第三单元 防治二氧化硫对环境的污染（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】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 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】（2025·江苏南通·模拟预测）下列措施有利于减少酸雨发生的是 A．减少塑料制品使用 B．燃煤脱硫 C．集中处理废旧电池 D．废金属回收 【变式2-2】（23-24高一下·江苏无锡·期末）下列说法错误的是 A．酸雨指的是的降水 B．氮氧化物的排放可导致硝酸型酸雨 C．硫氧化物的排放可导致硫酸型酸雨 D．硝酸应在避光、阴凉处保存 【变式2-3】（23-24高一下·江苏·期中）环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是 A．温室效应-CO2 B．臭氧层破坏-CO C．光化学烟雾-NOx D．水体富营养化-氮、磷等营养物质 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】（24-25高一下·江苏苏州·期中）对硫酸工业尾气或煤浆进行脱硫能有效降低排入大气中的SO2含量。 I．硫酸工业尾气脱硫 用次氯酸钠碱性废水处理硫酸工业尾气中的SO2流程如图。 已知：次氯酸钠不稳定，受热易分解。 (1)脱硫时保持溶液呈碱性，发生主要反应之一为；另一反应为SO2与NaClO发生的氧化还原反应，写出该反应的离子方程式： 。 (2)SO2吸收率较高的温度范围为40~60℃。主要原因是 。 (3)次氯酸钠碱性废水中浓度的测定：除去：取50.00mL废水于锥形瓶中，向其中滴加H2O2至不再产生无色气体；测定：向上述所得溶液中滴入0.1000盐酸，与恰好完全反应时消耗盐酸体积为63.00mL。 ①“除去”中发生反应的离子方程式为 。 ②若向所取的50.00mL废水中直接滴加盐酸，则消耗盐酸体积大于63.00mL。可能原因是 。 ③计算废水中浓度，写出计算过程 。 II．煤浆脱硫 (4)煤浆中的FeS2可用软锰矿粉在酸性条件下进行脱除，Fe3+对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 ①X的化学式为 。 ②写出足量MnO2脱除FeS2总反应的离子方程式 。 【变式3-1】（23-24高一上·江苏连云港·期中）利用空气催化氧化法除掉电石渣浆[含Ca(OH)2]上清液中的S2-，制取石膏(CaSO4·2H2O)的过程如图： 下列说法正确的是 A．CaSO4∙2H2O属于混合物 B．过程Ⅱ中，S2-为还原剂 C．上述流程中，有两种元素的化合价发生变化 D．过程I中，反应的离子方程式为 【变式3-2】（25-26高一上·江苏徐州·开学考试）阅读下列短文，回答相关问题。 生活中我们谈到“细菌”往往会心惊胆战。其实细菌不是只有危险的一面，如果掌握了它们的特性，很多细菌也可以为我们服务。氧化亚铁硫杆菌（以下简称为T-f菌，见图1）是一种细菌，它被广泛应用于治理废气、废渣等有害物质。例如：可用T-f菌脱除工业废气中的一种有毒、有腐蚀性的气体——硫化氢（H2S），其作用原理如右图2所示。这个净化过程中，Fe2(SO4)3溶液在常温常压下就可以将废气中的H2S脱除，同时生成S、FeSO4和H2SO4。FeSO4在酸性溶液中、在T-f菌的帮助之下，只需少量的氧气就又可以转化为Fe2(SO4)3，同时释放的能量还能供给T-f菌生长。用这种方法处理废气大大降低了治污的成本，脱除率达到99.97%，且无废物排出。但要达到高效的关键是要保证体系内FeSO4浓度的稳定，一旦FeSO4浓度降低，T-f菌就会像缺少食物一样逐渐失去活性。 实际应用过程中还发现Fe2(SO4)3在pH=1.9时会发生反应，生成铁的沉淀物——黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6]，并在pH=3.2时沉淀完全，使得溶液中的总铁浓度下降，从而降低对废气的吸收效率。可见，溶液的pH值对这个方法的效果也有一定影响。实验测得30℃时，不同pH环境下T-f菌的活性也不同，表现为FeSO4溶液转化为Fe2(SO4)3溶液的速率不同，如下表： pH 0.9 1.2 1.5 1.9 2.1 2.4 2.7 3.0 转化速率/（g·L-1·h-1） 4.5 5.3 6.2 6.8 7.0 6.6 6.2 5.6 (1)写出图2中转化①的化学方程式 。 (2)根据图2，下列说法不正确的是 （填序号）。 a．转化①中可以观察到溶液由黄色变为浅绿色 b．转化②的化学方程式为 c．吸收H2S一段时间后，FeSO4溶液浓度保持不变 d．理论上，通入32g O2可以脱除68g H2S (3)用T-f菌脱除工业废气中H2S气体的优点是 （写出1点即可）。 (4)请结合文中信息，判断工业用T-f菌脱硫应选择的最佳pH范围是 （填序号）。 a．1.2~1.5 b．1.5~1.9 c．1.9~2.1 d．2.1~2.4 【变式3-3】（24-25高一下·江苏无锡·期中）脱硫脱硝技术是指通过一系列的化学反应，将“三废”中有害的、氮氧化物等转化为无害物质。 (1)一种处理废气的工艺流程如图所示。 ①若吸收塔内盛装的是溶液，则气体X为 。 ②若吸收塔内盛装的是溶液，气体X为空气，则气体吸收塔内发生反应的离子方程式为 。 (2)船舶柴油机废气中含有大量的氮氧化物()，对大气环境和人类健康造成了不利影响。使用惰性电极，采用无隔膜电解槽电解海水，产生有效氯(主要包括、HClO、，该体系中、HClO和的物质的量分数随pH变化的关系如图甲所示)，再利用循环喷淋模式对船舶废气进行处理，如图乙所示；电解海水溶液的初始pH对NO和(NO与总和)脱硝的影响如图丙所示。 ①pH为8时，有效氯成分中起主要作用的是 。 ②时，去除率明显低于NO去除率的原因是 。 ③当电解液的pH从5.5下降到4.5时NO和的脱除率快速上升的主要原因是 。 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】（22-23高一上·江苏盐城·期末）化学与生活密切相关。下列说法错误的是 A．是指粒径不大于的可吸入悬浮颗粒物 B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C．、、都是可形成酸雨的气体 D．空气质量指数越小，说明空气质量越好 【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】（23-24高一上·江苏宿迁·阶段练习）十九大报告强调发展与环境的和谐，下列说法错误的是 A．绿地可以调节气候，减少空气中含量 B．在燃煤中加入生石灰可减少排放 C．为了提高粮食产量可以大量施用化肥 D．积极开发新能源，减少化石燃料使用 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 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】（2025·江苏南通·模拟预测）下列措施有利于减少酸雨发生的是 A．减少塑料制品使用 B．燃煤脱硫 C．集中处理废旧电池 D．废金属回收 【答案】B 【解析】A．减少塑料制品使用主要针对白色污染和减少碳排放，与减少酸雨的直接关系不大，A不符合题意； B．燃煤脱硫能有效减少燃煤过程中二氧化硫的排放，而二氧化硫是酸雨的主要成因之一，B符合题意； C．集中处理废旧电池主要防止重金属污染，与减少酸雨的气体前体物（SO2、NOx）无关，C不符合题意； D．废金属回收可减少冶炼矿石产生的污染，但并非形成酸雨的主要原因，D不符合题意； 答案选B。 【变式2-2】（23-24高一下·江苏无锡·期末）下列说法错误的是 A．酸雨指的是的降水 B．氮氧化物的排放可导致硝酸型酸雨 C．硫氧化物的排放可导致硫酸型酸雨 D．硝酸应在避光、阴凉处保存 【答案】A 【解析】A．酸雨指的是的降水，故A错误； B．氮氧化物与氧气、水反应生成硝酸， 则氮氧化物的排放可导致硝酸型酸雨，故B正确； C．硫氧化物的排放可以导致降水时形成硫酸或亚硫酸，导致硫酸型酸雨，故C正确； D．硝酸受热或见光易分解，故应在避光、阴凉处保存，故D正确； 故选A。 【变式2-3】（23-24高一下·江苏·期中）环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是 A．温室效应-CO2 B．臭氧层破坏-CO C．光化学烟雾-NOx D．水体富营养化-氮、磷等营养物质 【答案】B 【解析】A．CO2属于温室气体，可以导致温室效应，A不符合题意； B．氟里昂的使用会破坏臭氧层，臭氧层破坏与CO无关，B符合题意； C．空气中含有的NOx与碳氢化合物在光照的条件下反应，生成有毒的烟雾，就是光化学烟雾，C不符合题意； D．含氮、磷等生活废水的大量排放，能够引起植物疯长，是引起水体富营养化原因，D不符合题意； 故答案选B。 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】（24-25高一下·江苏苏州·期中）对硫酸工业尾气或煤浆进行脱硫能有效降低排入大气中的SO2含量。 I．硫酸工业尾气脱硫 用次氯酸钠碱性废水处理硫酸工业尾气中的SO2流程如图。 已知：次氯酸钠不稳定，受热易分解。 (1)脱硫时保持溶液呈碱性，发生主要反应之一为；另一反应为SO2与NaClO发生的氧化还原反应，写出该反应的离子方程式： 。 (2)SO2吸收率较高的温度范围为40~60℃。主要原因是 。 (3)次氯酸钠碱性废水中浓度的测定：除去：取50.00mL废水于锥形瓶中，向其中滴加H2O2至不再产生无色气体；测定：向上述所得溶液中滴入0.1000盐酸，与恰好完全反应时消耗盐酸体积为63.00mL。 ①“除去”中发生反应的离子方程式为 。 ②若向所取的50.00mL废水中直接滴加盐酸，则消耗盐酸体积大于63.00mL。可能原因是 。 ③计算废水中浓度，写出计算过程 。 II．煤浆脱硫 (4)煤浆中的FeS2可用软锰矿粉在酸性条件下进行脱除，Fe3+对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 ①X的化学式为 。 ②写出足量MnO2脱除FeS2总反应的离子方程式 。 【答案】(1) (2)温度过低，反应速率慢；温度过高NaClO不稳定分解或温度过高SO2溶解度减小 (3) 与Cl-发生反应生成氯气 0.126 (4) Fe2+ 【分析】硫酸工业尾气中的SO2被NaClO碱性废水吸收并氧化为硫酸钠，蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸钠晶体。 【解析】（1）SO2被NaClO氧化为硫酸钠， NaClO被还原为氯化钠，发生反应的离子方程式为 （2）温度过低，反应速率慢；温度过高NaClO不稳定分解或温度过高SO2溶解度减小，所以SO2吸收率较高的温度范围为40~60℃。 （3）次氯酸钠碱性废水中浓度的测定：除去：取50.00mL废水于锥形瓶中，向其中滴加H2O2至不再产生无色气体；测定：向上述所得溶液中滴入0.1000盐酸，与恰好完全反应时消耗盐酸体积为63.00mL。 ①“除去”时，把H2O2氧化为氧气，自身被还原为氯离子，发生反应的离子方程式为。 ②若向所取的50.00mL废水中直接滴加盐酸，与Cl-发生反应生成氯气，所以消耗盐酸体积大于63.00mL。 ③n()=n(HCl)= 0.1000×0.063L=0.0063mol，废水中c()=0.0063mol÷0.05L=0.126。 （4）①Fe3+对该反应有催化作用，步骤1中Mn元素化合价降低，可知铁元素化合价升高，则X为Fe2+，为Fe3+。 ②根据足量MnO2把FeS2氧化为硫酸铁，MnO2被还原为硫酸锰，反应的离子方程式为。 【变式3-1】（23-24高一上·江苏连云港·期中）利用空气催化氧化法除掉电石渣浆[含Ca(OH)2]上清液中的S2-，制取石膏(CaSO4·2H2O)的过程如图： 下列说法正确的是 A．CaSO4∙2H2O属于混合物 B．过程Ⅱ中，S2-为还原剂 C．上述流程中，有两种元素的化合价发生变化 D．过程I中，反应的离子方程式为 【答案】B 【分析】利用空气催化氧化法除掉电石渣浆[含Ca(OH)2]上清液中的S2-时，往电石渣浆中先加入MnSO4，生成Mn(OH)2，再通入空气，将Mn(OH)2氧化生成和H2O；往混合物中加入石灰渣浆的上层清液，将S2-氧化为，被还原为Mn(OH)2，进一步被O2氧化为，与溶液中的Ca2+结合，从而制得石膏(CaSO4·2H2O)。 【解析】A．CaSO4∙2H2O是盐的结晶水合物，属于纯净物，A不正确； B．过程Ⅱ中，将S2-氧化为，被还原为Mn(OH)2，则S2-为还原剂，B正确； C．上述流程中，Mn由+2价升高到+4价，O由0价降低到-2价，S由-2价升高到+2价，再由+2价升高到+6价，则有三种元素的化合价发生变化，C不正确； D．过程I中，Mn(OH)2被O2氧化为和H2O；过程Ⅱ中，反应的离子方程式为，D不正确； 故选B。 【变式3-2】（25-26高一上·江苏徐州·开学考试）阅读下列短文，回答相关问题。 生活中我们谈到“细菌”往往会心惊胆战。其实细菌不是只有危险的一面，如果掌握了它们的特性，很多细菌也可以为我们服务。氧化亚铁硫杆菌（以下简称为T-f菌，见图1）是一种细菌，它被广泛应用于治理废气、废渣等有害物质。例如：可用T-f菌脱除工业废气中的一种有毒、有腐蚀性的气体——硫化氢（H2S），其作用原理如右图2所示。这个净化过程中，Fe2(SO4)3溶液在常温常压下就可以将废气中的H2S脱除，同时生成S、FeSO4和H2SO4。FeSO4在酸性溶液中、在T-f菌的帮助之下，只需少量的氧气就又可以转化为Fe2(SO4)3，同时释放的能量还能供给T-f菌生长。用这种方法处理废气大大降低了治污的成本，脱除率达到99.97%，且无废物排出。但要达到高效的关键是要保证体系内FeSO4浓度的稳定，一旦FeSO4浓度降低，T-f菌就会像缺少食物一样逐渐失去活性。 实际应用过程中还发现Fe2(SO4)3在pH=1.9时会发生反应，生成铁的沉淀物——黄铵铁矾[NH4Fex(SO4)2(OH)6]，并在pH=3.2时沉淀完全，使得溶液中的总铁浓度下降，从而降低对废气的吸收效率。可见，溶液的pH值对这个方法的效果也有一定影响。实验测得30℃时，不同pH环境下T-f菌的活性也不同，表现为FeSO4溶液转化为Fe2(SO4)3溶液的速率不同，如下表： pH 0.9 1.2 1.5 1.9 2.1 2.4 2.7 3.0 转化速率/（g·L-1·h-1） 4.5 5.3 6.2 6.8 7.0 6.6 6.2 5.6 (1)写出图2中转化①的化学方程式 。 (2)根据图2，下列说法不正确的是 （填序号）。 a．转化①中可以观察到溶液由黄色变为浅绿色 b．转化②的化学方程式为 c．吸收H2S一段时间后，FeSO4溶液浓度保持不变 d．理论上，通入32g O2可以脱除68g H2S (3)用T-f菌脱除工业废气中H2S气体的优点是 （写出1点即可）。 (4)请结合文中信息，判断工业用T-f菌脱硫应选择的最佳pH范围是 （填序号）。 a．1.2~1.5 b．1.5~1.9 c．1.9~2.1 d．2.1~2.4 【答案】(1) (2)c (3)绿色环保（合理即可） (4)b 【解析】（1）图2中转化①是硫酸铁和硫化氢在T-f菌的催化作用下反应生成硫酸亚铁、硫和硫酸，反应的化学方程式为：； （2）a．硫酸铁溶液为黄色，硫酸亚铁溶液为浅绿色，转化①是，可以观察到溶液由黄色变为浅绿色，a正确； b．转化②是硫酸亚铁、硫酸和氧气在T-f菌的催化作用下反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为，b正确； c．根据转化①②的化学方程式可知，溶质FeSO4的质量基本不变，但有水生成（溶液外有硫化氢和氧气参加反应，最终转化为S和水，S是沉淀，水进入溶液），所以硫酸亚铁的浓度降低，c错误； d．由转化的化学方程式：、可得：理论上，通入32g O2可以脱除68g H2S，d正确；故答案选c。 （3）由材料中的信息可知，用T-f菌脱除废气中的H2S气体的优点是节约能源、大大降低了治污的成本，脱除率达到99.97%，且无废物排出，绿色环保； （4）实际应用过程中还发现Fe2(SO4)3在pH=1.9时会发生反应，生成铁的沉淀物——黄铵铁矾，并在pH=3.2时沉淀完全，使得溶液中的总铁浓度下降，从而降低对废气的吸收效率。结合表格数据可知，工业用T-f菌脱硫应选择的最佳pH范围是1.5<pH<1.9，故答案选b。 【变式3-3】（24-25高一下·江苏无锡·期中）脱硫脱硝技术是指通过一系列的化学反应，将“三废”中有害的、氮氧化物等转化为无害物质。 (1)一种处理废气的工艺流程如图所示。 ①若吸收塔内盛装的是溶液，则气体X为 。 ②若吸收塔内盛装的是溶液，气体X为空气，则气体吸收塔内发生反应的离子方程式为 。 (2)船舶柴油机废气中含有大量的氮氧化物()，对大气环境和人类健康造成了不利影响。使用惰性电极，采用无隔膜电解槽电解海水，产生有效氯(主要包括、HClO、，该体系中、HClO和的物质的量分数随pH变化的关系如图甲所示)，再利用循环喷淋模式对船舶废气进行处理，如图乙所示；电解海水溶液的初始pH对NO和(NO与总和)脱硝的影响如图丙所示。 ①pH为8时，有效氯成分中起主要作用的是 。 ②时，去除率明显低于NO去除率的原因是 。 ③当电解液的pH从5.5下降到4.5时NO和的脱除率快速上升的主要原因是 。 【答案】(1) NH3 SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+ (2) ClO− NO的还原性强于NO2 酸性增强，有效氯从ClO−转为Cl2、HClO，氧化性增强 【分析】由题给流程可知，将含二氧化硫的烟气通入二氧化硫吸收塔，吸收塔内盛装的吸收液吸收烟气中的二氧化硫得到反应液和达到排放标准的尾气，向反应液中通入气体X，将反应液转化为可以循环使用的吸收液。 【解析】（1）①若二氧化硫吸收塔内盛装的是亚硫酸铵溶液，说明吸收塔内发生的反应为亚硫酸铵溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵，则气体吸收塔内发生的反应为亚硫酸氢铵溶液与氨气发生生成可以循环使用的亚硫酸铵，则X为氨气，故答案为：NH3； ②若二氧化硫吸收塔内盛装的是硫酸铁溶液，说明吸收塔内发生的反应为硫酸铁溶液与二氧化硫反应生成硫酸亚铁和硫酸，反应的离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+，故答案为：SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+； （2）①由图可知，pH为8时，溶液中存在的有效氯为次氯酸根离子，故答案为：ClO−； ②pH<7.5时，氮的氧化物去除率明显低于一氧化氮去除率是因为一氧化氮的还原性强于二氧化氮，与有效氯反应更加充分，故答案为：NO的还原性强于NO2； ③当电解液的pH从5.5下降到4.5时，溶液酸性增强，次氯酸根离子会转化为氧化性更强的次氯酸或者氯气，与氮的氧化物和一氧化氮的反应更加充分，导致脱除率快速上升，故答案为：酸性增强，有效氯从ClO−转为Cl2、HClO，氧化性增强。 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】（22-23高一上·江苏盐城·期末）化学与生活密切相关。下列说法错误的是 A．是指粒径不大于的可吸入悬浮颗粒物 B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 C．、、都是可形成酸雨的气体 D．空气质量指数越小，说明空气质量越好 【答案】C 【解析】A．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5um的悬浮颗粒物，它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重，故A正确； B．绿色化学的核心是利用化学原理从源头上消除或减少生产生活对环境的污染，而不能污染后再治理，故B正确； C．CO2是温室效应的气体，不是形成酸雨的气体，故C错误； D．空气质量指数是定量描述空气质量状况的非线性指数，其指数越小，空气质量越好，故D正确； 故本题选C。 【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】（23-24高一上·江苏宿迁·阶段练习）十九大报告强调发展与环境的和谐，下列说法错误的是 A．绿地可以调节气候，减少空气中含量 B．在燃煤中加入生石灰可减少排放 C．为了提高粮食产量可以大量施用化肥 D．积极开发新能源，减少化石燃料使用 【答案】C 【解析】A．绿地可以光合作用为生物创造氧气，绿地可以调节气候，吸附灰尘减少空气中含量，A正确； B．生石灰可与燃煤时生成的结合，减少排放，B正确； C．大量施用化肥，会引起土壤、水体污染，不利于环境保护，不利于发展与环境的和谐，C错误； D．积极开发新能源，减少化石燃料使用，可以减少废气、废渣等污染物的排放，D正确； 答案选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $