内容正文:
课时跟踪检测(七) 硝酸 酸雨及防治
(选择题第1~8小题,每小题3分,第11小题5分,本检测满分60分)
一、选择题
1.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。下列说法正确的是 ( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
2.(2025·梅州高一期末)酸雨是对pH小于5.6的酸性降水的统称。下列说法错误的是 ( )
A.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
B.空气中的SO2溶于水,最终形成酸雨
C.汽车排放的尾气、硝酸厂和氮肥厂的废气也会形成酸雨
D.为了减少酸雨的形成,可对燃料进行脱硫处理,减少SO2的排放量
3.下列关于硝酸的说法正确的是 ( )
A.实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
B.硝酸的浓度越大,其氧化性越强
C.稀硝酸可溶解Fe(OH)2,生成Fe(NO3)2和水
D.铜与稀硝酸的反应属于置换反应
4.下列反应的化学方程式书写正确的是 ( )
A.铁与稀硝酸反应:Fe+2HNO3Fe(NO3)2+H2↑
B.稀硝酸与Ag反应:2Ag+2HNO32AgNO3+H2↑
C.稀硝酸和碳酸钙反应:2HNO3+CaCO3Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
D.稀硝酸和FeO反应:2HNO3+FeOFe(NO3)2+H2O
5.下列物质间的转化(其中A、B、C、D含同种元素,Y可以是纯净物,可以是混合物,某些条件和产物已略去)如图所示。下列有关叙述中不正确的是 ( )
A.若A为硫单质,则Y可能是H2O2
B.若A为氮气,则D是硝酸
C.若B为一氧化氮,则A一定是氮气
D.若B为氧化钠,则D一定是氢氧化钠
6.依据图中氮元素及其化合物间的转化关系,判断下列说法错误的是 ( )
A.X是N2O5
B.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
C.可用排空气法收集NO气体
D.由NH3→N2可知,原理上NH3与NO2反应生成N2也可以实现
7.[双选]将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是 ( )
A.装置a中出现红棕色气体,体现HNO3的酸性和氧化性
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b中U形管内注入水,液体在U形管内逐渐变成蓝色
C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡,说明Cu与硝酸生成H2
D.装置c用NaOH吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物
8.(2025·广东汕头期中)利用CeO2脱除汽车尾气中CO和NO
的反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
已知①中有一部分Ce4+转化成Ce3+。
A.该反应的催化剂为CeO2
B.大力推广该技术可减少酸雨的发生
C.过程②中, 每脱除1 mol NO转移2 mol电子
D.当x=0.2时,CeO(2-x)中n(Ce3+)∶n(Ce4+)=3∶2
二、非选择题
9. (10分)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 ,请用离子方程式表示呈碱性的原因 。
(3)实验室长期保存浓硝酸,需使用棕色试剂瓶,并放置在阴凉处,其原因为 (用化学方程式表示)。
(4)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
。
10.(15分)(2025·江苏连云港期中)工业上制备硝酸的设备和流程如图所示:
(1)工业制备硝酸的原料有NH3、H2O和________。
(2)热交换器内发生的化学反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)转化器中NH3发生反应的化学方程式为__________________________________。该反应过程中主要产物是NO而不是NO2的可能原因是_________________________。
(4)吸收塔中主要发生的化学反应方程式是______________________。该反应过程中,理论上每生成1 mol HNO3,转移的电子数为________ mol。
(5)硝酸应该密封贮存在低温、避光处的原因是__________________。
(6)用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O(ⅰ)
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O(ⅱ)
①反应(ⅰ)中氧化剂是________(填化学式,下同);反应(ⅱ)中还原剂是________。
②工业上将NO2、NO通入石灰乳中可制备重要的工业原料Ca(NO2)2。该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1的原因是____________________________________________
______________________________________________________________________。
11.(11分)下表是部分城市某日空气质量日报:
城市
污染指数
首要污染物
空气质量等级
SO2
NO2
PM10
A
98
23
67
SO2
Ⅱ
B
47
29
35
SO2
Ⅰ
C
62
80
113
PM10
Ⅲ
D
52
76
59
NO2
Ⅰ
(1)由上表可知,空气质量日报中涉及的污染物主要是 和可吸入颗粒物(PM10)。
(2)SO2的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的原因之一可简单表示如下:
请回答下列问题:
①酸雨的pH (填“>”“<”或“=”)5.6。
②反应b的化学方程式为 。
③在一段时间内连续不断测定溶液D的pH,发现pH变小,表示该变化的化学方程式是 。
④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,写出该反应的离子方程式: 。
课时跟踪检测(七)
1.选D SO2是无色气体,A错误;汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等,B错误;植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,C错误;石灰(CaO)可与SO2反应生成CaSO3,故可采用石灰法脱除工业废气中的SO2,D正确。
2.选A 工业废水的任意排放与酸雨的形成无关,A错误。
3.选B 浓硝酸具有强氧化性,与金属锌反应不产生H2,A项错误;硝酸的浓度越大,其氧化性越强,B项正确;稀硝酸具有较强氧化性,可溶解Fe(OH)2,生成Fe(NO3)3、NO和水,C项错误;铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,该反应不属于置换反应,D项错误。
4.选C A项正确的化学方程式为Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;B项正确的化学方程式为3Ag+4HNO33AgNO3+NO↑+2H2O;D项正确的化学方程式为3FeO+10HNO3(稀)3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。
5.选C 若A为硫单质,则B为二氧化硫,C为三氧化硫,D为硫酸,二氧化硫具有还原性,H2O2具有氧化性,二者可发生氧化还原反应生成硫酸,A正确;若A为氮气,则B为一氧化氮,C为二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,故D是硝酸,B正确;若B为一氧化氮,氨气发生催化氧化可生成一氧化氮,则A可能为氨气,C错误;若B为氧化钠,则C为过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,故D一定是氢氧化钠,D正确。
6.选C 由图中氮元素及其化合物的转化关系可知,X为+5价对应的氮的氧化物(N2O5),故A正确;氨气催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸,故B正确;一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮气体,不可用排空气法收集NO气体,故C错误;NH3可与NO2反应生成氮气,8NH3+6NO27N2+12H2O,故D正确。
7.选AB Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮,所以浓硝酸体现酸性和氧化性,故A正确;装置a中出现的红棕色NO2气体进入b中,向装置b中U形管内注入水,二氧化氮与水反应:3NO2+H2O2HNO3+NO,铜与生成的稀硝酸反应生成硝酸铜,液体在U形管内逐渐变成蓝色,故B正确;Cu与稀硝酸反应生成NO,不会生成氢气,故C错误;NO和NO2均是不成盐氧化物,不是酸性氧化物,故D错误。
8. 选D 由题图可知,反应①消耗CeO2,反应②生成CeO2,因此CeO2是该反应的催化剂,A正确;由于该技术能够有效脱除汽车尾气中的CO和NO,而NO是形成酸雨的主要物质,因此推广该技术可以减少酸雨的发生,B正确;在过程②中,NO被还原为N2,每个NO 分子需要获得2个电子才能被还原为氮气,因此,每脱除1 mol NO,需要转移2 mol电子,C正确;当x=0.2时,CeO1.8中设Ce3+为x个,Ce4+为y个,则x+y=1,根据电荷守恒3x+4y=3.6,则x=0.4,y=0.6,即n(Ce3+)∶n(Ce4+)=2∶3,D错误。
9.解析:(1)酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物,符合要求的有SO2、SO3和N2O5。(2)图中物质溶于水呈碱性的只有NH3;NH3与水反应生成的NH3·H2O电离产生OH-,溶液呈碱性,用离子方程式表示呈碱性的原因为NH3·H2ON+OH-。(3)实验室长期保存浓硝酸,需使用棕色试剂瓶,并放置在阴凉处,否则容易受热或见光分解:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。(4)氨气中的氮为-3价,一氧化氮中的氮为+2价,因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气:4NH3+6NO5N2+6H2O。
答案:(1)N2O5、SO2、SO3
(2)NH3 NH3·H2ON+OH-
(3)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
(4)4NH3+6NO5N2+6H2O
10. 解析:工业上制硝酸的原理:转化器中发生反应4NH3+5O24NO+6H2O、热交换器中发生反应2NO+O2===2NO2、吸收塔中发生的主要反应3NO2+H2O===2HNO3+NO。(1)由图和分析知,工业制备硝酸的原料有NH3、H2O和空气。(2)热交换器内发生的化学反应为2NO+O2===2NO2,为放热反应。(3)转化器中NH3发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。该反应过程中主要产物是NO而不是NO2的可能原因是实验条件下NO稳定或实验条件下NO2能分解生成NO和氧气。(4)吸收塔中发生的主要反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,该反应过程中,+4价N,分别升高为+5价,降低为+2价,理论上每生成1 mol HNO3,转移的电子数为1 mol。(5)硝酸应该密封贮存在低温、避光处的原因是硝酸受热或见光易分解。(6)①反应(ⅰ)中+4价N元素和+2价N元素均变为+3价,故氧化剂是NO2;反应(ⅱ)中+4价N元素分别变为+3价和+5价,还原剂是NO2。②根据反应(ⅰ)、反应(ⅱ)可知,若NO和NO2物质的量之比小于1∶1,会导致Ca(NO2)2产品中混有Ca(NO3)2杂质,若NO和NO2物质的量之比大于1∶1,会导致放出的气体中NO含量升高。
答案:(1)空气 (2)放热
(3)4NH3+5O24NO+6H2O 实验条件下NO稳定(或实验条件下NO2能分解生成NO和氧气)
(4)3NO2+H2O===2HNO3+NO 1
(5)硝酸受热或见光易分解
(6)①NO2 NO2 ②若NO和NO2物质的量之比小于1∶1,会导致Ca(NO2)2产品中混有Ca(NO3)2杂质,若NO和NO2物质的量之比大于1∶1,会导致放出的气体中NO含量升高
11.解析:(1)分析表中的物质和数据可知涉及的污染物主要是SO2、NO2和可吸入颗粒物(PM10)。(2)①酸雨的pH<5.6。②根据流程图,反应b是二氧化硫的催化氧化反应,反应的化学方程式为2SO2+O22SO3。③亚硫酸能够被空气中的氧气氧化生成硫酸,pH变小。④用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,该反应的化学方程式为SO2+2NaOHNa2SO3+H2O,离子方程式为2OH-+SO2S+H2O。
答案:(1)SO2、NO2 (2)①< ②2SO2+O22SO3 ③2H2SO3+O22H2SO4 ④2OH-+SO2S+H2O
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