4.3 防治二氧化硫对环境的污染（举一反三题型专练，江苏专用）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 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】硫循环对动植物和人类的生存意义重大，硫元素在自然界中的部分循环示意图如图，已知甲和乙分别表示两种氧化物。下列说法正确的是 A．酸雨久置pH下降是因为溶解了更多的CO2气体 B．反应1中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2 C．甲能使紫色石蕊溶液先变红后褪色 D．常温下活泼金属Fe、Al与浓硫酸不反应，因此可以用铝制槽车运输浓硫酸 【答案】B 【解析】A．酸雨久置pH下降是因为酸雨中的亚硫酸被氧化为强酸硫酸，酸性增强，与溶解无关，A错误； B．反应1为，中S元素化合价降低作氧化剂，中S元素化合价升高作还原剂，二者物质的量之比为，B正确； C．甲为，其溶于水生成亚硫酸可使紫色石蕊溶液变红，但不具有漂白酸碱指示剂的性质，不会使溶液褪色，C错误； D．常温下、遇浓硫酸发生钝化，钝化是化学反应，生成致密氧化膜阻止反应进一步进行，D错误； 故选B。 【变式1-1】（24-25高二上·江苏南通·期中）自然界中存在多种元素的循环。下图表示的是自然界中的 A．碳循环 B．氮循环 C．氧循环 D．硫循环 【答案】A 【解析】该体系中包含二氧化碳的光合作用、动植物呼吸、动植物残体的微生物分解、植物残体转化为化学燃料、化学燃料的使用及燃烧，均与CO2相关，所以该过程为碳元素的循环； 故选A。 【变式1-2】如图所示是硫元素在自然界中的循环示意图。下列有关说法错误的是 A．硫在自然界中有多种存在形式 B．过程⑤宜在土壤的缺氧区进行 C．过程⑤中S发生还原反应 D．硫元素的循环过程中只有硫的还原 【答案】D 【解析】A．由图知硫在自然界中有硫单质、硫酸盐、硫化氢等多种存在形式，A正确； B．在土壤缺氧的条件下可实现⑤的转化，若在富氧区，转化呈的硫化氢会与氧气反应，转化不成立，B正确； C．过程⑥中硫元素化合价降低，由0价降为-2价，发生还原反应，C正确； D．题图循环过程中①、②均为硫的氧化，D错误； 答案选D。 【变式1-3】如图是硫元素在自然界中的循环图。下列有关说法错误的是 A．硫元素在自然界中只存在化合态 B．火山喷发产生的和可反应生成 C．大量使用化石燃料是形成酸雨的原因之一 D．循环过程中既有硫元素的氧化也有硫元素的还原 【答案】A 【解析】A．硫元素在自然界中既有游离态（如火山喷口处的单质）也有化合态，并非只存在化合态，A错误； B．和发生归中反应：，可生成，B正确； C．化石燃料中含硫元素，燃烧时生成，是形成硫酸型酸雨的主要物质，因此大量使用化石燃料是形成酸雨的原因之一，C正确； D．循环过程中硫元素化合价有升高（如转化为，硫被氧化）也有降低（如转化为，硫被还原），既有硫元素的氧化也有硫元素的还原，D正确； 故选A。 ▌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】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）下列说法不正确的是 A．改燃煤为燃气，可以减少废气中等有害物质的排放量，是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施 B．向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的最终生成，可减少对大气的污染 C．大量燃烧化石燃料排放的废气中含，从而使雨水的，形成酸雨 D．某酸雨样品放置过程中减小是因为溶解了更多的 【答案】D 【解析】A．燃气中硫元素的含量较低，改燃煤为燃气，可减少废气中二氧化硫等有害物质的量，减少环境污染物的排放，能有效减少雾霾发生，A正确； B．高温下碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙可以和煤燃烧产生的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，具有还原性的亚硫酸钙能与氧气反应生成硫酸钙，所以向煤中加入适量石灰石，可减少对大气的污染，B正确； C．含硫燃料燃烧生成二氧化硫、排放到空气中的二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫、三氧化硫与水反应生成硫酸；二氧化硫也可以和水分反应生成亚硫酸、亚硫酸被氧气氧化成为硫酸，饱和碳酸溶液的pH为5.6，亚硫酸酸性强于碳酸，硫酸为强酸，二氧化硫使得雨水的pH小于5.6而形成酸雨，C正确； D．酸雨样品放置过程中pH减小是因为酸雨中的亚硫酸被空气中的氧气氧化为强酸硫酸所致，与二氧化碳的溶解无关，D错误； 故选D。 【变式2-1】（24-25高一上·江苏盐城·阶段检测）下列行为不符合“绿色化学”这一主题的是 A．多使用公共交通工具出行 B．植物秸秆就地焚烧 C．发展太阳能和风力发电 D．对燃煤进行脱硫处理 【答案】B 【解析】A．多使用公共交通工具出行，可减少汽车尾气的排放，符合“绿色化学”，A不符合题意； B．秸秆就地焚烧，产生大量微小粒子，影响当地空气质量，成为引发雾霾的重要因素之一，不符合“绿色化学”，B符合题意； C．发展太阳能和风力发电，可减少化石能源的使用，减少环境污染，符合“绿色化学”，C不符合题意； D．对燃煤进行脱硫，减少了二氧化硫的排放，减少空气的污染，符合“绿色化学”，D不符合题意； 故选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】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）自然界中含硫物质不断发生转化和转移，形成了硫元素循环。利用这些转化可以制备重要的化工产品，过程中产生的、等会污染环境，需要加以治理。 (1)火山喷发是硫元素在自然界中转化的一种途径，反应过程如图所示。与和溶液反应转化为和，理论上转移电子的物质的量为_________。 (2)工业上利用的转化制备硫酸，其模拟实验的部分装置如图所示。 ①装置Ⅰ的作用是_________（写出两点）。 ②装置Ⅲ用于吸收制备硫酸，适宜的吸收剂是_________（填字母）。 A．溶液    B．水    C．98.3%浓硫酸 ③若用、水在催化剂存在时吸收尾气中的，吸收完成后，随着氧化的进行，溶液的pH将_________（填“增大”“减少”或“不变”）。 (3)可用作脱除气体的脱硫剂。脱硫和再生的反应机理如图所示。写出“脱硫”时发生反应的化学方程式_________。 (4)工业上为了防止制硫酸过程中产生污染，可以利用氧化亚铁硫杆菌（）对硫铁矿进行催化脱硫，该过程如图所示： ①脱硫过程中产生的在酸性溶液中会形成淡黄色沉淀并产生刺激性气味的气体，写出其离子方程式_________。 ②从氧化还原角度分析，若要制备应选择_________（填字母）。 A．  B．  C．  D． 【答案】(1)15 (2) 干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例 C 减小 (3)3H2S＋Fe2O3=2FeS＋S＋3H2O (4) D 【分析】制取硫酸装置I中二氧化硫和氧气通入浓硫酸中混合干燥后进入装置Ⅱ中二氧化硫和氧气 在五氧化二钒作催化剂加热生成三氧化硫，装置中Ⅲ用98.3%浓硫酸吸收三氧化硫制备硫酸。 【解析】（1）与和溶液反应转化为和， 含有1molFe，2molS。该反应中1molFe化合价从+2价升高到+3价，失去1mol电子；2molS化合价从-1价升高到+6价，失去14mol电子。参加反应共失去15mol电子，理论上转移电子的物质的量为15mol，故答案为：15； （2）①装置I中二氧化硫和氧气通入浓硫酸中，浓硫酸可以干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例，故答案为：干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例； ②装置Ⅲ中吸收制备硫酸。三氧化硫不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾，应采用98.3%硫酸作吸收剂，故答案为：C； ③用水在催化剂存在时吸收尾气中的，发生反应，吸收完成后，随着氧化的进行，溶液的pH将减小，故答案为：减小； （3）分析机理图可知脱硫时，部分Fe2O3转化成FeS，H2S被氧化成S，发生反应：3H2S＋Fe2O3=2FeS＋S＋3H2O，故答案为：3H2S＋Fe2O3=2FeS＋S＋3H2O； （4）①在酸性溶液中会形成淡黄色沉淀并产生刺激性气味的气体，淡黄色沉淀是硫单质，刺激性气味的气体是，其离子方程式为： ，故答案为：； ②从氧化还原角度分析 中S元素的化合价为+2价，则要制备若选择或，则所含S元素化合价均需降低，不符合题意，若选择，则所含S元素化合价均需升高，不符合题意，若选择，中S元素化合价降低，S中元素化合价升高，符合题意，故答案为D。 ▌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】（25-26高一上·江苏南京·期中）双碱法脱硫过程如图所示，下列说法不正确的是 A．双碱法脱硫过程中，NaOH可以循环利用 B．过程Ⅰ中，表现还原性 C．总反应为 D．双碱法脱硫既可以吸收，又可以得到副产物石膏 【答案】B 【解析】A．由流程图可知，过程Ⅰ消耗，过程Ⅱ又生成，故可以循环利用，A正确； B．过程Ⅰ中和反应生成和，反应中元素化合价始终为，无化合价变化，属于非氧化还原反应，不表现还原性，B错误； C．将过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应相加，消去中间产物、，可得总反应为，C正确； D．该过程可以吸收废气中的，同时生成的是石膏的主要成分，可得到副产物石膏，D正确； 故选B。 【变式3-1】（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）工业生产中除去电石渣浆（含）中的并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法错误的是 A．和之间的相互转化，催化了对的氧化反应 B．过程I中，氧化剂和还原剂的微粒之比为 C．过程II中发生反应： D．将渣浆中的（浓度为）转化为，理论上至少需要氧气 【答案】B 【解析】A．在过程I中被消耗、过程II中生成，在过程I中生成、过程II中消耗，二者循环参与反应，起到催化氧化的作用，A正确； B．过程I中为氧化剂，每个得到，为还原剂，每个失去，根据电子守恒，氧化剂和还原剂的微粒之比为，不是，B错误； C．该反应中Mn元素从+4价降为+2价，S元素从-2价升为+2价，电子守恒、原子守恒、电荷守恒均满足，是过程II的反应，C正确； D．10 L渣浆中，转化为共失去电子，1mol反应得到4mol电子，故需要，质量为，D正确； 故选B。 【变式3-2】（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体，反应原理如图。下列说法不正确的是 A．“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的个数之比为 B．“反应Ⅱ”的离子方程式为 C．反应一段时间后，溶液中总物质的量保持不变 D．该流程中加大通入的量，可增大的吸收率 【答案】C 【解析】A．反应Ⅰ中氧化剂为，还原剂为，1个反应得到4个电子，1个反应失去1个电子，根据电子守恒，氧化剂和还原剂的个数之比为，反应的离子方程式为，A正确； B．反应Ⅱ中将氧化为，自身被还原为，离子方程式配平符合电荷守恒、原子守恒和得失电子守恒，B正确； C．该流程的总反应为，是反应产物，反应一段时间后溶液中总物质的量增大，C错误； D．该流程的总反应为，加大O2通入量，可增大的吸收率，D正确； 故选C。 【变式3-3】（24-25高一下·江苏无锡·阶段检测）工业烟气中的SO2会造成环境问题。可通过多种方法进行脱除并获得含硫产品，实现SO2资源利用。 (1)“氨脱硫法”。将含有SO2的烟气通入过量氨水中，写出发生主要反应的离子方程式：___________。 (2)“钠钙双碱脱硫法”。其部分工艺流程如图所示： ①吸收塔中为提高SO2的吸收效率，图中采取的措施有___________。 ②吸收时需控制吸收塔内的温度，温度太高会导致SO2的吸收率降低，其原因可能是___________。 ③“沉淀室”中加入石灰乳可实现NaOH吸收液的再生。沉淀室中NaHSO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为___________。 (3)“废碱渣脱硫法”。工业废碱渣的主要成分为Na2CO3。实验室模拟“废碱渣工业脱硫”并制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)，实验装置如图所示(实验前已除去装置中的空气)： ①在装置的反应中SO2体现了___________性(填“氧化”或“还原”)。在尾气中检测到CO2气体，则总反应的化学方程式为___________。 ②为验证装置中生成了CO2，将尾气依次通过酸性KMnO4溶液、品红溶液和澄清石灰水。能够说明有CO2生成的实验现象是___________。 ③Na2S2O3可用于去除水中的Cl2得到含硫酸盐的酸性溶液，该反应的离子方程式为___________。 【答案】(1)2NH3•H2O+SO2=2++H2O (2) 喷雾和逆流等 温度越高，SO2在溶液中的溶解度越小 NaHSO3+Ca(OH)2=CaSO3+NaOH+H2O (3) 氧化 Na2CO3+4SO2+2Na2S=3Na2S2O3+CO2 品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊 +4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+ 【分析】钠钙双碱脱硫法原理，向吸收塔中喷洒氢氧化钠溶液，使二氧化硫转化为亚硫酸氢钠，再将其引入到沉淀池中与石灰乳反应得到亚硫酸钙，最终即实现了脱硫又获得了硫酸钙固体。 【解析】（1）将含有SO2的烟气通入过量氨水中反应生成亚硫酸铵，其反应的离子方程式为2NH3•H2O+SO2=2++H2O，故答案为：2NH3•H2O+SO2=2++H2O； （2）①吸收塔中为提高SO2的吸收效率，图中采取的措施有喷雾和逆流等，故答案为：喷雾和逆流等； ②吸收时需控制吸收塔内的温度，温度太高会导致SO2的吸收率降低，其原因可能是温度过高，二氧化硫的溶解度降低，不利于二氧化硫的吸收，故答案为：温度越高，SO2在溶液中的溶解度越小； ③沉淀室中NaHSO3溶液与石灰乳反应生成亚硫酸钙、氢氧化钠和水，其反应的化学方程式为NaHSO3+Ca(OH)2=CaSO3+NaOH+H2O，故答案为：NaHSO3+Ca(OH)2=CaSO3+NaOH+H2O； （3）①在尾气中检测到CO2气体，则总反应的化学方程式为：Na2CO3+4SO2+2Na2S=3Na2S2O3+CO2，反应中SO2中S元素的化合价降低，被还原，即在装置的反应中SO2体现了氧化性，故答案为：氧化剂；Na2CO3+4SO2+2Na2S=3Na2S2O3+CO2； ②为验证装置中生成了CO2，将尾气依次通过酸性KMnO4溶液，除去二氧化硫，品红溶液检验二氧化硫除干净，澄清石灰水检验二氧化碳，则能够说明有CO2生成的实验现象是品红不褪色，澄清石灰水变浑浊，故答案为：品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊； ③Na2S2O3可与水中的Cl2发生氧化还原反应，被氯气氧化为硫酸根离子，氯气被还原为氯离子，该反应的离子方程式为+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+，故答案为：+4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+。 ▌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】当前，提高空气质量成为日益关注的环境问题。 (1)上图为烟台某日空气质量报告，当日的首要空气污染物为___________；安装汽车尾气催化转化器可将CO和NO2转化为两种无污染的气体，反应的化学方程式为___________。 (2)硝酸工业废气中有氮氧化物(NOx)，利用石灰乳净化废气，同时能获得应用广泛的Ca(NO2)2，工艺流程如下： 滤渣可循环利用，其主要成分为___________(填化学式)；该工艺需控制NO2和NO物质的量之比接近1：1，“吸收”过程反应的化学方程式为___________；若n(NO2)：n(NO)>1：1，则产品中可能混有杂质___________(填化学式)。 (3)燃煤烟气中含有SO2和NOx，用NaClO2溶液吸收可同时实现烟气脱硫、脱硝。某时刻测得溶液中各离子浓度的有关数据如下(其他离子忽略不计)： 离子 Na+ H+ Cl- 浓度/(mol·L-1) 5.5×10-3 8.5×10-4 m 2.0×10-4 3.4×10-3 NO和NaClO2溶液反应的离子方程式为___________；表中m=___________。 【答案】(1) PM10 2NO2+4CO4CO2+N2 (2) Ca(OH)2 NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O Ca(NO3)2 (3) 4NO+3+2H2O=4+3Cl-+4H+ 6×10-4 【解析】（1）由图中数据可知，当日PM10的值最高，为主要污染物。由题意可知，二氧化氮和一氧化碳发生氧化还原反应生成二氧化碳和氮气，反应的化学方程式为：2NO2+4CO4CO2+N2。 （2）吸收时，由于氢氧化钙的溶解度小，过滤得到的滤渣为氢氧化钙。吸收过程中一氧化氮和二氧化氮以1:1与氢氧化钙反应，其化学方程式为：NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O。若n(NO2)：n(NO)>1：1，则而氧化氮过量，二氧化氮能与石灰乳反应生成硝酸钙，所以产品中可能混有的杂质为硝酸钙。 （3）一氧化氮与亚氯酸钠发生氧化还原反应生成硝酸钠和氯化钠，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应离子方程式为：4NO+3+2H2O=4+3Cl-+4H+。依据溶液呈电中性，有m=5.510-3+2.010-4-3.410-3-28.510-4=6.010-4。 【变式4-1】（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4-2】空气质量报告主要包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”、“空气质量状况”等。下图为一报告截图，下列叙述错误的是 A．该市当天空气首要污染物是PM2.5 B．该市当天空气质量等级属于重度污染 C．均可导致酸雨 D．污染物可能主要来源于机动车尾气 【答案】C 【解析】A．由图可知，该市当天空气首要污染物是PM2.5，A项正确； B．空气质量指数为250，则该市当天空气质量等级属于重度污染，B项正确； C．不会导致酸雨，会引起温室效应，C项错误； D．机动车尾气存在，即污染物可能主要来源于机动车尾气，D项正确； 答案选C。 【变式4-3】下表是某城市某日空气质量报告： 污染指数 首要污染物 空气质量级别 空气质量状况 55 SO2 II 良 该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。 实验一：用下图所示装置进行实验。 (1)A装置的作用是_________（填“干燥”或“氧化”）SO2气体。 (2)实验过程中，B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化，C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变_______色(填“蓝色”或“红色”或“不变色”)，说明SO2与水反应生成一种酸。 (3)D装置的作用是______________，并写出化学反应方程式_____________________________。 实验二：往盛有水的烧杯中通入SO2气体，测得所得溶液的pH_______7（填“＞”“＝”或“＜”），然后每隔1 h测定其pH，发现pH逐渐变小，直至恒定。说明烧杯中溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4。 （查阅资料） SO2形成酸雨的另一途径：SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3，SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作_________（填“催化剂”或“氧化剂”）。 （探究结论）SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸形成酸雨。该市可能易出现酸雨（知识联想） (1)酸雨造成的危害是：______________________________（举一例）。 (2)汽车排放的尾气，硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物，氮的氧化物溶于水最终转化为____________，是造成酸雨的另一主要原因。 【答案】 干燥 红色 吸收 SO2气体 SO2 + 2NaOH=Na2SO3 + H2O < 催化剂 腐蚀建筑物，金属制品等 HNO3（硝酸） 【分析】实验一：先用浓硫酸将二氧化硫干燥，然后B装置检验干燥的二氧化硫是否有酸性，C装置检验湿润的二氧化硫是否有酸性，D装置进行尾气处理，倒置漏斗防倒吸。 【解析】实验一： (1)二氧化硫与浓硫酸不反应，浓硫酸有吸水性，可以吸收二氧化硫中的水蒸气，所以浓硫酸的作用为：干燥二氧化硫气体， (2)装置 B 内蓝色石蕊试纸虽然与二氧化硫气体接触，但却不变色，可以说明二氧化硫气体不能使干燥的蓝色试纸变色；当C 装置内湿润的蓝色石蕊试纸变红，说明试纸遇到了酸性物质，而二氧化硫并不能使试纸变红，因此，可推断二氧化硫与水作用形成了酸而使试纸变红； (3)二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，尾气需要处理，它能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠与水，反应的化学方程式为：SO2 + 2NaOH=Na2SO3 + H2O， 实验二：二氧化硫和水反应生成亚硫酸，溶液呈酸性，pH＜7； SO2与空气中的 O2在飘尘的作用下反应生成 SO3，SO3溶于降水生成 H2SO4，在此过程中飘尘作催化剂； (1)酸雨呈酸性，所以酸雨能够腐蚀主要成分是碳酸盐或金属的建筑物、雕像等，同时也能毁坏 森林树木，使水体、土壤酸化， (2)氮的氧化物在空气中发生反应：2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO，4NO2+O2+2H2O═4HNO3， 4NO+3O2+2H2O═4HNO3，所以氮的氧化物溶于水最终转化为硝酸； 1 / 2 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】A 【变式1-2】D 【变式1-3】A 题型02 酸雨的形成及其防治 含硫化石燃料燃烧 含硫金属矿石冶炼 硫酸生产过程 新能源 脱硫 【典例2】D 【变式2-1】B 【变式2-2】A 【变式2-3】(1)15 (2) 干燥气体、使气体充分混合、可通过观察气泡产生速率来控制气体流速或混合比例 C 减小 (3)3H2S＋Fe2O3=2FeS＋S＋3H2O (4) D 题型03 消除SO2对环境污染的方法 2CaO＋2SO2＋O22CaSO4 2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3 2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4 【典例3】B 【变式3-1】B 【变式3-2】C 【变式3-3】(1)2NH3•H2O+SO2=2++H2O (2) 喷雾和逆流等 温度越高，SO2在溶液中的溶解度越小 NaHSO3+Ca(OH)2=CaSO3+NaOH+H2O (3) 氧化 Na2CO3+4SO2+2Na2S=3Na2S2O3+CO2 品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊 +4Cl2+5H2O=2+8Cl-+10H+ 题型04 空气质量评价 质量指数 最大 首要污染物 严重 雾滴 10km 颗粒物直径的大小 CaSO4 【典例4】(1) PM10 2NO2+4CO4CO2+N2 (2) Ca(OH)2 NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O Ca(NO3)2 (3) 4NO+3+2H2O=4+3Cl-+4H+ 6×10-4 【变式4-1】C 【变式4-2】C 【变式4-3】干燥 红色 吸收 SO2气体 SO2 + 2NaOH=Na2SO3 + H2O < 催化剂 腐蚀建筑物，金属制品等 HNO3（硝酸） 1 / 2 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 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】硫循环对动植物和人类的生存意义重大，硫元素在自然界中的部分循环示意图如图，已知甲和乙分别表示两种氧化物。下列说法正确的是 A．酸雨久置pH下降是因为溶解了更多的CO2气体 B．反应1中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2 C．甲能使紫色石蕊溶液先变红后褪色 D．常温下活泼金属Fe、Al与浓硫酸不反应，因此可以用铝制槽车运输浓硫酸 【变式1-1】（24-25高二上·江苏南通·期中）自然界中存在多种元素的循环。下图表示的是自然界中的 A．碳循环 B．氮循环 C．氧循环 D．硫循环 【变式1-2】如图所示是硫元素在自然界中的循环示意图。下列有关说法错误的是 A．硫在自然界中有多种存在形式 B．过程⑤宜在土壤的缺氧区进行 C．过程⑤中S发生还原反应 D．硫元素的循环过程中只有硫的还原 【变式1-3】如图是硫元素在自然界中的循环图。下列有关说法错误的是 A．硫元素在自然界中只存在化合态 B．火山喷发产生的和可反应生成 C．大量使用化石燃料是形成酸雨的原因之一 D．循环过程中既有硫元素的氧化也有硫元素的还原 ▌题型02 酸雨的形成及其防治 1．SO2的产生 、 和 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 (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 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】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）下列说法不正确的是 A．改燃煤为燃气，可以减少废气中等有害物质的排放量，是治理“雾霾”等灾害天气的一种措施 B．向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的最终生成，可减少对大气的污染 C．大量燃烧化石燃料排放的废气中含，从而使雨水的，形成酸雨 D．某酸雨样品放置过程中减小是因为溶解了更多的 【变式2-1】（24-25高一上·江苏盐城·阶段检测）下列行为不符合“绿色化学”这一主题的是 A．多使用公共交通工具出行 B．植物秸秆就地焚烧 C．发展太阳能和风力发电 D．对燃煤进行脱硫处理 【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】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）自然界中含硫物质不断发生转化和转移，形成了硫元素循环。利用这些转化可以制备重要的化工产品，过程中产生的、等会污染环境，需要加以治理。 (1)火山喷发是硫元素在自然界中转化的一种途径，反应过程如图所示。与和溶液反应转化为和，理论上转移电子的物质的量为_________。 (2)工业上利用的转化制备硫酸，其模拟实验的部分装置如图所示。 ①装置Ⅰ的作用是_________（写出两点）。 ②装置Ⅲ用于吸收制备硫酸，适宜的吸收剂是_________（填字母）。 A．溶液    B．水    C．98.3%浓硫酸 ③若用、水在催化剂存在时吸收尾气中的，吸收完成后，随着氧化的进行，溶液的pH将_________（填“增大”“减少”或“不变”）。 (3)可用作脱除气体的脱硫剂。脱硫和再生的反应机理如图所示。写出“脱硫”时发生反应的化学方程式_________。 (4)工业上为了防止制硫酸过程中产生污染，可以利用氧化亚铁硫杆菌（）对硫铁矿进行催化脱硫，该过程如图所示： ①脱硫过程中产生的在酸性溶液中会形成淡黄色沉淀并产生刺激性气味的气体，写出其离子方程式_________。 ②从氧化还原角度分析，若要制备应选择_________（填字母）。 A．  B．  C．  D． ▌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 。 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 ， 。(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】（25-26高一上·江苏南京·期中）双碱法脱硫过程如图所示，下列说法不正确的是 A．双碱法脱硫过程中，NaOH可以循环利用 B．过程Ⅰ中，表现还原性 C．总反应为 D．双碱法脱硫既可以吸收，又可以得到副产物石膏 【变式3-1】（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）工业生产中除去电石渣浆（含）中的并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法错误的是 A．和之间的相互转化，催化了对的氧化反应 B．过程I中，氧化剂和还原剂的微粒之比为 C．过程II中发生反应： D．将渣浆中的（浓度为）转化为，理论上至少需要氧气 【变式3-2】（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体，反应原理如图。下列说法不正确的是 A．“反应Ⅰ”中氧化剂和还原剂的个数之比为 B．“反应Ⅱ”的离子方程式为 C．反应一段时间后，溶液中总物质的量保持不变 D．该流程中加大通入的量，可增大的吸收率 【变式3-3】（24-25高一下·江苏无锡·阶段检测）工业烟气中的SO2会造成环境问题。可通过多种方法进行脱除并获得含硫产品，实现SO2资源利用。 (1)“氨脱硫法”。将含有SO2的烟气通入过量氨水中，写出发生主要反应的离子方程式：___________。 (2)“钠钙双碱脱硫法”。其部分工艺流程如图所示： ①吸收塔中为提高SO2的吸收效率，图中采取的措施有___________。 ②吸收时需控制吸收塔内的温度，温度太高会导致SO2的吸收率降低，其原因可能是___________。 ③“沉淀室”中加入石灰乳可实现NaOH吸收液的再生。沉淀室中NaHSO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为___________。 (3)“废碱渣脱硫法”。工业废碱渣的主要成分为Na2CO3。实验室模拟“废碱渣工业脱硫”并制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)，实验装置如图所示(实验前已除去装置中的空气)： ①在装置的反应中SO2体现了___________性(填“氧化”或“还原”)。在尾气中检测到CO2气体，则总反应的化学方程式为___________。 ②为验证装置中生成了CO2，将尾气依次通过酸性KMnO4溶液、品红溶液和澄清石灰水。能够说明有CO2生成的实验现象是___________。 ③Na2S2O3可用于去除水中的Cl2得到含硫酸盐的酸性溶液，该反应的离子方程式为___________。 ▌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 。 (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 ，硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。 【典例4】当前，提高空气质量成为日益关注的环境问题。 (1)上图为烟台某日空气质量报告，当日的首要空气污染物为___________；安装汽车尾气催化转化器可将CO和NO2转化为两种无污染的气体，反应的化学方程式为___________。 (2)硝酸工业废气中有氮氧化物(NOx)，利用石灰乳净化废气，同时能获得应用广泛的Ca(NO2)2，工艺流程如下： 滤渣可循环利用，其主要成分为___________(填化学式)；该工艺需控制NO2和NO物质的量之比接近1：1，“吸收”过程反应的化学方程式为___________；若n(NO2)：n(NO)>1：1，则产品中可能混有杂质___________(填化学式)。 (3)燃煤烟气中含有SO2和NOx，用NaClO2溶液吸收可同时实现烟气脱硫、脱硝。某时刻测得溶液中各离子浓度的有关数据如下(其他离子忽略不计)： 离子 Na+ H+ Cl- 浓度/(mol·L-1) 5.5×10-3 8.5×10-4 m 2.0×10-4 3.4×10-3 NO和NaClO2溶液反应的离子方程式为___________；表中m=___________。 【变式4-1】（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4-2】空气质量报告主要包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”、“空气质量状况”等。下图为一报告截图，下列叙述错误的是 A．该市当天空气首要污染物是PM2.5 B．该市当天空气质量等级属于重度污染 C．均可导致酸雨 D．污染物可能主要来源于机动车尾气 【变式4-3】下表是某城市某日空气质量报告： 污染指数 首要污染物 空气质量级别 空气质量状况 55 SO2 II 良 该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。 实验一：用下图所示装置进行实验。 (1)A装置的作用是_________（填“干燥”或“氧化”）SO2气体。 (2)实验过程中，B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化，C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变_______色(填“蓝色”或“红色”或“不变色”)，说明SO2与水反应生成一种酸。 (3)D装置的作用是______________，并写出化学反应方程式_____________________________。 实验二：往盛有水的烧杯中通入SO2气体，测得所得溶液的pH_______7（填“＞”“＝”或“＜”），然后每隔1 h测定其pH，发现pH逐渐变小，直至恒定。说明烧杯中溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4。 （查阅资料） SO2形成酸雨的另一途径：SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3，SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作_________（填“催化剂”或“氧化剂”）。 （探究结论）SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸形成酸雨。该市可能易出现酸雨（知识联想） (1)酸雨造成的危害是：______________________________（举一例）。 (2)汽车排放的尾气，硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物，氮的氧化物溶于水最终转化为____________，是造成酸雨的另一主要原因。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $