内容正文:
第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
一、单选题
1.下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是( )
A. 乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 B. 甲烷与氯气制备一氯甲烷
C. 以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 D. 用SiO2制备高纯硅
2.下列说法正确的是( )
A. 碳酸氢钠按功能分类属于营养强化剂
B. 非处方药的包装上印有“OTC”标识
C. 石油的分馏和干馏过程中均发生了化学变化
D. 反应原子利用率100%
3.环境保护是一项关乎国计民生的事业。下列叙述不正确的是( )
A. 酸雨是指的雨水 B. 将转化为淀粉,有助于尽早实现碳中和
C. 绿色化学的核心思想是从源头减少或消除环境污染 D. 环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染
4.按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转变成所需产物,原子利用率为100%。以下反应中符合绿色化学原则的是( )
A. 甲苯与氯气制备氯甲苯
B. 苯酚与甲醛制备酚醛树脂
C. 环己醇与浓硫酸制备环己烯
D. 乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷()
5.打赢蓝天保卫战,提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是( )
A. PM2.5 B. SO2 C. CO2 D. CO
6.践行绿色发展理念,保护生态环境。下列做法值得提倡的是( )
A. 选用一次性筷子、纸杯和塑料袋 B. 将生活污水任意排入河流
C. 夏季炎热,多开空调降温 D. 回收利用快递包装纸盒
7.“保护环境”是我国的基本国策。下列做法不应该提倡的是( )
A. 采取低碳、节俭的生活方式 B. 按照规定对生活废弃物进行分类放置
C. 深入农村和社区宣传环保知识 D. 经常使用一次性筷子、纸杯、塑料袋等
8.下列化学工艺属于最理想的绿色化学工艺的是( )
①氯乙烯在一定条件下制聚氯乙烯塑料 ②铜在空气中灼烧生成氧化铜,氧化铜溶于稀硫酸制硫酸铜 ③乙烯与溴反应制1,2-二溴乙烷 ④乙烷在光照条件下与氯气反应制1,2-二氯乙烷 ⑤工业煅烧石灰石制CaO ⑥工业利用氢气在氯气中燃烧制盐酸
A. ①②④ B. ②③⑤ C. ①④⑥ D. ①③⑥
9.以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成化工产品三聚氰酸的反应:
3NH3+3CO2+3H2O
下列说法中正确的是( )
A. 该工业生产过程中,原子利用率为100% B. 该化学反应属于中和反应
C. 该方法运用于实际生产中吸收CO2,可减少CO2对环境的污染 D. 该方法可以缓解温室效应
10.废气的污染成为世界各国关注的焦点,科技团队研究发现利用工业尾气中硫化物与氮氧化物,可以制取Na2S2O3和NH4NO3(Ce 为铈元素),有关该流程如图:
下列说法错误的是( )
A. 装置Ⅰ中发生了离子反应:SO2+OH﹣=
B. 装置Ⅱ NO参与的反应中,若生成2 mol H+则消耗18 g水
C. 装置Ⅱ中若消耗2 mol Ce4+,同时生成2 mol
D. 装置Ⅳ获得粗产品NH4NO3的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
11.科研人员研究发现:(甲醛)与在羟基磷灰石()表面氧化生成、,其反应历程如图(图中只画出了的部分结构)。下列说法错误的是( )
A. 用能高效去除甲醛,符合绿色化学理念 B. 若反应中用,产物和均含
C. 做催化剂,能提高与的反应速率 D. 在反应中,键和键均发生断裂
12.我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A. 催化剂参与了化学反应 B. ①→②的过程要释放能量
C. 反应过程中只存在极性键的断裂和形成 D. 生成的总反应原子利用率为100%
13.利用烟气中SO2可回收废水中的I﹣,实现碘单质的再生,其反应原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 1 mol SO2中含有电子的数目为24×6.02×1023 B. NH3溶于水能导电,NH3属于电解质
C. 反应①~⑤中均属于氧化还原反应 D. 总反应离子方程式为:SO2+O2+2I﹣I2+
14.工业上可用克劳斯工艺处理含H2S的尾气获得硫黄,工艺流程如图。已知反应炉中部分H2S发生反应:2H2S+3O22SO2+2H2O。下列说法错误的是( )
A. 可用品红溶液检验排放的气体中是否含有二氧化硫
B. 每回收32 g单质硫,理论上消耗氧气的体积为33.6 L(标准状况)
C. 催化转化器中发生的反应为SO2+2H2S3S+2H2O
D. 为提高H2S转化为S的比例,理论上应控制反应炉中H2S的转化率约为33.3%
15.我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用如下示意图表示,下列说法不正确的是( )
A. ①→②过程属于放热反应
B. 由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%
C. 反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成
D. X的空间结构为正四面体,Y的结构式为O﹣C﹣O、M为乙醇(C2H5OH)
16.化学与环境保护密切相关,下列说法错误的是( )
A. PM2.5是指大气中直径大于或等于2.5微米的颗粒物,也被称为可入肺颗粒物,对人体危害大是因为它可以直接进入肺泡
B. 雾霾是汽车排放尾气、工厂排放废气、燃放烟花爆竹、烹饪等原因造成的
C. 和反应生成可降解聚合物,该反应符合绿色化学的原则
D. 对煤进行气化、液化、脱硫等处理,不仅可以提高其利用率,还可以减轻环境污染
17.水体中氨氮含量超标会造成水体富营养化,用次氯酸钙除去氨氮的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. ①③属于复分解反应,②属于氧化还原反应
B. 、两种物质可循环使用
C. 每生成,转移电子
D. 除去氨氮的总反应方程式为:
18.是引起酸雨的因素之一,工业上通过NaClO碱性溶液(含NaOH)吸收来控制和治理。在45℃时,将含有的烟气和NaClO碱性溶液按图示方式通入反应釜;常加作催化剂,催化过程如图1所示。下列说法不正确的是( )
A. 催化过程1的化学方程式:
B. 催化过程2的离子方程式:
C. 反应釜中的总反应:
D. 用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫效果更好,可生成难溶CaSO4有利于反应进行
19.霾形成的主要原因是新颗粒不断形成并增长到稳定的尺寸(PM2.5),最新研究发现硝酸铵颗粒在很多城市冬季霾的形成中起到了重要作用,当温度低于5℃时大气中硝酸铵颗粒的含量会迅速升高。大气中与硝酸铵有关的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 图中只有过程Ⅰ是氧化还原反应 B. 过程Ⅲ属于氮的固定
C. 硫酸铵与硝酸不会发生化学反应 D. 过程Ⅴ生成物总能量高于反应物总能量
20.有关下图环境问题的说法中错误的是( )
A. 雾霾是许多细小液体和固体微粒分散到空气中形成的一种气溶胶
B. 汽车的排气管上装有“催化转化器”,使有毒的和反应生成和
C. 在煤中添加适量的生石灰可减少燃烧过程中含硫化合物的排放,从而减少污染
D. 煤、石油等化石燃料燃烧过程中排放的废气是形成酸雨的主要原因,酸雨指的是小于7的雨水
二、填空题
21.下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中 SO₂反应的化学方程式为____________________。
(2)用方法Ⅰ脱硫时,能提高 SO₂去除率的措施有____________________。
A.增大氨水浓度
B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触
D.通入空气使转化为
(3)采用方法Ⅰ脱硫,并不需要预先除去燃煤烟气中大量的 CO₂,原因是__________________(用离子方程式表示 )。
(4)方法Ⅱ中 CO 还原 SO₂反应的化学方程式为____________________。
(5)对方法Ⅲ吸收 SO₂后的溶液加热可使吸收液再生,其反应的化学方程式为 _________________________________________________________。
22.俄乌战争期间,“北溪”管道被炸,除对全球能源安全造成重大负面影响之外,产生大量天然气泄漏,也会对环境产生重大的影响。回答下列问题:
(1)天然气的主要成分是_________ (写分子式)。
(2)大量天然气泄漏,也会对环境产生哪些影响?请举一例说明:_________。
(3)我国“煤改气”工程的实施(即减少煤炭的使用,增加天然气的使用)有利于环境保护,主要原因是_________ (填字母代号)。
A.减少温室气体的排放量
B.减少粉尘污染
C.减少酸雨的形成
(4)为提高能源的能量利用率,可以将甲烷设计成燃料电池,即向电池的储罐中分别加入甲烷和氧气,如果电解质溶液为氢氧化钠,则负极反应为_________。
(5)不管是碱性条件还是酸性条件下,甲烷燃料电池的总反应均为_________ (填“吸热”或“放热”)反应,表明破坏反应物的键能之和_________ (填“>”“=”或“<”)形成的生成物的键能之和。
23.二氧化硫既是重要的化工原料,也是酸雨的罪魁祸首。
Ⅰ.SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化,最终与雨水形成硫酸型酸雨。
(1)试写出这两个反应的化学方程式: ; 。
(2)酸雨不可能导致的危害是 (填字母)。
a.腐蚀建筑物 b.导致树木枯萎
c.造成洪涝灾害 d.酸化水源、土壤等
为了减少酸雨的形成,必须减少 SO2的排放量,石灰﹣石膏法和碱法吸收是常用的方法。石灰石膏法流程如图所示:
(3)氢氧化钙吸收后的产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,写出氧气氧化的反应的化学方程式: 。
SO2也可以用碱法吸收,即用 NaOH 溶液直接吸收。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。
已知:
(4)和碱法相比,石灰﹣石膏法的优点是 ,缺点是 。
Ⅱ.某研究性学习小组利用下列有关装置,对二氧化硫的性质及空气中二氧化硫的含量进行探究(装置的气密性已检查)
(5)装置A中反应体现了浓硫酸的 性质。
(6)滴加浓硫酸之前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,再关闭弹簧夹,此操作的目的是: 。
(7)实验过程中装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,从中取少量溶液于洁净试管中,向试管中滴加适量双氧水,出现白色沉淀 (填化学式)。
(8)装置C中的溶液中出现浑浊,该实验证明二氧化硫具有 性。
(9)另一小组利用装置E进行实验:二氧化硫性质实验之后,用注射器对实验室内空气进行取样,并向装置E中注入V mL(已折算为标准状况下体积)的空气,当溶液刚好褪色时,停止实验。请计算该空气中二氧化硫的体积分数 (用含V的代数式表示)。(SO2+KMnO4+H2O→H2SO4+MnSO4+K2SO4)(未配平)
24.SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg·L-1。
(1)酸雨是降水呈酸性(pH小于5.6)的统称,个别地方甚至低于2.1(食醋的pH=3)。引起酸雨的罪魁祸首是大气中的SO2和氮的氧化物。它们的主要来源是煤和石油的燃烧,全世界每年排放1.5亿吨的SO2。
①SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化,最终与雨水形成硫酸型酸雨。试写出这两个反应的化学方程式:______________________________;__________________________。
②汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中都含有氮的氧化物,全世界每年排放量约为5×107 kg。NO2溶于水生成________和NO。
③酸雨可导致的危害有________(填字母)。
A.腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎
C.造成洪涝灾害 D.恶化人类环境
④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料中的硫化物进行______________,对废气中的氮的氧化物用________吸收。
(2)某化学兴趣小组选用如图所示的实验装置,测定工业原料气(含SO2、N2、O2)中SO2的含量(已知碘能氧化H2SO3,生成 H2SO4)。
①若原料气从左向右流时,上述装置连接的顺序是:原料气____________(用字母和箭头表示)。
②写出装置B中发生反应的离子方程式:______________________________;当装置B中出现____________________________现象时,立即停止通气。
③你认为下列试剂中,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
④若碘溶液的浓度为0.05 mol·L-1,体积为20 mL,收集到的N2与O2的体积为297.6 mL(已折算为标准状况下的体积)。那么SO2的含量是否超标?____(填“是”或“否”)。
25.某硫酸厂周围的空气中含有较多的二氧化硫,某兴趣小组为了测定空气中二氧化硫的体积分数,做了如下实验。取标准状况下的空气1.000 L(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等),缓慢通过足量溴水,反应的化学方程式为:
在所得溶液中加入稍过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,过滤后将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为0.233 g。试回答:
(1)加入的氯化钡溶液为什么要稍过量?
(2)过滤后,如何除去沉淀表面附着的杂质?
(3)计算该空气样品中二氧化硫的体积分数。
26.我国是以煤炭为主要能源的发展中国家,煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的和,造成严重的大气污染。某化工小组进行了协同氨水法脱除模拟烟气中和的实验研究,其流程如图所示。
回答下列问题:
(1)制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入 (填化学式)。
(2)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将转化为的化学方程式是 。以溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”“脱硝”。将烟气中的,转化为,。写出用溶液吸收烟气中的离子方程式: 。
(3)利用协同氨水进行脱硫脱硝净化时,污染性气体脱除效率变化情况如图所示,则该脱除技术的最佳温度应为 ℃,喷淋塔中可能产生的一种副产物的化学式为 ,该物质的常见用途是 。
(4)传统湿式氨法烟气处理技术以尿素热水解产生的溶于水为喷淋液。在催化剂作用下,喷淋除去过程中有一种无污染气体生成,该反应的化学方程式为 。
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一、单选题
1.【答案】A
【解析】反应为加聚反应,原子利用率为100%,故A正确;甲烷和氯气反应为取代反应,有副产品HCl生成,故B错误;Cu和浓HNO3生产Cu(NO3)2,产生有毒气体NO2,故C错误;SiO2和C制备高纯硅有副产品CO生成,故D错误。
2.【答案】B
【解析】碳酸氢钠按功能分类属于膨松剂,A项错误;药品包装上“R”代表处方药,“OTC”代表非处方药,B项正确;石油的分馏是利用石油中各组分沸点不同达到分离的目的,没有发生化学变化,干馏过程中有新物质生成,发生化学变化,C项错误;反应中还有氯化氢生成,原子利用率不为100%,D项错误;答案选B。
3.【答案】A
【解析】酸雨是指的雨水,A错误;将转化为淀粉,有助于尽早实现碳中和,B正确;绿色化学的核心思想是从源头减少或消除环境污染,C正确;环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染,D正确。
4.【答案】D
【解析】一定条件下,甲苯与氯气发生取代反应生成氯甲苯和氯化氢,原子利用率不是100%,故A不符合题意;一定条件下,苯酚与甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂和水,原子利用率不是100%,故B不符合题意;在浓硫酸作用下,环己醇共热发生消去反应生成环己烯和水,原子利用率不是100%,故C不符合题意;在银催化作用下,乙烯与氧气发生氧化反应生成环氧乙烷,产物只有一种,原子利用率为100%,故D符合题意;故选D。
5.【答案】C
【解析】属于空气污染物的有:一氧化碳、二氧化硫、臭氧、二氧化氮等氮的氧化物,PM2.5的颗粒物,二氧化碳为空气的成分之一,不是空气污染物,故选C。
6.【答案】D
【解析】选用一次性筷子、纸杯和塑料袋会造成植被破坏和白色污染,不符合践行绿色发展、保护生态环境的理念,不值得提倡,A错误;将生活污水任意排入河流会造成水污染,不符合践行绿色发展、保护生态环境的理念,不值得提倡,B错误;夏季炎热,多开空调降温会造成能源浪费,不符合践行绿色发展、保护生态环境的理念,不值得提倡,C错误;回收利用快递包装纸盒可以实现废物利用和减少植被破坏的目的,符合践行绿色发展、保护生态环境的理念,值得提倡,D正确。
7.【答案】D
【解析】D项,经常使用一次性筷子、纸杯会浪费木材,破坏森林,塑料袋的使用会造成“白色污染”,不应该提倡。
8.【答案】D
【解析】最理想的绿色化学工艺指原子利用率为100%的化学工艺。①产物只有一种,原子利用率为100%;②产物有硫酸铜和水,是比较好的方法,但是原子利用率小于100%;③产物只有一种,原子利用率为100%;④有副产物氯化氢、一氯代物或三氯代物等,原子利用率小于100%;⑤有副产物二氧化碳,原子利用率小于100%;⑥产物只有一种,原子利用率为100%。
9.【答案】D
【解析】原子利用率=×100%,因为产物中的水不是期望产物,所以原子利用率不是100%,A项错误;中和反应是酸和碱发生反应生成盐和水的反应,则这个反应不属于中和反应,B项错误;该方法可以降低二氧化碳的排放量,二氧化碳会引起温室效应,但不属于污染环境的气体,C项错误、D项正确。
10.【答案】C
【解析】装置I中通过氢氧化钠溶液吸收SO2得到NaHSO3,离子反应方程式为SO2+OH﹣=,故A正确;装置Ⅱ中发生反应3Ce4++NO+2H2O═3Ce3+++4H+,Ce4++NO+H2O═Ce3+++2H+,由方程式可知,若生成2 mol H+则消耗1mol水,质量为18 g,故B正确;装置II中NO被氧化得到两种氧化产物、,若消耗2 mol Ce4+,生成的物质的量小于2 mol,故C错误;NH4NO3溶于水,受热易分解,则装置Ⅳ获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,故D正确;故选C。
11.【答案】D
【解析】根据题干信息可知,(甲醛)与在羟基磷灰石()表面氧化生成、,符合绿色化学理念,A正确;根据反应历程图可知,中O原子形成了和,B正确;根据反应历程图可知,为该反应催化剂,可提高与的反应速率,C正确;在反应中,存在键的断裂和键的形成,D错误;答案选D。
12.【答案】C
【解析】由反应的该历程示意图,可知催化剂参与了反应过程,故A正确;①→②的焓值降低,过程为放热过程,故B正确;反应过程中必然要形成C-C,为非极性键,故C错误;由图分析,1 mol甲烷和1 mol二氧化碳反应生成1 mol乙酸,生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%,故D正确。
13.【答案】D
【解析】1 mol SO2中硫原子含有16 mol电子,氧原子含有16 mol电子,则1 mol SO2中含有电子的数目为32×6.02×1023,故A错误;NH3溶于水生成一水合氨,一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子,氨气溶于水能导电,一水合氨是电解质,NH3属于非电解质,故B错误;过程②和⑤中没有电子转移,不是氧化还原反应,故C错误;由题干信息及工作原理图知,反应物有SO2、O2、I﹣,生成物是I2、,总反应离子方程式为:SO2+O2+2I﹣I2+,故D正确;故选D。
14.【答案】B
【解析】二氧化硫具有漂白性,可使品红溶液褪色,故A正确;
总反应为:2H2S+O22S+2H2O,32 g单质硫其物质的量为:n===1 mol,消耗的氧气为0.5 mol,标况下体积为:V=nVm=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L,故B错误;
催化转换器中发生的反应为SO2+2H2S3S+2H2O,故C正确;
催化转换器中发生的反应为SO2+2H2S3S+2H2O,此时反应的SO2和H2S的比例为:1∶2,反应炉中部分H2S发生反应:2H2S+3O22SO2+2H2O,产生1份二氧化硫,需要1份H2S,理论上的H2S反应,转化率为100%,故D正确,故选B。
15.【答案】D
【解析】①→②过程反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,A正确;X、Y生成M的总反应方程式为CH4+CO2 CH3COOH,原子利用率为100%,B正确;根据反应的历程示意图和总反应方程式可知,反应过程中有C﹣H键的断裂和C﹣C键、O﹣H键的生成,C正确;X的分子结构是正四面体,Y的结构式为O=C=O、M为乙酸,D错误。
16.【答案】A
【解析】PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也被称为可入肺颗粒物,对人体危害大是因为它可以直接进入肺泡,A错误;雾霾的成因包括:冬季北方采暖煤炭增加带来整体污染排放增加;大量机动车带来的路面扬尘和尾气的排放;周边的建材、化工等重工业生产过程中大量排放排放,燃烧烟花爆竹、烹饪等,B正确;和反应生成,原子利用率达到100%,生成的聚合物易降解生成无害的物质,所以符合绿色化学的原则,C正确;对煤进行气化、液化、脱硫等处理,不仅可以提高其利用率,而且可以减少二氧化硫的排放,降低对环境的污染,D正确;故选A。
17.【答案】C
【解析】反应①③中,元素化合价没有变化,反应②中N元素有化合价的升高,Cl元素化合价降低,属于氧化还原反应,A正确;在反应①中CO2、H2O两种物质是反应物,在反应③中CO2、H2O又是生成物,可循环使用,B正确;反应②中,,每生成1 mol N2,需要2 mol NH3参与反应,同时转移6 mol电子,C错误;由图可知,除去氨氮过程中,总反应方程式为:,D正确。
18.【答案】D
【解析】催化过程1中,Ni2O3与ClO-反应生成NiO2和Cl-,则化学方程式为,A正确;催化过程2中,NiO2和ClO-反应生成Ni2O3、Cl-和O,则反应的离子方程式为,B正确;反应釜中,含NaOH的NaClO溶液与SO2催化剂表面接触后发生反应,生成、Cl-等,总反应的化学方程式为,C正确;用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫,虽然也能将SO2氧化为H2SO4并最终转化为CaSO4,但难溶的CaSO4会堵塞催化剂层的气孔,使SO2、Ca(ClO)2溶液、催化剂三者难以充分接触,从而降低脱硫效果,D不正确;
故选D。
19.【答案】D
【解析】图中过程I、过程III是氧化还原反应,硫、氮元素化合价变化,故A错误;过程III是氮氧化物(化合态)转化为硝酸的过程,不存在0价氮的转化,故B错误;由图可知反应IV发生硫酸铵与硝酸生成固态硝酸铵的反应,所以两者能发生反应,故C错误;过程V为熵增反应,反应吸热,生成物总能量高于反应物总能量,故D正确;
故选:D。
20.【答案】D
【解析】雾霾是许多细小液体和固体微粒分散到空气中形成的一种气溶胶,可以使空气浑浊,A正确;有毒的和在催化剂作用下,可以反应生成和,B正确;在煤中添加适量的生石灰,可以与二氧化硫反应,减少燃烧过程中含硫化合物的排放,从而减少污染,C正确;酸雨指的是pH小于5.6的雨水,D错误;答案选D。
二、填空题
21.【答案】
(2)AC
(3)
(4)
(5)
22.【答案】(1)
(2)增加温室效应;使海洋生物中毒或死亡等
(3)ABC
(4)
(5)放热 <
【解析】(1)天然气主要成分为甲烷,分子式为。
(2)甲烷属于温室气体,天然气泄漏会增加温室效应;同时会使海洋生物中毒或死亡等。
(3)我国实施煤改气工程,可以减少煤炭的使用,天然气燃烧比煤更充分,等量时燃烧产生的二氧化化碳要少于煤炭,可以减少温室气体的排放量;同时减少粉尘排放;煤中含有硫元素,燃烧会生成二氧化硫导致酸雨,改用天然气可以减少酸雨的形成,ABC正确。
(4)甲烷在负极失电子生成碳酸根离子,电极反应为:。
(5)甲烷燃烧是放热反应,即,=反应物键能和-生成物的键能和,则该反应的反应物键能和小于生成物键能和。
23.【答案】(1)2SO2+O22SO3 SO3+H2O===H2SO4
(2)c
(3)2CaSO3+O2===2CaSO4
(4)吸收SO2成本低 溶解度小,同等条件下吸收SO2效果差;
(5)吸水性和酸性
(6)赶走装置中的空气,防止干扰实验
(7)BaSO4
(8)氧化
(9)。
【解析】(1)SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化成SO3,SO3与水反应得到硫酸。有关化学反应方程式是2SO2+O22SO3,SO3+H2O===H2SO4;
(2)酸雨能腐蚀建筑物,故a不符合;酸雨会导致树木枯萎,故b不符合;洪涝灾害与酸雨无关,故c符合;酸雨能酸化水源、土壤等,故d不符合;故答案为c;
(3)SO2是酸性氧化物,与氢氧化钙反应得到亚硫酸钙和水,亚硫酸钙继续呗氧气氧化得到硫酸钙,对应方程式是2CaSO3+O2=2CaSO4;
(4)氢氧化钙的单价低,工业成本低,但氢氧化钙微溶于水,溶液浓度小,对SO2的吸收效果差,故和碱法相比,石灰﹣石膏法的优点是吸收SO2成本低,缺点是溶解度小,同等条件下吸收SO2效果差;
(5)装置A中是亚硫酸钠与浓硫酸反应得到二氧化硫,是发生复分解反应,本反应用浓硫酸制备二氧化硫,是利用了浓硫酸吸水放热,使得二氧化硫更易分解得到,故体现了浓硫酸的吸水性和酸性;
(6)实验中对二氧化硫的性质进行探究,二氧化硫具有较强的还原性,易被空气氧化,故滴加浓硫酸之前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,再关闭弹簧夹,此操作的目的是:赶走装置中的空气,防止干扰实验;
(7)SO2不能与氯化钡溶液直接反应,所以实验过程中装置B中没有明显变化。实验结束后取下装置B,从中取少量溶液于洁净试管中,向试管中滴加适量双氧水,双氧水将二氧化硫氧化得到硫酸根离子,硫酸根离子与氯化钡中的钡离子反应,出现白色沉淀,化学式为BaSO4;
(8)装置C是SO2与H2S反应得到S沉淀,是黄色沉淀,该反应中SO2的硫元素化合价降低,体现二氧化硫具有氧化性;
(9)另一小组利用装置E进行实验:实验室空气中的SO2与酸性高锰酸钾反应,高锰酸钾溶液褪色。根据电子守恒配平:5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。用注射器对实验室内空气进行取样,并向装置E中注入V mL(已折算为标准状况下体积)的空气,当溶液刚好褪色时,停止实验,这时消耗高锰酸钾的物质的量是50×10﹣3 L×0.001 mol/L=5×10﹣5 mol,则V mL(已折算为标准状况下体积)的空气含二氧化硫的物质的量是1.25×10﹣4 mol,标况下体积是1.25×10﹣4 mol×22.4 L/mol=0.0028 L,则计算该空气中二氧化硫的体积分数(用含V的代数式表示)为。
24.【答案】(1)①2SO2+O22SO3 SO3+H2O===H2SO4 ②HNO3 ③ABD ④脱硫处理 碱液
(2)①→c→d→b→a→e ②I2+SO2+2H2O===2I-+SO+4H+ 蓝色恰好变成无色 ③A ④是
【解析】(1)①据信息可以写出化学方程式:2SO2+O22SO3,SO3+H2O===H2SO4。②NO2溶于水中与水反应生成HNO3与NO,化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。③酸雨的酸性较强,能腐蚀建筑物,导致树木枯萎等从而恶化人类环境,但不会造成洪涝灾害。④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料进行脱硫处理,对废气中的氮氧化物用碱液吸收。
(2)因废气中的SO2能与I2发生化学反应:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,当B中蓝色恰好变成无色时,说明SO2恰好完全反应,根据消耗掉I2的物质的量即可求出SO2的体积,剩余气体N2和O2可用排水法(短管进,长管出)而测出二者的体积即可求出SO2的体积分数,故装置的连接顺序为原料气→c→d→b→a→e。SO2也能被酸性KMnO4氧化且有明显的实验现象,溴水也能与SO2反应,但Br2易挥发,会产生实验误差,NaOH溶液、氨水也能消耗SO2,但无明显实验现象。由条件知n(SO2)=n(I2)=0.05 mol·L-1×0.02 L=0.001 mol,即其体积为22.4 mL,所以工业原料气总体积为297.6 mL+22.4 mL=320 mL,其中SO2的质量为0.001 mol×64 g·mol-1=0.064 g,故SO2的含量为=200 mg·L-1>0.02 mg·L-1,所以SO2含量超标。
25.【答案】(1)使沉淀完全
(2)用蒸馏水洗涤沉淀2~3次,若在最后一次洗涤液中加入溶液,无沉淀生成,证明沉淀已洗净
(3)2.24%
【解析】(3)产生的白色沉淀为的物质的量为0.001 mol,根据题中化学方程式可知的物质的量为0.001 mol,空气中的体积分数为
26.【答案】(1)
(2)
(3)40 [或,或] 作氮肥
(4)
【解析】(1)因为:2NO+O2=== 2NO2,因此制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入,将装置内部的空气排尽,防止NO被O2氧化;
(2)向燃煤中加入适量石灰石,高温下与和O2发生反应,生成,反应方程式为;用溶液吸收烟气中时,发生氧化还原反应,反应的离子方程式为;
(3)由图可知,温度在40 ℃以后,随着温度的升高,脱硫速率变化不大,而NO脱硫速率降低,因此最佳温度为40 ℃;协同氨水进行脱硫脱硝净化时,具有强氧化性,可与、NO氧化为、,自身被还原为,结合氨水电离出的生成了、或,均可做氮肥;
(4)在催化剂作用下,与反应,生成无污染的和,反应方程式为。
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