甲、乙、丙、丁分别为H2S、SO2、SO3、S。H2S中－2价的S只有还原性，但其中的H为＋1价，具有氧化性，如H2S与活泼金属反应可表现出氧化性(即酸性)，A项错误；SO2与SO3均能与碱和碱性氧化物反应生成盐，均为酸性氧化物，B项正确；SO2中的S为＋4价，处于S的中间价态，C项正确；单质S为黄色或淡黄色固体，D项正确。 【变式1-3】硫是生命代谢与发育必不可少的元素，在微生物作用下硫循环的一种途径如图所示，下列说法错误的是    A．自然界中存在游离态的硫 B．过程①②③④均属于氧化还原反应 C．S在足量的氧气中燃烧可以一步转化为SO3 D．人类对化石燃料的过度开采及使用会对硫循环造成巨大影响 【答案】C 【解析】A．自然界中存在游离态的硫，如火山口附近就有单质硫，选项A正确； B．过程①S元素由+2价变为+4价，②S元素由+4价变为+6价，③S元素由-2价变为+4价， ④S元素由-2价变为0价，化合价均发生变化，均属于氧化还原反应，选项B正确； C．S在足量的氧气中燃烧也只能转化为SO2，不可能一步转化为SO3，选项C错误； D．人类对化石燃料的过度开采及使用，致使大气中产生较多的二氧化硫，会对硫循环造成巨大影响，选项D正确； 题型02 酸雨及其处理 1．SO2的产生 含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼和硫酸生产过程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。 2．酸雨的形成： 硫酸型酸雨形成的主要反应： 3．酸雨的治理 ①治理关键：减少二氧化硫的排放。 ②治理方法： 一种途径是开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)，减少化石燃料的使用。 另一种途径是对含硫燃料预先进行脱硫处理，减少二氧化硫的排放，并对生产中产生的二氧化硫废气进行处理或回收利用。 【典例2】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。 (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______________。 【答案】(1)2SO2＋O2 2SO3， SO3＋H2O===H2SO4 (2)ABD (3)脱硫处理　碱液吸收 【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、NOx的排放量。 【变式2-1】下列有关酸雨的说法正确的是( ) A．凡是呈酸性的雨水都称为酸雨 B．酸雨的形成只与SO2的排放有关 C．煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成 D．为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料 【答案】C 【解析】A项，正常雨水中由于溶解了二氧化碳，也呈酸性，但其pH≥5.6，不是酸雨，pH<5.6的降水才称为酸雨，错误；B项，酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨，硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放有关，错误；C项，利用石灰石等物质，使燃煤中的含硫物质最终转化为硫酸钙，从而达到脱硫的目的，减少SO2的排放，在一定程度上可防止酸雨的形成，正确；D项，化石燃料是现代社会的主要能源，不可能一点都不使用，应推广使用脱硫技术，大力开发清洁环保的新能源，减少酸雨的形成，错误。 【变式2-2】能减缓酸雨产生的有效措施是( ) ①少用煤炭作燃料 ②把工厂的烟囱建高 ③化石燃料脱硫 ④在已经酸化的土壤中加石灰 ⑤利用新能源 A．①②③⑤ B．①③⑤ C．②③④ D．③④⑤ 【答案】B 【解析】①少用煤作燃料可以减少SO2的产生，可以减缓酸雨产生；②把工厂烟囱建高，不能减少SO2、氮氧化物的产生，即不能减缓酸雨产生；③燃煤脱硫后可以减少SO2的产生，可以减缓酸雨产生；④在已经酸化的土壤中加石灰，可以改良土壤，但不能减缓酸雨产生；⑤开发太阳能、风能等新能源可以减少化石燃料的使用，从而可以减缓酸雨产生。 【变式2-3】某雨水样品刚采集时测得pH为4.8，放在烧杯中经2小时后，再次测得pH为4.0。以下叙述正确的是( ) A．该雨水样品不属于酸雨 B．该雨水样品酸性没有变化 C．该雨水样品pH降低的原因可能是继续吸收空气中的CO2 D．该雨水样品pH降低的原因可能是H2SO3逐渐被氧气氧化成H2SO4 【答案】D 【解析】题中雨水的pH为4.8，小于5.6，属于酸雨，A项错误；溶液的pH越小，酸性越强，故某雨水样品刚采集时测得pH为4.8，放在烧杯中经2小时后，再次测得pH为4.0，雨水样品酸性逐渐增强，B项错误；可能是雨水样品中的H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化为H2SO4，导致雨水的酸性增强，而不是继续吸收空气中的CO2导致的，C项错误，D项正确。 题型03 消除SO2对环境污染的方法 方法一：石灰石——石膏法 为防治酸雨，工业上常用石灰石粉末和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、石灰石、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SO2CaSO3,2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 方法二：氨脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化) 方法三：钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。 方法四：双碱脱硫法 先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH溶液可循环使用，化学反应原理为 ①吸收反应：2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O,2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。 ②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4＋2NaOH。 【典例3】烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。 (1)利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示： 某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示： ①SO2浓度4.1 g·m－3 烟气流速55 mL·min－1 ②SO2浓度4.1 g·m－3 烟气流速96 mL·min－1 ③SO2浓度6.0 g·m－3 烟气流速96 mL·min－1 ①根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，下列措施正确的是________(填字母)。 A．降低通入含硫烟气的温度 B．减小通入含硫烟气的流速 C．减少天然海水的进入量 D．在天然海水中加入生石灰 ②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式：__________________。 ③该小组采用如下图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数(假设实验在标准状况下进行)。 上述装置连接的顺序是原料气→__________________(填a、b、c、d、e)。下列试剂中(浓度、体积一定)，可以用来代替试管中的碘淀粉溶液的是________(填字母)。 A．酸性KMnO4溶液 B．NaOH溶液 C．溴水 D．氨水 (2)石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。写出该反应的化学方程式：________________________。某电厂用煤300 t(煤中含硫质量分数为2.5%)，若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏________t。 【答案】(1)①ABD ②2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO4 (2－) ③c→d→b→a→e AC (2)2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)＋2CO2 38.7 【解析】(1)①A选项，由图像可知，随着温度的升高，SO2的吸收率下降，故正确。B选项，比较图中曲线①②可知，烟气流速减小，则SO2的吸收率提高，故正确。C选项，减少天然海水的进入量，则二氧化硫的吸收率减小，错误。D选项，向海水中加入生石灰，使海水碱性增强，则SO2吸收率提高，正确。②使用空气将亚硫酸氧化，离子方程式为2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO4 (2－)。③原料气先通过一定浓度和一定体积的碘淀粉溶液，SO2与I2反应，当I2恰好完全反应时，溶液由蓝色变成无色，此时再通过量气方式读出量筒中水的体积，即为烟气中其他气体的体积，可以进行计算得出烟气中SO2的体积分数，故装置的连接顺序是原料气→c→d→b→a→e。若用其他试剂代替碘淀粉溶液，则该试剂能与SO2反应，且恰好完全反应时有明显的颜色变化，酸性高锰酸钾溶液和溴水都可以。(2)根据题意，反应的化学方程式为2CaCO3＋2SO2＋O2＋4H2O===2(CaSO4·2H2O)＋2CO2。300 t煤中硫的物质的量为32 g·mol－1 (300 t×106 g·t－1×2.5%)＝234 375 mol，则由SO2～CaSO4·2H2O得，可生产石膏的质量为234 375 mol×172 g·mol－1×96%＝3.87×107 g＝38.7 t。 【变式3-1】双碱法脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法不正确的是(　　) 　 A．过程Ⅰ中，生成物只有Na2SO3 B．过程Ⅱ中，硫元素的化合价发生改变 C．脱除SO2的过程中，NaOH可以循环利用 D．脱除SO2的目的是防止污染空气 【答案】A 【解析】过程Ⅰ中，生成物有Na2SO3和H2O。 【变式3-2】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形成酸雨的气体的排放 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，说明该气体中含有SO2 【答案】D 【解析】二氧化硫是形成酸雨的重要物质，经过该装置处理后能减少SO2的排放，A项正确；碳酸钙受热生成氧化钙和二氧化碳的反应属于分解反应，二氧化硫与氧化钙反应生成CaSO3是化合反应，B项正确；整个过程中，二氧化硫与碳酸钙和氧气反应生成了硫酸钙和二氧化碳，化学方程式可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2，C项正确；能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是二氧化硫，也有可能是CO2，D项错误。 【变式3-3】酸雨是全球三大环境危害之一，根据其所带的酸性物质不同，酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。 (1)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示) 、 。 (2)有学者提出利用、等离子的催化作用，常温下将氧化成而实现的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案，在实验室条件下测定转化器中氧化成的转化率。 ①测定模拟烟气中的体积分数：该小组采用下图装置进行测定，X溶液可以是 (选填字母)。 a．氯化钡溶液　　　b．酸性高锰酸钾溶液　　　c．氢氧化钠溶液 ②测定转化器中氧化成的转化率：若上述实验是在标准状况下进行的，已知气体流速，还需测定的数据有 、 。 (3)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的基本流程图，请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。 ① 、 ②废气脱硫以后含量明显增加的气体是 ，它对环境的负面影响是 。 ③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是 。 【答案】(1) 、 2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O=H2SO4 (2) b 实验时间 加入盐酸酸化的溶液后生成沉淀的质量 (3) CaCO3＋SO2=CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2=2CaSO4 2CaSO3＋O2＋4H2O=2CaSO4·2H2O 二氧化碳或CO2 使“温室效应”加剧，导致全球气候变暖 将气体通入品红溶液中，观察溶液是否褪色，若溶液褪色，说明废气中还含有SO2；若溶液不褪色，说明废气中不含SO2 【解析】（1）硫酸型酸雨的形成过程为二氧化硫与雨水反应生成亚硫酸是雨水pH小于5.6，亚硫酸与空气中的氧气反应生成硫酸使雨水pH减小，相关的化学方程式为、； （2）①a．亚硫酸的酸性弱于盐酸，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，则用氯化钡溶液不能测定废气中二氧化硫的含量，故错误； b．二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应会使溶液褪色，则用酸性高锰酸钾溶液能测定废气中二氧化硫的含量，故正确； c．氢氧化钠溶液与二氧化硫反应生成亚氯酸钠和水，反应中没有明显的实验现象，则用氢氧化钠溶液不能测定废气中二氧化硫的含量，故错误； 故选b； ②由题意可知，该实验的方案为测量标准状况下一定时间内X溶液吸收一定流速废气中的二氧化硫与盐酸酸化的氯化钡生成沉淀的质量测定转化器中二氧化硫氧化成硫酸根离子的转化率，则需测定的数据的气体流速、实验时间、沉淀的质量，故答案为：实验时间；加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量。 （3）①脱硫过程中发生的反应有：CaCO3和SO2在高温下反应生成CaSO3和CO2，CaSO3被O2氧化生成CaSO4，CaSO4和H2O反应生成CaSO4•2H2O，发生的反应有CaCO3＋SO2=CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2=2CaSO4，2CaSO3＋O2＋4H2O=2CaSO4·2H2O； ②废气脱硫以后含量明显增加的气体是CO2，过多排放CO2会引起温室效应，导致全球气候变暖； ③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是：将气体通入品红溶液中，观察溶液是否褪色，若溶液褪色，说明废气中还含有SO2；若溶液不褪色，说明废气中不含SO2。 题型04 空气质量评价 1．空气质量指数(AQI) (1)概念：根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物，首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。 (2)意义：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。 2．雾霾及其防治 (1)概念：大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中，这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴，使空气水平能见度小于10 km，这种空气混浊现象叫作雾霾。 (2)分类：根据颗粒物直径的大小可以将其分为细颗粒物(PM2.5，直径小于2.5 μm)、可吸入颗粒物(PM10，直径小于10 μm)等。 (3)成因及防治 成因：悬浮在空气中的颗粒物的组成为有机颗粒物、硫酸盐、铵盐等，其中硫酸盐与空气中的二氧化硫有关。 防治：从源头抓起，企业必须转变能源结构，坚持绿色发展，控制二氧化硫等有害气体的排放；政府要提高污染排放标准，社会各界要大力监督。 【典例4】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： 离子 K＋ Na＋ NH＋4 SO2－4 NO－3 Cl－ 浓度/ mol·L－1 4× 10－6 6× 10－6 2× 10－5 4× 10－5 3× 10－5 2× 10－5 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。 ClO＋____NO＋____===______Cl－＋____NO＋____ 【答案】(1)不属于 (2)酸 10－4 (3)3 4 4OH－ 3 4 2H2O 【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(NH)＝2c(SO)＋c(NO)＋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3ClO＋4NO＋4OH－===3Cl－＋4NO＋2H2O。 【变式4-1】下列物质不属于“城市空气质量日报”内容的是( ) A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．氮氧化物 D．悬浮颗粒 【答案】A 【解析】二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒均可引起空气污染，故不属于“城市空气质量日报”报道的物质是二氧化碳。 【变式4-2】某市和该市内某住宅小区(该小区无工厂和矿山)的“空气质量年报”如下表所示： 由上表数据看出，造成该小区空气污染的主要原因是( ) A．该住宅小区可能使用煤作为主要燃料 B．该住宅小区使用天然气作为主要燃料 C．该住宅小区汽车的人均拥有量比本市其他小区多 D．该住宅小区使用氢气作为主要燃料 【答案】A 【解析】从表中所列数据可知，该住宅小区含有大量的SO2、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物等污染物，可能是大量燃煤造成的。 【变式4-3】研究表明，燃料燃烧产生的氮氧化物、二氧化硫等气体物也与雾霾的形成有关(如下图所示)。下列措施不利于减少雾霾形成的是( ) A．减少煤炭供热 B．增加植被面积 C．推广燃料电池 D．露天焚烧秸秆 【答案】D 【解析】A项，减少煤炭供热，减少了粉尘、SO2、氮氧化物等污染物的排放，有利于减少雾霾的形成； B项，植被能吸收粉尘，增加植被面积，有利于减少雾霾的形成； C项，推广燃料电池，提高了能源的利用率，有利于减少雾霾的形成；D项，露天焚烧秸秆产生大量的粉尘，是造成雾霾产生的主要原因之一，不利于减少雾霾的形成。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $