4.3 防治二氧化硫对环境的污染(题型专练)化学苏教版必修第一册
2026-07-15
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摘要:
**基本信息**
以硫循环为核心,构建"污染形成-治理方法-监测评价"的完整逻辑链,通过典例变式实现化学观念与科学态度的融合。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|自然界中的硫循环|1典例+3变式|硫元素转化路径分析|从自然界循环切入,建立元素守恒观念|
|酸雨的形成及其防治|1典例+3变式|酸雨成因三步法(产生-转化-治理)|衔接硫循环,推导SO₂致酸原理及防控措施|
|二氧化硫的处理回收|1典例+3变式|四类脱硫技术(石灰石-石膏法等)|基于物质性质设计分离转化方案,体现科学思维|
|空气质量评价|1典例+3变式|AQI指数计算与首要污染物判断|关联污染治理效果,培养数据解读能力|
|大气污染的防治|1典例+3变式|源头控制与末端治理结合策略|综合前序知识,强化环境保护责任意识|
内容正文:
第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
(题型突破·举一反三)
题型01 自然界中的硫循环
题型02 酸雨的形成及其防治
题型03 二氧化硫的处理回收
题型04 空气质量评价
题型05 大气污染的防治
▌题型01 自然界中的硫循环
【典例1】硫在自然界中的循环过程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体
C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D.动植物遗体被微生物分解后,可产生SO和SO2
【答案】B
【解析】大气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧、火山喷发和微生物的分解。
【变式1-1】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导致雾霾的成因之一
【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1-2】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】由以上转化关系可推知甲、乙、丙、丁分别为H2S、SO2、SO3、S。H2S中的负二价的硫只具有还原性,但不能说H2S只具有还原性。
【变式1-3】硫在自然界的循环过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.氢、氧两种元素也参与了硫的循环
B.在生成硫酸的过程中,SO2发生还原反应
C.工厂产生的含SO2的烟气应经脱硫处理以减少环境污染
D.火山气体中的H2S和SO2可以发生如下反应:SO2+2H2S3S↓+2H2O,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
【答案】B
【解析】硫在自然界循环过程中有氧气、水等含氧、氢的物质参与反应,参与硫的循环,故A正确;失电子元素的化合价升高发生氧化反应,得电子元素的化合价降低发生还原反应,SO2中S化合价为+4价,生成硫酸,S化合价为+6价,化合价升高发生氧化反应,故B错误;工厂产生的烟气中含硫的化合物,应经脱硫处理后再排放,避免污染环境,故C正确;该反应中S元素化合价由-2价、+4价变为0价,所以H2S是还原剂、SO2是氧化剂,还原剂对应的产物是氧化产物、氧化剂对应的产物是还原产物,所以反应SO2+2H2S3S↓+2H2O中氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶1,故D正确。
▌题型02 酸雨的形成及其防治
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】(2026·陕西高三模拟)形成硫酸型酸雨的主要原因是( )
A.未经处理的工业废水的任意排放 B.大气中二氧化碳含量的增多
C.工业上含硫燃料燃烧释放SO2 D.氢能、风能、太阳能等的使用
【答案】C
【解析】A项,工业废水排放主要导致水体污染,与硫酸型酸雨无直接关联,A不符合题意;B项,二氧化碳增多引发温室效应,与硫酸型酸雨无关,B不符合题意;C项,含硫燃料燃烧释放SO2,经氧化生成硫酸,是硫酸型酸雨的主因,C符合题意;D项,氢能、风能、太阳能等清洁能源的使用,可减少污染物排放,不会导致酸雨,D不符合题意;故选C。
【变式2-1】(2025·江苏南通高三模拟预测)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项,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项,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项,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项,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;故选B。
【变式2-2】酸雨对自然界的危害很大,下列有关酸雨的说法不正确的是( )
A.汽车尾气是形成酸雨的原因之一
B.酸雨既能腐蚀建筑物也能破坏农作物
C.煅烧石灰石产生的CO2是形成酸雨的主要物质
D.用天然气代替含硫的煤作燃料可减少酸雨的形成
【答案】C
【解析】汽车尾气含有的二氧化硫和氮氧化物,是形成酸雨的主要物质,所以汽车尾气是形成酸雨的原因之一,A正确;酸雨具有酸性,能腐蚀建筑物,能破坏农作物的生长环境,B正确;煅烧石灰石产生的二氧化碳是形成温室效应的气体,不是形成酸雨的主要物质,C错误;天然气的主要成分是甲烷,使用天然气,可以减少二氧化硫的排放,减少酸雨,D正确。
【变式2-3】近期,世界范围内有许多湖泊为鱼类绝迹的死湖,数以千万公顷的森林衰败枯萎,大片土地沙漠化……将这些现象与频繁降落的酸雨相联系,人们认为,酸雨是肇事主因。某研究小组研究某地硫酸型酸雨的形成,有人提出以下猜想:
猜想一:SO2SO3H2SO4
猜想二:SO2H2SO3H2SO4
猜想三:以上两过程同时存在
有关上述猜想,收集一定量该地区刚下的雨水进行实验,下列判断中错误的是( )
A.若猜想一或猜想三正确,则该雨水加入盐酸后,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
B.若存在猜想二的过程,则该雨水可能使品红溶液褪色
C.若只存在猜想一的过程,则该雨水的pH随时间延长而增大
D.上述任意一个猜想正确,该地区雨水的pH均小于5.6
【答案】C
【解析】若猜想一或猜想三正确,雨水中含有硫酸,加入盐酸后,再加入BaCl2溶液,H2SO4+ BaCl2 =BaSO4↓+2HCl,有白色沉淀生成,A正确;若存在猜想二的过程,空气中的SO2可与雨水反应,发生SO2+H2O=H2SO3,该反应为可逆反应,二氧化硫具有漂白性,能使品红褪色,B正确;若只存在猜想一的过程,二氧化硫氧化为三氧化硫SO2+H2O=H2SO3,溶于水生成硫酸SO3+H2O=H2SO4,没有弱酸亚硫酸变为强酸硫酸的过程,所以pH随时间延长而不变,C错误; pH小于5.6的酸性降水叫酸雨,上述任意一个猜想正确,该地区雨水为酸雨,pH均小于5.6,D正确。
▌题型03 二氧化硫的处理回收
1.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CaCO3=CaO+CO2↑,CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4,总反应方程式为 2CaO+2SO2+O2=2CaSO4。
2.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)
3.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。
4.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】(2026·江苏淮安期中)“双碱法”脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“过程Ⅰ”中的氢氧化钠固体分散到蒸馏水中形成的混合物体系属于胶体
B.“过程Ⅰ”中的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3
C.“过程Ⅱ”中的氧气既不属于电解质也不属于非电解质
D.“双碱法”脱除烟气中SO2的过程中,NaOH、Ca(OH)2可以循环利用
【答案】C
【解析】A项,氢氧化钠固体分散到蒸馏水中形成氢氧化钠溶液,分散质粒子直径小于1nm,属于溶液而非胶体,A错误;B项,“过程Ⅰ”中SO2与NaOH反应生成Na2SO3和水,正确化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,选项中缺少产物H2O,B错误;C项,“过程Ⅱ”中的氧气是单质,而电解质和非电解质的研究对象为化合物,单质既不属于电解质也不属于非电解质,C正确;D项,由图可知,过程Ⅰ中NaOH转化为Na2SO3,过程Ⅱ中Na2SO3与Ca(OH)2、O2反应生成CaSO4和NaOH,故NaOH可循环利用;但Ca(OH)2参与反应后转化为CaSO4,未再生为Ca(OH)2,不能循环利用,D错误;故选C。
【变式3-1】(2026·安徽六安期中)双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中,SO2表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,Na2SO3被还原
C.总反应为2Ca(OH)2+O2+2SO2=2CaSO4+2H2O
D.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
【答案】B
【解析】A项,过程Ⅰ中SO2与NaOH反应生成Na2SO3,酸性氧化物能与碱反应生成盐和水,SO2表现酸性氧化物性质,A正确;B项,过程Ⅱ中Na2SO3与Ca(OH)2、O2反应生成CaSO4和NaOH,S元素由+4价升至+6价,Na2SO3被氧化,B错误;C项,总反应为Ca(OH)2、O2、SO2反应生成CaSO4和H2O,方程式配平为:2Ca(OH)2+O2+2SO2=2CaSO4+2H2O,C正确;D项,过程Ⅰ消耗NaOH生成Na2SO3,过程Ⅱ生成NaOH,NaOH可循环利用,D正确;故选B。
【变式3-2】SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
(1)石灰-石膏法的吸收原理:①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O碱法的吸收原理:将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式__________;
已知:
试剂
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/kg)
0.36
2.9
余石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是__________;
(2)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。
上述方法中,实现循环利用的物质是__________。
【答案】(1)SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 成本较高
(2)NaOH
【解析】(1)二氧化硫作为酸性氧化物,可以和氢氧化钠反应盐和水,参照二氧化碳和氢氧化钠反应的方程式,写出二氧化硫和氢氧化钠的反应方程式为:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,由于石灰的碱性比氢氧化钠弱,吸收SO2的速率慢、效率低,但吸收成本比氢氧化钠低的多。
(2从流程图中可以看出,向Na2SO3溶液中加入CaO后,生成NaOH,生成的NaOH可以作为二氧化硫的吸收剂,故NaOH为循环利用的物质。
【变式3-3】下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法Ⅰ
用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4
方法Ⅱ
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ
用Na2SO3溶液吸收SO2,再经电解转化为H2SO4
(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3、(NH4)2SO3+SO2+H2O===2NH4HSO3,下列能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有 (填字母)。
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HSO转化为SO
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)。
(2)因SO2的大量排放形成的酸雨被称为硫酸型酸雨,我国的酸雨主要是硫酸型酸雨。取硫酸型酸雨样品置于空气中,一段时间后发现该酸雨的酸性增强了,你认为原因是 (用化学方程式表示)。
(3)为减少SO2的排放,常采取一些有效措施。
①在含硫煤中加入生石灰可以起到固硫的作用,燃烧过程中,硫元素转化成其最高价态的化合物,该化合物的化学式是 。
②下列物质中,可用于吸收烟气中的SO2的是 (填序号)。
A.Na2CO3 B.H2SO4 C.NaHSO3 D.NH3·H2O
【答案】(1)AC HCO+SO2===CO2+HSO
(2)2H2SO3+O2===2H2SO4
(3)CaSO4 AD
【解析】(1)增大氨水的浓度、与氨水充分接触,均有利于反应发生,可提高SO2的去除率,而升高温度,不利于气体溶解反应。因为HCO+SO2===CO2+HSO,即CO2的存在不影响SO2的去除,故不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2。(2)硫酸型酸雨是二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸,酸雨的酸性增强,反应的化学方程式为2H2SO3+O2===2H2SO4。(3)①在燃煤中加入生石灰可以起到固硫的作用,SO2被吸收后转化成一种硫元素的最高价态的化合物,是氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙,2CaO+2SO2+O2===2CaSO4,最高价态的化合物为CaSO4;②二氧化硫是酸性氧化物,可以用Na2CO3溶液和NH3·H2O吸收。
▌题型04 空气质量评价
1.空气质量指数(AQI)的确定
(1)确定方法
空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的质量指数,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)与空气质量等级的关系
空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越严重。
2.雾霾
(1)定义: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10km,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
(2)颗粒物分类依据是颗粒物直径的大小。
(3)颗粒物分类
(4)SO2的排放与雾霾形成的关系
空气中的SO2在一定条件下形成CaSO4,硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。
【典例4】某地区空气质量检测的结果显示,二氧化硫的质量指数是40,二氧化氮的质量指数是60,可吸入颗粒物的质量指数是140。以下是对该地区空气状况的评价,其中错误的是( )
A.空气中的首要污染物是可吸入颗粒物 B.空气的质量指数是240
C.空气的质量指数是140 D.空气的质量等级为轻微污染
【答案】B
【解析】每一种空气污染物都有相应的质量指数,首要污染物是各污染物中质量指数最大的污染物。首要污染物的质量指数就是空气质量指数。
【变式4-1】下列物质中,不属于“城市空气质量日报”报道的污染物是( )
A.二氧化氮 B.二氧化碳 C.可吸入颗粒物 D.二氧化硫
【答案】B
【解析】二氧化氮、可吸入颗粒物和二氧化硫均属于“城市空气质量日报”报道的污染物。二氧化碳不是大气污染物,不属于“城市空气质量日报”报道的污染物,故选B。
【变式4-2】近几年,“PM2.5”一词备受关注。PM2.5是指大气中直径≤2.5 μm的颗粒物,由于它粒径很小,所以对人体健康的危害很大。下列与PM2.5相关的说法错误的是( )
A.PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
B.PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一
C.燃烧树叶、秸秆和燃放烟花、爆竹都会产生PM2.5
D.PM2.5专用口罩使用了活性炭,是利用了活性炭的吸附性
【答案】A
【解析】A项,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物,而分子直径的数量级为1m,所以PM2.5的颗粒大小与分子大小相差很大,错误。
【变式4-3】我国的环境空气质量标准中对空气中SO2的浓度限值规定如下表所示。
标准等级
一级标准
二级标准
三级标准
浓度限值(mg·m-3)
0~0.15
0.15~0.50
0.50~0.70
研究人员测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下:用NaOH溶液吸收2m3空气,用0.1mo·L-1硫酸调节pH,然后用I2溶液将其氧化,测得恰好完全反应时消耗I22.54mg。下列推断中,不正确的是( )
A.恰好完全反应时消耗I2的物质的量为1×10-5mol
B.反应中转移电子的物质的量为2×10-5mol
C.被吸收的空气中SO2的质量为0.64mg
D.被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
【答案】D
【解析】A项,恰好完全反应时消耗I2的物质的量为=1×10-5mol,A正确;B项,根据反应SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4可知,反应中转移电子的物质的量为2×10-5mol,B正确;C项,根据反应SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4可知,被吸收的空气中SO2的质量为0.64mg,C正确;D项,由C项分析可知,被测空气样品中SO2的浓度为:=0.32 mg·m-3,故达到了二级标准,D错误;故选D。
▌题型05 大气污染的防治
1.改变能源结构;
2.控制SO2等有害气体的排放;
3.提高污染排放标准。
【典例5】我们的地球被大气包围着,大气质量与人类健康息息相关。下列说法不正确的是( )
A.室内吸烟产生的尼古丁可造成室内空气污染
B.向煤中加入适量石灰石可减少SO2的排放
C.含放射性元素的天然建材一定不会造成室内空气污染
D.催化转化器可有效降低汽车尾气中CO、NOx等的排放
【答案】C
【解析】香烟在燃烧过程中会产生尼古丁、一氧化碳等有毒物质,污染空气,故A正确;向煤中加入适量石灰石可发生反应:2CaCO3+O2+2SO2===2CO2+2CaSO4,可减少二氧化硫的排放,故B正确;含放射性元素的天然建材也会造成室内空气污染,故C错误;催化转化器可加快汽车尾气中CO、NOx等转化为CO2和N2,可有效降低汽车尾气中CO、NOx等的排放,故D正确。
【变式5-1】以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( )
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
温室效应
化石燃料的燃烧
B
NO2
酸雨
工厂废气的排放
C
CO
CO中毒
燃料的不完全燃烧
D
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
【答案】D
【解析】A项,CO2主要是导致温室效应,故A正确;B项,NO2是酸性气体,可以引起酸雨和光化学烟雾,故B正确;C项,燃料的不完全燃烧生成CO,CO有毒,故C正确;D项,光化学烟雾主要是氮的氧化物形成的,SO2主要引起酸雨,故D错误。
【变式5-2】中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A.只有①② B.只有②③ C.全部 D.只有②
【答案】D
【解析】“酸雨”主要是由空气中SO2或NOx的浓度增大引起的。
【变式5-3】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+
NH4+
SO42-
NO3-
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。
ClO2-+____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。
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第三单元 防治二氧化硫对环境的污染(题型突破·举一反三)
▌题型01 自然界中的硫循环
【典例1】B
【变式1-1】B
【变式1-2】A
【变式1-3】B
▌题型02 酸雨的形成及其防治
【典例2】C
【变式2-1】B
【变式2-2】C
【变式2-3】C
▌题型03 二氧化硫的处理回收
【典例3】C
【变式3-1】B
【变式3-2】(1)SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 成本较高
(2)NaOH
【变式3-3】(1)AC HCO+SO2===CO2+HSO
(2)2H2SO3+O2===2H2SO4
(3)CaSO4 AD
▌题型04 空气质量评价
【典例4】B
【变式4-1】B
【变式4-2】A
【变式4-3】D
▌题型05 大气污染的防治
【典例5】C
【变式5-1】D
【变式5-2】D
【变式5-3】1)不属于 (2)酸 10-4 (3)3 4 4OH- 3 4 2H2O
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第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
(题型突破·举一反三)
题型01 自然界中的硫循环
题型02 酸雨的形成及其防治
题型03 二氧化硫的处理回收
题型04 空气质量评价
题型05 大气污染的防治
▌题型01 自然界中的硫循环
【典例1】硫在自然界中的循环过程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.石油和煤等化石燃料中含有硫元素
B.大气中的二氧化硫只来源于火山喷发产生的气体
C.地壳中的硫元素常以硫化物和硫酸盐的形式存在
D.动植物遗体被微生物分解后,可产生SO和SO2
【变式1-1】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导致雾霾的成因之一
【变式1-2】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】硫在自然界的循环过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.氢、氧两种元素也参与了硫的循环
B.在生成硫酸的过程中,SO2发生还原反应
C.工厂产生的含SO2的烟气应经脱硫处理以减少环境污染
D.火山气体中的H2S和SO2可以发生如下反应:SO2+2H2S3S↓+2H2O,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
▌题型02 酸雨的形成及其防治
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】(2026·陕西高三模拟)形成硫酸型酸雨的主要原因是( )
A.未经处理的工业废水的任意排放 B.大气中二氧化碳含量的增多
C.工业上含硫燃料燃烧释放SO2 D.氢能、风能、太阳能等的使用
【变式2-1】(2025·江苏南通高三模拟预测)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】酸雨对自然界的危害很大,下列有关酸雨的说法不正确的是( )
A.汽车尾气是形成酸雨的原因之一
B.酸雨既能腐蚀建筑物也能破坏农作物
C.煅烧石灰石产生的CO2是形成酸雨的主要物质
D.用天然气代替含硫的煤作燃料可减少酸雨的形成
【变式2-3】近期,世界范围内有许多湖泊为鱼类绝迹的死湖,数以千万公顷的森林衰败枯萎,大片土地沙漠化……将这些现象与频繁降落的酸雨相联系,人们认为,酸雨是肇事主因。某研究小组研究某地硫酸型酸雨的形成,有人提出以下猜想:
猜想一:SO2SO3H2SO4
猜想二:SO2H2SO3H2SO4
猜想三:以上两过程同时存在
有关上述猜想,收集一定量该地区刚下的雨水进行实验,下列判断中错误的是( )
A.若猜想一或猜想三正确,则该雨水加入盐酸后,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
B.若存在猜想二的过程,则该雨水可能使品红溶液褪色
C.若只存在猜想一的过程,则该雨水的pH随时间延长而增大
D.上述任意一个猜想正确,该地区雨水的pH均小于5.6
▌题型03 二氧化硫的处理回收
1.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CaCO3=CaO+CO2↑,CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4,总反应方程式为 2CaO+2SO2+O2=2CaSO4。
2.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)
3.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。
4.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】(2026·江苏淮安期中)“双碱法”脱除烟气中SO2的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“过程Ⅰ”中的氢氧化钠固体分散到蒸馏水中形成的混合物体系属于胶体
B.“过程Ⅰ”中的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3
C.“过程Ⅱ”中的氧气既不属于电解质也不属于非电解质
D.“双碱法”脱除烟气中SO2的过程中,NaOH、Ca(OH)2可以循环利用
【变式3-1】(2026·安徽六安期中)双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中,SO2表现出酸性氧化物的性质
B.过程Ⅱ中,Na2SO3被还原
C.总反应为2Ca(OH)2+O2+2SO2=2CaSO4+2H2O
D.双碱法脱硫过程中,NaOH可以循环利用
【变式3-2】SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
(1)石灰-石膏法的吸收原理:①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O碱法的吸收原理:将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式__________;
已知:
试剂
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/kg)
0.36
2.9
余石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是__________;
(2)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。
上述方法中,实现循环利用的物质是__________。
【变式3-3】下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法Ⅰ
用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4
方法Ⅱ
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ
用Na2SO3溶液吸收SO2,再经电解转化为H2SO4
(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3、(NH4)2SO3+SO2+H2O===2NH4HSO3,下列能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有 (填字母)。
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HSO转化为SO
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)。
(2)因SO2的大量排放形成的酸雨被称为硫酸型酸雨,我国的酸雨主要是硫酸型酸雨。取硫酸型酸雨样品置于空气中,一段时间后发现该酸雨的酸性增强了,你认为原因是 (用化学方程式表示)。
(3)为减少SO2的排放,常采取一些有效措施。
①在含硫煤中加入生石灰可以起到固硫的作用,燃烧过程中,硫元素转化成其最高价态的化合物,该化合物的化学式是 。
②下列物质中,可用于吸收烟气中的SO2的是 (填序号)。
A.Na2CO3 B.H2SO4 C.NaHSO3 D.NH3·H2O
▌题型04 空气质量评价
1.空气质量指数(AQI)的确定
(1)确定方法
空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的_______,其中指数_______的污染物会被确定为首要污染物,______________的质量指数即为该地区的空气质量指数。
(2)与空气质量等级的关系
空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越_______。
2.雾霾
(1)定义: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_______,使空气水平能见度小于_______,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
(2)颗粒物分类依据是_____________________。
(4)SO2的排放与雾霾形成的关系
空气中的SO2在一定条件下形成_______,硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。
【典例4】某地区空气质量检测的结果显示,二氧化硫的质量指数是40,二氧化氮的质量指数是60,可吸入颗粒物的质量指数是140。以下是对该地区空气状况的评价,其中错误的是( )
A.空气中的首要污染物是可吸入颗粒物 B.空气的质量指数是240
C.空气的质量指数是140 D.空气的质量等级为轻微污染
【变式4-1】下列物质中,不属于“城市空气质量日报”报道的污染物是( )
A.二氧化氮 B.二氧化碳 C.可吸入颗粒物 D.二氧化硫
【变式4-2】近几年,“PM2.5”一词备受关注。PM2.5是指大气中直径≤2.5 μm的颗粒物,由于它粒径很小,所以对人体健康的危害很大。下列与PM2.5相关的说法错误的是( )
A.PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
B.PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一
C.燃烧树叶、秸秆和燃放烟花、爆竹都会产生PM2.5
D.PM2.5专用口罩使用了活性炭,是利用了活性炭的吸附性
【变式4-3】我国的环境空气质量标准中对空气中SO2的浓度限值规定如下表所示。
标准等级
一级标准
二级标准
三级标准
浓度限值(mg·m-3)
0~0.15
0.15~0.50
0.50~0.70
研究人员测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下:用NaOH溶液吸收2m3空气,用0.1mo·L-1硫酸调节pH,然后用I2溶液将其氧化,测得恰好完全反应时消耗I22.54mg。下列推断中,不正确的是( )
A.恰好完全反应时消耗I2的物质的量为1×10-5mol
B.反应中转移电子的物质的量为2×10-5mol
C.被吸收的空气中SO2的质量为0.64mg
D.被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
▌题型05 大气污染的防治
1.改变能源结构;
2.控制SO2等有害气体的排放;
3.提高污染排放标准。
【典例5】我们的地球被大气包围着,大气质量与人类健康息息相关。下列说法不正确的是( )
A.室内吸烟产生的尼古丁可造成室内空气污染
B.向煤中加入适量石灰石可减少SO2的排放
C.含放射性元素的天然建材一定不会造成室内空气污染
D.催化转化器可有效降低汽车尾气中CO、NOx等的排放
【变式5-1】以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( )
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
温室效应
化石燃料的燃烧
B
NO2
酸雨
工厂废气的排放
C
CO
CO中毒
燃料的不完全燃烧
D
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
【变式5-2】中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A.只有①② B.只有②③ C.全部 D.只有②
【变式5-3】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+
NH4+
SO42-
NO3-
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。
ClO2-+____NO+__________===______Cl-+____NO+_________
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