第16讲 硫循环和氮循环新 （暑假预习讲义）新高一化学沪科版

第16讲 硫循环和氮循环 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.了解硫循环和氮循环的化学过程； 2.知道人类活动对硫循环和氮循环的影响。 3. 理解硫、氮元素转化为酸雨的路径。 4. 掌握酸雨定义(pH<5.6 的降水)及主要成分(H2SO4、HNO3) 5. 了解酸雨的危害及防治措施。 6. 知道生态文明是实现人与自然和谐共生的必然要求。 预习重点 硫循环和氮循环、理解硫、氮元素转化为酸雨的路径 预习难点 硫循环和氮循环中物质的转化 情｜境｜启｜思 煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。它们有哪些危害呢？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 自然界中硫的循环 1. 自然界中硫的循环 （1） 相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。如： 从左到右的转化，加入碱可以实现； 从右到左的转化，加入酸可以实现 （2） 不同价态硫元素的转化与性质 硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。 利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化为高价态； 利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。 序号 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 转化后的含硫物质 ① -20 H2S O2（不足） S SO2 ② 0-2 S H2 H2S Fe或Cu FeS或CuS ③ -2+4 H2S O2（足量） SO2 ④ 0+4 S O2 SO2 ⑤ +40 SO2 H2S S ⑥ +4+6 SO2 O2 SO3 Cl2 H2SO4 ⑦ +6+4 H2SO4 Cu SO2 不同价态硫元素的转化,可通过氧化还原反应实现 ①－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S； ②0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性； ③＋6价硫处于最高价态，只有氧化性。 （3） 硫单质及其化合物之间的转化规律 规律一：只靠拢，不交叉 当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降 ①和发生氧化还原反应时，只能转化为中间价态，不可能交叉 ②相邻价态的两物质间不发生氧化还原反应.如：S和H2S、 S和SO2， SO2和H2SO4 之间均不发生氧化还原反应。 ③含硫物质典型的归中反应 规律二：邻位价态原则 ① S处于硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，一般会升至相邻的价态 H2S+2FeCl3=2HCl+2FeCl2+S↓ ②S能发生自身氧化还原反应(即歧化反应)，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。 3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O 【例1】氮、硫元素的“价—类”二维图如下。下列有关叙述正确的是 A．工业上制备的途径为 B．a和c′共同通入水中，只能生成一种盐 C．b′和氧气在一定条件下可直接生成d′ D．向铜与f′的浓酸反应后的溶液中加水稀释，可看到溶液变为蓝色 【答案】A 【分析】根据元素的类图可知：a是NH3，b是N2，c是NO，d是NO2，e是硝酸或硝酸盐；a'是H2S，b'是S，c'是SO2，d'是SO3，e'是亚硫酸或亚硫酸盐，f'是硫酸或硫酸盐，然后根据问题分析解答。 【详解】A．NH3与O2催化反应产生NO，NO被O2氧化产生NO2，NO2被H2O吸收得到HNO3和NO，故工业上制备HNO3的途径为a→c→d→e，A正确； B．a是NH3，c'是SO2，二者在溶液中反应可能产生(NH4)2SO3，也可能产生NH4HSO3，因此可形成两种盐，B错误； C．b'是S，d'是SO3，该反应不能直接发生，需要S先与氧气反应生成SO2，然后SO2再被氧化为SO3，C错误； D．铜和浓硫酸反应后，混合液中剩余大量浓硫酸，稀释浓硫酸必须将反应后的混合液缓慢注入水中，若反向向反应液中加水，水密度小于浓硫酸，会浮在表面，导致暴沸飞溅，操作和叙述均错误，D错误； 故选A。 【即练1】保护环境，就是关爱自己。下列说法中你认为不正确的是 A．空气质量日报的主要目的是树立人们环保意识，同时也让人们知道了二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物是大气主要污染物 B．酸雨是指pH小于7的雨水 C．为了减少二氧化硫和二氧化氮的排放，工业废气排放到大气之前必须回收处理 D．氯气是一种有毒气体，但可以用于自来水的杀菌消毒 【答案】B 【详解】A．空气质量日报的主要报道内容包含二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物等大气主要污染物，能够帮助人们树立环保意识，A正确； B．正常雨水因溶解二氧化碳pH约为5.6，酸雨的定义是pH小于5.6的雨水，并非pH小于7的雨水，B错误； C．二氧化硫和二氧化氮是常见大气污染物，会引发酸雨等环境问题，工业废气排放到大气前必须回收处理以减少二者排放，C正确； D．氯气是黄绿色有毒气体，其与水反应生成的次氯酸具有强氧化性，能够杀死水中的病菌，可用于自来水的杀菌消毒，D正确； 故答案选B。 【即练2】火山喷发时硫元素的转化示意图如图。已知：甲和乙是两种酸性氧化物，丙是硫元素的最简单氢化物，丁和戊是两种硫元素的含氧酸。下列说法正确的是 A．一定条件下，1 mol甲与1 mol 充分反应，可生成1 mol乙 B．丙的热稳定性弱于 C．丁和戊都是强酸 D．S在岩层深处更容易发生氧化反应 【答案】B 【分析】丙是硫元素的最简单氢化物，为；甲、乙为含硫酸性氧化物，结合转化关系可知甲为、乙为；丁为、戊为。 【详解】A．与生成的反应为可逆反应，无法进行完全，1 mol与1 mol充分反应生成的小于1 mol，A错误； B．元素非金属性越强，气态氢化物热稳定性越强，非金属性，故的热稳定性弱于，B正确； C．丁为，属于弱酸，戊为，属于强酸，二者不都是强酸，C错误； D．S在岩层深处转化为硫化物，S元素化合价降低，发生还原反应，而非氧化反应，D错误； 故选B。 知识点02 自然节中氮的循环 1. 自然界中的氮循环化学过程 氮循环是自然界中又一种重要的物质循环方式，其主要的化学过程如下： 空气中的氮气与氧气在放电条件下反应，使游离态的氮转化为化合态的氮。 自然界中，通过这种固氮所形成的含氮化合物很少，大部分是来自生物固氮。生物固氮酶将空气中的氮气还原为氨，氨溶于水后产生铵根离子，被植物吸收。 铵根离子经土壤中细菌的作用转化为硝酸根离子，这种氧化过程称为硝化作用。硝酸根离子是可被植物吸收的另一种形态。 在氧气不足的条件下，土壤中的细菌又将硝酸根转化为氮气，且从土壤中释放出来。这是硝酸根在土壤中的细菌作用下被还原的过程，称为反硝化作用。 2. 氮及其化合物之间的相互转化 图中序号所代表反应的化学方程式为 3. 含氮物质的价类二维图 【例2】图中为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是 A．X属于酸性氧化物 B．NO2转化为HNO3一定需要加入氧化剂 C．一定条件下，NO2和NH3反应可以转化成N2 D．工业上用N2和H2合成NH3不属于氮的固定 【答案】C 【详解】A．根据示意图可知X是NO，NO和碱不反应，不属于酸性氧化物，A错误； B．NO2转化为HNO3不一定需要加入氧化剂，例如二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，B错误； C．一定条件下，NO2和NH3可以发生氧化还原反应生成水和N2，C正确； D．从游离态（N2）的氮转化为化合态的氮（NH3）属于氮的固定，D错误； 故选C。 【即练3】如图所示是自然界中氮元素的循环示意图，其中②③④等过程可以在土壤中微生物作用下完成。结合图示判断下列说法错误的是 A．①②③④涉及的反应均为氧化还原反应 B．闪电作用下氮气转化的过程属于自然固氮，该过程过多也存在危害 C．研究使小麦、水稻等植物实现自行固氮，能降低氮肥的施用，减少水体富营养化的发生 D．若参与②③反应的氮元素均无损失，则②和③消耗的物质的量之比为1：3 【答案】D 【详解】A．在自然界氮循环中，过程①氮气与氧气在闪电作用下反应生成一氧化氮，氮元素从0价变为+2价，是氧化还原反应。过程②氨或铵盐转化为亚硝酸盐，氮元素化合价升高，是氧化还原反应。过程③亚硝酸盐转化为硝酸盐，氮元素化合价升高，是氧化还原反应。过程④硝酸盐转化为氮气，氮元素化合价降低，是氧化还原反应。所以1、2、3、4涉及的反应均为氧化还原反应，A正确； B．闪电作用下氮气转化为含氮化合物，该过程将游离态的氮转化为化合态的氮，属于自然固氮。过多的氮氧化物会导致酸雨、光化学烟雾等环境问题，所以该过程太多也存在危害，B正确； C．若小麦、水稻等植物能实现自然固氮，就可以减少人工合成氮肥的使用。减少氮肥使用能降低因氮肥流失造成的水体富营养化的发生，C正确； D．过程②中转化为，根据得失电子守恒，中氮元素从-3价升高到+3价，失去6 mol电子，得到4 mol电子，设消耗物质的量为x，则，解得；过程③中转化为，中氮元素从+3价升高到+5价，失去2 mol电子，设消耗物质的量为y，则，解得。若参与2、3反应的氮元素均无损失，设参与反应的和物质的量均为1 mol，则2和3消耗氧气的物质的量之比为，D错误； 故选D。 【即练4】物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为氮及其部分化合物的“价-类”二维图，下列说法正确的是 A．b能与NaOH溶液反应 B．b和c都是酸性氧化物 C．用两只玻璃棒分别蘸取a的浓溶液与d的浓溶液，靠近后会产生白烟 D．Al与d的浓溶液常温下不反应，故可以用铝槽车运输d的浓溶液 【答案】C 【分析】根据价-类二维图中元素的化合价以及物质类别可知，a为NH3，b为NO，c为NO2或N2O4，d为HNO3。 【详解】A．NO不能与NaOH溶液反应，A错误；    B．酸性氧化物是指能与水作用生成酸或与碱作用生成盐和水的氧化物（且生成物只能有一种盐和水，不可以有任何其它物质生成）；NO不和碱反应，不是酸性氧化物，二氧化氮水反应生成硝酸和NO，也不是酸性氧化物，B错误； C．两支玻璃棒分别蘸取浓硝酸与浓氨水，靠近后挥发出的氨气和硝酸生成硝酸铵，出现白烟，C正确； D．常温下，铝被浓硝酸氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，可以阻止酸与内层金属的进一步反应，而不是不和铝反应，D错误； 故选C。 知识点03 酸雨的危害及人类与自然的和谐共生 1. 酸雨 雨水一般呈弱酸性， pH≈5.6 CO2+H2O=H2CO3 排放的酸性气体未经处理而排放到空气中，可能导致降雨的酸性增强 酸雨：pH＜5.6 的雨水 2. 酸雨的成因 酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。 成因：主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。 3. 酸雨类型 （1） 硫酸型酸雨的形成过程 ①2SO2+O2 2SO3 ②SO2+H2O=H2SO3 ③SO3+H2O=H2SO4 ④2H2SO3+O2=2H2SO4 （2） 硝酸型酸雨的形成过程 ①2NO＋O2===2NO2 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 4. 酸雨的危害和防治 （1） 酸雨的危害 ①导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康 ②直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化 ③加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀 （2） 酸雨的防治 ①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源 ②对酸性物质的排放加以控制。如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用；控制汽车尾气排放。 ③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识 5. 建立人与自然的和谐共生 自然界中，陆地、海洋、大气中的硫、氮、碳等元素，建立起各自的循环和平衡。随着社会的发展，过度开采、消耗资源，破坏了自然界的平衡，从而出现了气候变暖、 资源减少、臭氧层破坏、生物多样性减少、土地荒漠化等 现象，使生态系统不断遭受破坏。很明显，不受限制的增长方式是不可持续的，因此人类开始开发新能源和新技术，尽可能减少人为的二氧化硫和氮氧化物大量排放，建立人与自然和谐共处的生态文明。 生态文明是人类社会进步的重大成果，是实现人与自然和谐共生的必然要求。人与自然的关系是人类社会最基本的关系。自然界是人类社会产生、存在和发展的基础和前提，人类社会可以通过社会实践活动有目的地利用、改造自然，但人类的行为方式必须符合自然规律。 【例3】煤在燃烧时会产生，造成环境污染。下列说法错误的有 A．是形成酸雨的主要气体 B．用碱液吸收燃煤废气可减少环境污染 C．往燃煤中混入生石灰，可减少排放 D．有还原性，浓硫酸有强氧化性，所以不能用浓硫酸干燥 【答案】D 【详解】A．是硫酸型酸雨的主要形成气体，属于形成酸雨的主要气体之一，说法正确，A不符合题意； B．是酸性氧化物，可与碱液发生反应被吸收，能减少燃煤废气的环境污染，说法正确，B不符合题意； C．生石灰的主要成分为，可与反应生成亚硫酸钙，进一步被氧化为硫酸钙，实现钙基固硫，减少排放，说法正确，C不符合题意； D．中为+4价，浓硫酸中为+6价，二者为硫元素的相邻价态，不会发生氧化还原反应（不存在+5价的硫），因此可以用浓硫酸干燥，说法错误，D符合题意； 故答案选D。 【即练5】酸雨对环境危害巨大，下列关于酸雨及其防治的说法正确的是 A．pH<7的雨水称为酸雨 B．煤和石油的燃烧、汽车尾气等产生的SO2、NOx是形成酸雨的主要污染物 C．在酸雨形成过程中没有氧化还原反应发生 D．将含硫煤与石灰石混合燃烧，可同时减少SO2和CO2的排放 【答案】B 【详解】A．正常雨水溶解后pH约为5.6，只有pH<5.6的雨水才称为酸雨，A错误； B．煤和石油的燃烧、汽车尾气等产生的、会分别转化为硫酸、硝酸，是形成酸雨的主要污染物，B正确； C．酸雨形成过程中，转化为硫酸、转化为硝酸的过程均存在元素化合价升降，有氧化还原反应发生，C错误； D．将含硫煤与石灰石混合燃烧时，石灰石可吸收生成硫酸盐减少排放，但石灰石高温分解会生成，无法减少排放，D错误； 故选B。 【即练6】化学与人类生活的环境息息相关，下列说法正确的是 A．NO、NO2与空气按一定比例通入水中制硝酸，原子利用率有望实现100% B．汽车排气口处发生反应：N2+O22NO2 C．燃煤中加入生石灰，可以遏制酸雨、温室效应的形成 D．图2过程①种植豆科植物将氮气转化为氨，属于人工固氮 【答案】A 【详解】A．根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，NO、NO2与空气按一定比例通入水中制硝酸，原子利用率有望实现100%，A正确； B．高温时N2转化为NO，B错误； C．燃煤中加入生石灰可减少等排放以减少酸雨，但无法减少排放，温室效应主要由引起，C错误； D．豆科作物根瘤菌将N2转化为NH3，属于自然固氮，D错误； 故选A。 1．某同学用如下装置在通风橱内进行铜与稀硝酸反应的探究实验，下列说法正确的是 A．注射器A中的稀硝酸与NaHCO3反应体现了硝酸的酸性和氧化性 B．当观察到澄清石灰水变浑浊后关闭止水夹1、2，将铜丝伸入稀硝酸中观察到铜丝溶解，产生红棕色气体 C．铜与稀硝酸反应后，将注射器B中的空气注入具支试管，试管内气体会变成红棕色 D．澄清石灰水可吸收挥发出来的NO，同时防止外界空气进入具支试管中干扰实验 【答案】C 【分析】先打开止水夹1、2，将注射器A中的稀硝酸注入，与反应生成二氧化碳，排尽装置内空气，当观察到澄清石灰水变浑浊，说明装置内空气被排尽了，然后关闭止水夹1、2，将铜丝伸入稀硝酸中，进行铜与稀硝酸的反应，有无色气体产生，再将注射器B的空气注入具支试管中，观察气体颜色变化，据此分析： 【详解】A．注射器A中的稀硝酸与反应生成硝酸钠、水和二氧化碳，发生的是复分解反应，体现了硝酸的酸性，A错误； B．当观察到澄清石灰水变浑浊，说明装置内空气被排尽了，然后关闭止水夹1、2，铜与稀硝酸反应生成，故将铜丝伸入稀硝酸中，观察到铜丝溶解，有无色气体产生，B错误； C．铜与稀硝酸反应后，将注射器B中的空气注入具支试管，发生反应，故试管内气体会变成红棕色，C正确； D．难溶于水，也不与碱溶液反应，澄清石灰水不能吸收挥发出来的，D错误； 答案选C。 2．硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。下列说法不正确的是 A．黄铁矿和硫磺分别燃烧产生相同质量，两者反应转移电子数相等 B．在一定条件下，和反应转变为的量要小于 C．工业上吸收不可以用水来替代98.3%浓硫酸 D．含二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸 【答案】A 【分析】硫磺或黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫在加热催化剂条件下，生成三氧化硫，三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，得到硫酸，据此回答。 【详解】A．根据反应，生成转移电子，则生成转移电子；S燃烧产生转移电子，因此，黄铁矿和硫磺分别燃烧产生相同质量的，两者反应转移电子数不相等，A错误； B．由于SO2和O2反应为可逆反应，和反应转变为的物质的量要小于，B正确； C．若用水吸收，与水反应放出大量热，会形成酸雾，阻碍​的持续吸收，还会污染环境，因此不能用水代替98.3%的浓硫酸，C正确； D．含废气经氧化后能生成，用98.3%的浓硫酸吸收生成硫酸，故含废气经回收后也可用于制备硫酸，D正确； 故选A。 3．如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．甲只具有氧化性 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 【分析】甲、乙在常温下均为气体，丙为液体，丁为固体，结合图示信息，甲为H2S、乙为SO2、丙为SO3、丁为S，据此解答。 【详解】A．甲为H2S，S为-2价，只有还原性，但其中的H为＋1价，具有氧化性，H2S既有氧化性，又有还原性，A错误； B．乙、丙分别为二氧化硫、三氧化硫，均能与碱反应生成盐和水，均为酸性氧化物，B正确； C．乙为二氧化硫，S为＋4价，处于中间价态，既有氧化性，又有还原性，C正确； D．丁为单质S，为黄色或淡黄色固体，D正确； 故选A。 4．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A． B． C．石英砂粗硅高纯硅 D．提取食盐后的母液溶液 【答案】C 【详解】A．在氧气中点燃只能生成，无法直接得到，第一步转化不能实现，A错误； B．在氧气中点燃反应生成和，无法直接得到，第二步转化不能实现，B错误； C．石英砂主要成分为，和焦炭在高温下反应制得粗硅，粗硅与在加热条件下反应生成，再与在高温下反应可得到高纯硅，所有转化均能实现，C正确； D．电解溶液得到的是氢氧化镁、氢气和氯气，无法得到金属，需电解熔融态才能制得，第三步转化不能实现，D错误； 故答案选C。 5．众多化工产品能见到硫元素、氮元素等踪迹。下列说法正确的是 A．硫元素、氮元素均有多种氧化物，二者的氧化物都属于酸性氧化物 B．硫元素、氮元素在自然界的存在形式都有游离态和化合态 C．浓硫酸、浓硝酸都具有很强的氧化性，受热都能发生分解反应 D．将二氧化硫的水溶液放置在空气中一段时间，酸性减小，pH增大 【答案】B 【详解】A．氮元素的氧化物如NO、NO2不属于酸性氧化物，并非硫、氮的所有氧化物都属于酸性氧化物，A错误； B．自然界中硫元素在火山喷口附近存在游离态硫单质，氮元素的游离态主要为空气中的，二者也均存在化合态，B正确； C．浓硫酸热稳定性较强，受热不会分解，仅浓硝酸受热易发生分解反应，C错误； D．二氧化硫的水溶液中含，放置在空气中会被氧化为强酸，酸性增强，pH减小，D错误； 故选B。 6．分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度，氮元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．常温下，d通常存在两种分子 B．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→b→d→e C．在一定条件下，b可将c、d还原为a D．e的浓溶液应保存在棕色试剂瓶中 【答案】B 【分析】根据价类二维图确定各物质：a为，b为，c为，d为，e为，由此解答； 【详解】A．d为+4价氮的氧化物，常温下存在平衡，体系中存在和两种分子，A正确； B．“雷雨发庄稼”的转化为：放电时和化合生成，被氧化为，和水反应生成，即转化为，不涉及的转化，B错误； C．b为，具有还原性，可与、发生归中反应生成，C正确； D．e为，浓硝酸见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中避光保存，D正确； 故答案为B。 7．单质及其化合物之间有很多转化关系。表中所列物质不能按如图(“”表示一步完成)关系相互转化的是 a b c A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．与水反应一步生成，与盐酸反应一步生成，电解熔融一步得到，可实现转化，A不符合题意； B．与加热反应一步生成，但不溶于水，不能一步反应生成，且也无法一步得到，不能实现转化，B符合题意； C．与在高温高压催化剂条件下化合生成，发生催化氧化反应一步生成，与发生归中反应可一步生成，可实现转化，C不符合题意； D．与点燃化合生成，与发生中和反应一步生成，电解熔融或饱和溶液均可一步得到，可实现转化，D不符合题意； 故选B。 8．由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的过程如下。 下列说法不正确的是 A．酸浸时通入可提高浸出率 B．酸浸后滤液中主要金属阳离子有：、、 C．除镉时发生的离子方程式： D．沉锌前可加入ZnO或调节溶液的pH 【答案】C 【分析】原料为闪锌矿，主要含、及少量，目标产物为。酸浸环节加入和，硫化物中硫元素被氧化为单质，金属离子进入溶液，被氧化为；后续依次经过除铁、加除镉生成沉淀、调pH、沉锌得到目标产物。 【详解】A．酸浸时通入可将硫化物中的硫元素氧化为单质硫，促进硫化物溶解，提高浸出率，A正确； B．酸浸时可将溶解产生的氧化为，因此酸浸后滤液中主要金属阳离子为、、，B正确； C．是弱电解质，离子方程式中不能拆写为，正确离子方程式为，C错误； D．加入或可与溶液中反应调节pH，且不会引入新的杂质离子，D正确； 故选 C。 9．某城镇的生产和生活区的分布情况如下图所示，下列说法正确的是 A．火力发电厂燃煤中加入以减少酸雨的形成及温室气体的排放 B．硝酸铵固体受热或经撞击易发生爆炸，不能用作氮肥 C．污水处理厂可用硫酸亚铁、硫酸铝、聚合硫酸铝等混凝剂处理细小悬浮物 D．氯气是一种有毒气体，不能用于自来水的杀菌、消毒 【答案】C 【详解】A．燃煤中加入可与反应减少酸雨的形成，无法减少温室气体的排放，A错误； B．硝酸铵含氮量较高，只要严格按照规范储存、使用，就可以用作氮肥，B错误； C．硫酸亚铁、硫酸铝、聚合硫酸铝等在水中可水解生成胶体，能够吸附细小悬浮物使之沉降，可用作污水处理的混凝剂，C正确； D．氯气虽有毒，但它与水反应生成的次氯酸具有强氧化性，可杀菌消毒，控制合适用量时可用于自来水的杀菌、消毒，D错误； 故答案为C。 10．元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是 A．工业制备硝酸：N2NONO2HNO3 B．侯氏制碱法原理：NaCl(aq) NaHCO3Na2CO3 C．制备胶体：Fe2O3FeCl3Fe(OH)3胶体 D．工业制取硫酸：SSO3H2SO4 【答案】B 【详解】A．工业制备硝酸采用氨催化氧化法，以NH3为原料制取NO，氮气放电制NO能耗高、成本大，不用于工业生产，转化不能实现，A错误； B．侯氏制碱法中，饱和NaCl溶液先通入NH3使溶液呈碱性，可增大CO2的吸收量，反应析出溶解度较小的NaHCO3，NaHCO3受热分解生成Na2CO3，转化能实现，B正确； C．FeCl3溶液中加入稀氨水会发生复分解反应生成Fe(OH)3沉淀，无法得到胶体，制备Fe(OH)3胶体应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，转化不能实现，C错误； D．S在过量O2中点燃只能生成SO2，SO2需在催化剂、加热条件下与O2反应才能生成SO3，转化不能实现，D错误； 故答案选B。 11．联合MgCO3和侯氏制碱工艺制MgCl2、纯碱，物质转化如图。下列说法不正确的是 A．该工艺理论上可实现氮元素循环利用率达100% B．①中应向d溶液中先通入NH3，再通入CO2 C．物质c为MgCl2，e为CO2 D．向a滤液中加入适量NH3和NaCl利于析出NH4Cl固体 【答案】C 【详解】A．工艺中参与反应后转化为，与反应又重新生成可循环使用，理论上氮元素循环利用率达100%，A正确； B．为饱和食盐水，在水中溶解度远大于，先通使溶液呈碱性，可增大溶解量，提高产率，B正确； C．反应③中和反应生成的为，但反应④中分解生成纯碱的同时，产物为和，并非只有，C错误； D．滤液中含和，加入增大浓度、加入增大浓度，利用同离子效应降低溶解度，利于析出固体，D正确； 因此答案选C。 12．为了处理一批氨氮废水(体积为800 L，的浓度为)和工业废气(含、、、、)，技术员设计了如图所示的方案。下列说法正确的是 A．固体1中只有和 B．定向捕获的目的是除去气体2中的 C．二次吸收步骤中，可以通入过量的 D．将该批氨氮废水中的完全转化为无污染气体，至少需要16 mol 【答案】D 【分析】工业废气(含、、、、)经过一次吸收（过量石灰乳）后，、被吸收，生成、沉淀，还有过量的，所以固体 1 是三者混合物，即固体1为、、。气体1剩余、、，经过二次吸收，与溶液反应生成，气体2剩余、。溶液与氨氮废水（含）反应，生成无污染气体，反应的离子方程式为：。据此分析解题。 【详解】A．工业废气(含、、、、)经过一次吸收（过量石灰乳）后，、被吸收，生成、沉淀，还有过量的，所以固体 1 是三者混合物，即固体1为、、，A错误； B．气体 1 中已在一次吸收中被除去，气体 2 的成分是、，定向捕获是除去，B 错误； C．若过量，会被氧化为，无法生成，所以不可以通入过量的，C 错误； D．计算的物质的量为，根据反应可得：，D正确； 故答案选D。 13．硫酸锰是一种重要的化工中间体，一种以高硫锰矿(主要成分为和FeS，主要杂质为：、，还含有少量Fe、Al、Cu、Ni等元素的氧化物或硫化物)为原料制取硫酸锰的工艺流程如下。 回答下列问题： (1)杂质Ca元素位于元素周期表第___________周期，第___________族。 (2)为提高“酸浸”过程中的效率，可采取的措施为___________。 (3)若高硫锰矿不经“焙烧”直接用“酸浸”，会产生的污染物是___________(填化学式)。 (4)已知“滤渣2”中含有Fe元素和Al元素，则加入的试剂A可能为___________(填化学式)，写出“氧化”步骤对应的离子方程式___________。 (5)与“滤渣4”主要成分相同的天然矿物的名称是___________，“滤渣3”的主要成分有___________(填化学式)。 (6)“碳化结晶”生成的离子方程式为___________，“碳化结晶”需选择合适的温度，原因是___________。 【答案】(1) 四 ⅡA (2)适当提高酸浸温度或适当增大硫酸浓度或粉碎原料等 (3) (4) 或 或 (5) 萤石 CuS、NiS (6) 温度过高碳酸氢铵分解，温度太低反应速率太慢 【分析】高硫锰矿焙烧，得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、CaO、SiO2、NiO、CuO等，加入硫酸反应生成Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Ni2+、Cu2+、Ca2+，若试剂A为MnO2，则二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，碳酸钙中和溶液的pH，使铁离子与铝离子转化为沉淀除去，硫化除杂除去Ni2+、Cu2+，氟化除杂过程中加入MnF2，使溶液中的Ca2+转化为沉淀，最后加入碳酸氢铵，将锰离子转化为碳酸锰沉淀，再加硫酸溶解得硫酸锰溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等得到硫酸锰晶体； 【详解】（1）Ca为20号元素，位于元素周期表第四周期第IIA族； （2）酸浸时提高效率，可从增大接触面积、提高反应速率等方面考虑，如适当提高酸浸温度、适当增大硫酸浓度、将矿石粉碎等； （3）若不经焙烧直接用H2SO4酸浸，矿石中的FeS等硫化物会与酸反应生成有毒气体H2S，造成污染； （4）①滤液2中含有Fe2+和Al3+，氧化步骤是将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续水解沉淀除铁，因此氧化剂A可为MnO2或H2O2； 若用MnO2作氧化剂，离子方程式为：MnO2+ 2Fe2++4H+ =Mn2++2Fe3++2H2O， 若用H2O2作氧化剂，离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++2H2O； （5）①滤渣4与主要成分相同的天然矿物是萤石，主要成分为CaF2； ②加入(NH4)2S后，Cu2+、Ni2+与S2-生成难溶硫化物沉淀，因此滤渣3的主要成分为CuS、NiS； （6）① “碳化结晶”时，Mn2+与碳酸氢根反应生成MnCO3沉淀，同时放出CO2，离子方程式为：； ② “碳化结晶”需要选择适合温度，是因为温度过高会使碳酸氢铵分解，温度过低反应速率太慢。 14．S和是自然界中硫循环的重要组成部分。 Ⅰ.S的产生与去除 (1)硫元素在周期表中的位置为_________。 (2)水体中的与在微生物作用下可转化为一种十分稳定的气体和淡黄色沉淀，该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为_______。 (3)废水中的硫化物可用将其氧化为单质S进行回收。用适量30%的溶液将废水中的转化为单质S，加入量过多时，废水中单质S的回收率下降的原因可能是_________。 Ⅱ.烟气中的处理与利用 (4)大量排放造成酸雨等环境问题，工业上用双碱脱硫法处理废气，过程如图所示，其中可循环使用的试剂是_________，写出总反应方程式_________。 (5)的脱除：用过量氨水吸收，生成的盐的化学式为_________。 Ⅲ.烟气中的测定：如图所示，向装置通入含烟气，当通入40 L烟气时恰好完全反应，停止通入烟气；将吸收液转移至锥形瓶中，并用水洗涤装置2~3次，将洗涤液与吸收液合并；向吸收液中加入过量溶液，完全反应后过滤洗涤干燥，得到沉淀0.233 g。 (6)将洗涤液与吸收液合并的目的是_________。 (7)计算该烟气中的含量_________。 【答案】(1)第三周期第ⅥA族 (2) (3)过量的将硫元素氧化成更高价态，如 (4) NaOH和 (5) (6)使残留在装置中的含硫物质全部进入吸收液，保证所有硫元素都转化为沉淀，减小实验误差，避免测定结果偏低 (7)1.6 【详解】（1）硫元素是16号元素，在周期表中的位置为第三周期第ⅥA族； （2）水体中的与在微生物作用下可转化为一种十分稳定的气体（N2）和淡黄色沉淀（S），该反应中S元素由+6价下降到0价被还原，作氧化剂；N元素由-3价上升到0价被氧化，作还原剂，根据得失电子守恒，，氧化剂和还原剂物质的量之比为； （3）具有强氧化性，加入量过多时，硫元素会被氧化成更高价态，如，导致废水中单质S的回收率下降； （4）由图可以看到，NaOH、生成又被消耗，在反应中可循环使用；由图可知，反应物为、和O2，生成物为，根据原子守恒、得失电子守恒配平方程式为； （5）用过量氨水吸收，生成亚硫酸铵，化学式为； （6）将洗涤液与吸收液合并的目的是：使残留在装置中的含硫物质全部进入吸收液，保证所有硫元素都转化为沉淀，减小实验误差，避免测定结果偏低； （7）二氧化硫具有还原性，烟气用含淀粉的碘水吸收，发生氧化还原反应，被氧化为，加入过量溶液，转化为沉淀，由原子守恒可得，所以，该烟气中的含量为。 15．硝酸是一种重要的化工原料。某化学兴趣小组在实验室模拟工业制的装置如图所示，其中a为一个可持续鼓入空气的气囊。 回答下列问题： (1)的电子式为____________，盛放碱石灰的仪器名称是________________。装置A中反应的化学方程式为_________________________________。 (2)装置B中发生反应的化学方程式为_________________________________。 (3)装置C中浓硫酸的主要作用是________________________。 (4)装置E中生成硝酸的离子方程式为_________________________________。 (5)氮氧化物()会造成酸雨和光化学烟雾。 已知：① ② 现有仅含0.5mol氮氧化物(NO和)成分的尾气，用8mol/L的NaOH溶液完全吸收。无气体放出，吸收后的溶液中，所用NaOH溶液的体积为___________mL；若将尾气中NO与的平均组成记为，则___________。 【答案】(1) 球形干燥管 (2) (3)除去过量的 (4) (5) 125 1.7 【分析】在装置A中制取NH3，用碱石灰干燥后，和氧气一起通入硬质试管中，在催化剂作用下，反应生成NO，在D中得到NO2，在E中NO2与水反应得到硝酸，最后进行尾气处理。 【详解】【小题1】氨气分子中的中心原子N原子与每个H原子间都共用1对电子，N原子的外围达到8电子结构，其电子式；盛放碱石灰的仪器名称是球形干燥管；装置A中发生的是制取氨气的反应，方程式为：。 【小题2】装置B中进行的是氨气和氧气发生的催化氧化反应，方程式为：。 【小题3】装置C中的浓硫酸的主要作用是除去氮氧化物气体中的氨气杂质，防止生成硝酸铵导致产品不纯和产率降低。 【小题4】装置E中生成硝酸的离子方程式为：。 【小题5】已知①、②，用氢氧化钠溶液吸收氮氧化物尾气后的溶液中：，，根据氮元素守恒可知： ，由上面比例可知最终溶液中：，由钠元素守恒可知最初溶液中：，所用氢氧化钠溶液的体积为：；若将尾气中NO与NO2的平均组成记为 ，则此时氮元素的平均化合价为，根据上述反应产物可知，根据产物中量的比例关系及电子得失守恒可得方程：，解方程可得：。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第16讲 硫循环和氮循环 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.了解硫循环和氮循环的化学过程； 2.知道人类活动对硫循环和氮循环的影响。 3. 理解硫、氮元素转化为酸雨的路径。 4. 掌握酸雨定义(pH<5.6 的降水)及主要成分(H2SO4、HNO3) 5. 了解酸雨的危害及防治措施。 6. 知道生态文明是实现人与自然和谐共生的必然要求。 预习重点 硫循环和氮循环、理解硫、氮元素转化为酸雨的路径 预习难点 硫循环和氮循环中物质的转化 情｜境｜启｜思 煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。它们有哪些危害呢？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 自然界中硫的循环 1. 自然界中硫的循环 （1） 相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。如： 从左到右的转化，加入碱可以实现； 从右到左的转化，加入酸可以实现 （2） 不同价态硫元素的转化与性质 硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。 利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化为高价态； 利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。 序号 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 转化后的含硫物质 ① -20 H2S O2（不足） S SO2 ② 0-2 S H2 H2S Fe或Cu FeS或CuS ③ -2+4 H2S O2（足量） SO2 ④ 0+4 S O2 SO2 ⑤ +40 SO2 H2S S ⑥ +4+6 SO2 O2 SO3 Cl2 H2SO4 ⑦ +6+4 H2SO4 Cu SO2 不同价态硫元素的转化,可通过氧化还原反应实现 ①－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S； ②0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性； ③＋6价硫处于最高价态，只有氧化性。 （3） 硫单质及其化合物之间的转化规律 规律一：只靠拢，不交叉 当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降 ①和发生氧化还原反应时，只能转化为中间价态，不可能交叉 ②相邻价态的两物质间不发生氧化还原反应.如：S和H2S、 S和SO2， SO2和H2SO4 之间均不发生氧化还原反应。 ③含硫物质典型的归中反应 规律二：邻位价态原则 ① S处于硫元素的最低价态，只有还原性。它与氧化剂反应，一般会升至相邻的价态 ______________________________ ②S能发生自身氧化还原反应(即歧化反应)，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。 ______________________________ 【例1】氮、硫元素的“价—类”二维图如下。下列有关叙述正确的是 A．工业上制备的途径为 B．a和c′共同通入水中，只能生成一种盐 C．b′和氧气在一定条件下可直接生成d′ D．向铜与f′的浓酸反应后的溶液中加水稀释，可看到溶液变为蓝色 【即练1】保护环境，就是关爱自己。下列说法中你认为不正确的是 A．空气质量日报的主要目的是树立人们环保意识，同时也让人们知道了二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物是大气主要污染物 B．酸雨是指pH小于7的雨水 C．为了减少二氧化硫和二氧化氮的排放，工业废气排放到大气之前必须回收处理 D．氯气是一种有毒气体，但可以用于自来水的杀菌消毒 【即练2】火山喷发时硫元素的转化示意图如图。已知：甲和乙是两种酸性氧化物，丙是硫元素的最简单氢化物，丁和戊是两种硫元素的含氧酸。下列说法正确的是 A．一定条件下，1 mol甲与1 mol 充分反应，可生成1 mol乙 B．丙的热稳定性弱于 C．丁和戊都是强酸 D．S在岩层深处更容易发生氧化反应 知识点02 自然节中氮的循环 1. 自然界中的氮循环化学过程 氮循环是自然界中又一种重要的物质循环方式，其主要的化学过程如下： 空气中的氮气与氧气在放电条件下反应，使游离态的氮转化为化合态的氮。 自然界中，通过这种固氮所形成的含氮化合物很少，大部分是来自生物固氮。生物固氮酶将空气中的氮气还原为氨，氨溶于水后产生铵根离子，被植物吸收。 铵根离子经土壤中细菌的作用转化为硝酸根离子，这种氧化过程称为硝化作用。硝酸根离子是可被植物吸收的另一种形态。 在氧气不足的条件下，土壤中的细菌又将硝酸根转化为氮气，且从土壤中释放出来。这是硝酸根在土壤中的细菌作用下被还原的过程，称为反硝化作用。 2. 氮及其化合物之间的相互转化 写出图中序号所代表反应的化学方程式： 3. 含氮物质的价类二维图 【例2】图中为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是 A．X属于酸性氧化物 B．NO2转化为HNO3一定需要加入氧化剂 C．一定条件下，NO2和NH3反应可以转化成N2 D．工业上用N2和H2合成NH3不属于氮的固定 【即练3】如图所示是自然界中氮元素的循环示意图，其中②③④等过程可以在土壤中微生物作用下完成。结合图示判断下列说法错误的是 A．①②③④涉及的反应均为氧化还原反应 B．闪电作用下氮气转化的过程属于自然固氮，该过程过多也存在危害 C．研究使小麦、水稻等植物实现自行固氮，能降低氮肥的施用，减少水体富营养化的发生 D．若参与②③反应的氮元素均无损失，则②和③消耗的物质的量之比为1：3 【即练4】物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为氮及其部分化合物的“价-类”二维图，下列说法正确的是 A．b能与NaOH溶液反应 B．b和c都是酸性氧化物 C．用两只玻璃棒分别蘸取a的浓溶液与d的浓溶液，靠近后会产生白烟 D．Al与d的浓溶液常温下不反应，故可以用铝槽车运输d的浓溶液 知识点03 酸雨的危害及人类与自然的和谐共生 1. 酸雨 雨水一般呈弱酸性， pH≈5.6 CO2+H2O=H2CO3 排放的酸性气体未经处理而排放到空气中，可能导致降雨的酸性增强 酸雨：pH＜5.6 的雨水 2. 酸雨的成因 酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。 成因：主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。 3. 酸雨类型 （1） 硫酸型酸雨的形成过程 ①2SO2+O2 2SO3 ②SO2+H2O=H2SO3 ③SO3+H2O=H2SO4 ④2H2SO3+O2=2H2SO4 （2） 硝酸型酸雨的形成过程 ①2NO＋O2===2NO2 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 4. 酸雨的危害和防治 （1） 酸雨的危害 ①导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康 ②直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化 ③加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀 （2） 酸雨的防治 ①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源 ②对酸性物质的排放加以控制。如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用；控制汽车尾气排放。 ③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识 5. 建立人与自然的和谐共生 自然界中，陆地、海洋、大气中的硫、氮、碳等元素，建立起各自的循环和平衡。随着社会的发展，过度开采、消耗资源，破坏了自然界的平衡，从而出现了气候变暖、 资源减少、臭氧层破坏、生物多样性减少、土地荒漠化等 现象，使生态系统不断遭受破坏。很明显，不受限制的增长方式是不可持续的，因此人类开始开发新能源和新技术，尽可能减少人为的二氧化硫和氮氧化物大量排放，建立人与自然和谐共处的生态文明。 生态文明是人类社会进步的重大成果，是实现人与自然和谐共生的必然要求。人与自然的关系是人类社会最基本的关系。自然界是人类社会产生、存在和发展的基础和前提，人类社会可以通过社会实践活动有目的地利用、改造自然，但人类的行为方式必须符合自然规律。 【例3】煤在燃烧时会产生，造成环境污染。下列说法错误的有 A．是形成酸雨的主要气体 B．用碱液吸收燃煤废气可减少环境污染 C．往燃煤中混入生石灰，可减少排放 D．有还原性，浓硫酸有强氧化性，所以不能用浓硫酸干燥 【即练5】酸雨对环境危害巨大，下列关于酸雨及其防治的说法正确的是 A．pH<7的雨水称为酸雨 B．煤和石油的燃烧、汽车尾气等产生的SO2、NOx是形成酸雨的主要污染物 C．在酸雨形成过程中没有氧化还原反应发生 D．将含硫煤与石灰石混合燃烧，可同时减少SO2和CO2的排放 【即练6】化学与人类生活的环境息息相关，下列说法正确的是 A．NO、NO2与空气按一定比例通入水中制硝酸，原子利用率有望实现100% B．汽车排气口处发生反应：N2+O22NO2 C．燃煤中加入生石灰，可以遏制酸雨、温室效应的形成 D．图2过程①种植豆科植物将氮气转化为氨，属于人工固氮 1．某同学用如下装置在通风橱内进行铜与稀硝酸反应的探究实验，下列说法正确的是 A．注射器A中的稀硝酸与NaHCO3反应体现了硝酸的酸性和氧化性 B．当观察到澄清石灰水变浑浊后关闭止水夹1、2，将铜丝伸入稀硝酸中观察到铜丝溶解，产生红棕色气体 C．铜与稀硝酸反应后，将注射器B中的空气注入具支试管，试管内气体会变成红棕色 D．澄清石灰水可吸收挥发出来的NO，同时防止外界空气进入具支试管中干扰实验 2．硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。下列说法不正确的是 A．黄铁矿和硫磺分别燃烧产生相同质量，两者反应转移电子数相等 B．在一定条件下，和反应转变为的量要小于 C．工业上吸收不可以用水来替代98.3%浓硫酸 D．含二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸 3．如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．甲只具有氧化性 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 4．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A． B． C．石英砂粗硅高纯硅 D．提取食盐后的母液溶液 5．众多化工产品能见到硫元素、氮元素等踪迹。下列说法正确的是 A．硫元素、氮元素均有多种氧化物，二者的氧化物都属于酸性氧化物 B．硫元素、氮元素在自然界的存在形式都有游离态和化合态 C．浓硫酸、浓硝酸都具有很强的氧化性，受热都能发生分解反应 D．将二氧化硫的水溶液放置在空气中一段时间，酸性减小，pH增大 6．分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度，氮元素的价类二维图如图所示，下列说法错误的是 A．常温下，d通常存在两种分子 B．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→b→d→e C．在一定条件下，b可将c、d还原为a D．e的浓溶液应保存在棕色试剂瓶中 7．单质及其化合物之间有很多转化关系。表中所列物质不能按如图(“”表示一步完成)关系相互转化的是 a b c A B C D A．A B．B C．C D．D 8．由闪锌矿[含ZnS、FeS及少量硫化镉(CdS)等]制备ZnS的过程如下。 下列说法不正确的是 A．酸浸时通入可提高浸出率 B．酸浸后滤液中主要金属阳离子有：、、 C．除镉时发生的离子方程式： D．沉锌前可加入ZnO或调节溶液的pH 9．某城镇的生产和生活区的分布情况如下图所示，下列说法正确的是 A．火力发电厂燃煤中加入以减少酸雨的形成及温室气体的排放 B．硝酸铵固体受热或经撞击易发生爆炸，不能用作氮肥 C．污水处理厂可用硫酸亚铁、硫酸铝、聚合硫酸铝等混凝剂处理细小悬浮物 D．氯气是一种有毒气体，不能用于自来水的杀菌、消毒 10．元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是 A．工业制备硝酸：N2NONO2HNO3 B．侯氏制碱法原理：NaCl(aq) NaHCO3Na2CO3 C．制备胶体：Fe2O3FeCl3Fe(OH)3胶体 D．工业制取硫酸：SSO3H2SO4 11．联合MgCO3和侯氏制碱工艺制MgCl2、纯碱，物质转化如图。下列说法不正确的是 A．该工艺理论上可实现氮元素循环利用率达100% B．①中应向d溶液中先通入NH3，再通入CO2 C．物质c为MgCl2，e为CO2 D．向a滤液中加入适量NH3和NaCl利于析出NH4Cl固体 12．为了处理一批氨氮废水(体积为800 L，的浓度为)和工业废气(含、、、、)，技术员设计了如图所示的方案。下列说法正确的是 A．固体1中只有和 B．定向捕获的目的是除去气体2中的 C．二次吸收步骤中，可以通入过量的 D．将该批氨氮废水中的完全转化为无污染气体，至少需要16 mol 13．硫酸锰是一种重要的化工中间体，一种以高硫锰矿(主要成分为和FeS，主要杂质为：、，还含有少量Fe、Al、Cu、Ni等元素的氧化物或硫化物)为原料制取硫酸锰的工艺流程如下。 回答下列问题： (1)杂质Ca元素位于元素周期表第___________周期，第___________族。 (2)为提高“酸浸”过程中的效率，可采取的措施为___________。 (3)若高硫锰矿不经“焙烧”直接用“酸浸”，会产生的污染物是___________(填化学式)。 (4)已知“滤渣2”中含有Fe元素和Al元素，则加入的试剂A可能为___________(填化学式)，写出“氧化”步骤对应的离子方程式___________。 (5)与“滤渣4”主要成分相同的天然矿物的名称是___________，“滤渣3”的主要成分有___________(填化学式)。 (6)“碳化结晶”生成的离子方程式为___________，“碳化结晶”需选择合适的温度，原因是___________。 14．S和是自然界中硫循环的重要组成部分。 Ⅰ.S的产生与去除 (1)硫元素在周期表中的位置为_________。 (2)水体中的与在微生物作用下可转化为一种十分稳定的气体和淡黄色沉淀，该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为_______。 (3)废水中的硫化物可用将其氧化为单质S进行回收。用适量30%的溶液将废水中的转化为单质S，加入量过多时，废水中单质S的回收率下降的原因可能是_________。 Ⅱ.烟气中的处理与利用 (4)大量排放造成酸雨等环境问题，工业上用双碱脱硫法处理废气，过程如图所示，其中可循环使用的试剂是_________，写出总反应方程式_________。 (5)的脱除：用过量氨水吸收，生成的盐的化学式为_________。 Ⅲ.烟气中的测定：如图所示，向装置通入含烟气，当通入40 L烟气时恰好完全反应，停止通入烟气；将吸收液转移至锥形瓶中，并用水洗涤装置2~3次，将洗涤液与吸收液合并；向吸收液中加入过量溶液，完全反应后过滤洗涤干燥，得到沉淀0.233 g。 (6)将洗涤液与吸收液合并的目的是_________。 (7)计算该烟气中的含量_________。 15．硝酸是一种重要的化工原料。某化学兴趣小组在实验室模拟工业制的装置如图所示，其中a为一个可持续鼓入空气的气囊。 回答下列问题： (1)的电子式为____________，盛放碱石灰的仪器名称是________________。装置A中反应的化学方程式为_________________________________。 (2)装置B中发生反应的化学方程式为_________________________________。 (3)装置C中浓硫酸的主要作用是________________________。 (4)装置E中生成硝酸的离子方程式为_________________________________。 (5)氮氧化物()会造成酸雨和光化学烟雾。 已知：① ② 现有仅含0.5mol氮氧化物(NO和)成分的尾气，用8mol/L的NaOH溶液完全吸收。无气体放出，吸收后的溶液中，所用NaOH溶液的体积为___________mL；若将尾气中NO与的平均组成记为，则___________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $