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第三单元环境保护绿色化学【课标要求】1.认识物质及其变化对环境的影响,依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因,主要危害及其防治措施。2.以酸雨的防治和废水处理为例,体会化学对环境的保护作用。3.能运用“绿色化学”思想分析和讨论化工生产的相关问题。一、化学与环境保护1.环境问题与环境保护(1)环境问题(2)环境保护的任务2.三废的治理(1)大气污染①大气污染物的来源②次生污染物的形成(2)酸及其治理①两类酸雨的形成过程pH<5.6的雨水a.硫酸型酸雨途径1:SO2eq\o(→,\s\up7(空气(O2)),\s\do5(飘尘))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4途径2:SO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO3eq\o(→,\s\up7(空气(O2)))H2SO4b.硝酸型酸雨NOxeq\o(→,\s\up7(O2+H2O))HNO3②酸雨的危害a.破坏农作物、森林、草原,酸化湖泊,危害水生生物。b.加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。③酸雨的防治根本上:减少SO2的生成和排放。a.开发新能源。b.对含硫燃料进行脱硫处理。c.处理尾气,提高环境保护意识。(3)污水处理方法(4)固体废弃物的处理遵循的原则及达到的目的3.空气质量评价(1)空气质量指数空气质量指数(AQI)中有细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)六大检测项目。(2)AQI作为衡量空气质量好坏的指标,其数值越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。(3)空气质量指数的确定①测定该地区空气中各种污染物的浓度。②将各种污染物的浓度换算为质量指数。③选取污染指数最大的污染物为首要污染物,首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。(4)AQI与空气质量等级根据AQI的数值可将空气质量等级分为优、良、轻微污染、轻度污染、中度污染、中度重污染、重污染。4.常见的七大环境问题环境问题主要污染物温室效应甲烷也是造成温室效应的气体CO2酸雨SO2、NOx臭氧层破坏氟氯代烷、NOx光化学烟雾碳氢化合物、NOx白色污染废弃塑料制品赤潮和水华废水中含氮、磷元素的营养物质PM2.5颗粒物【诊断1】判断下列叙述的正误(正确的划“√”,错误的划“×”)。(1)酸雨是指pH<7的雨水,它的形成与大气中SO2、NOx等酸性污染物增多有关(×)(2)水华、赤潮等水体污染主要是含氮磷的生活污水任意排放造成的(√)(3)矿物燃料的脱硫脱硝可以减少SO2、NO2的排放(√)(4)空气质量指数是指各污染物质量指数之和(×)二、绿色化学1.绿色化学的核心2.绿色化学示意图3.开发和利用自然资源遵循的原则【诊断2】判断下列叙述的正误(正确的划“√”,错误的划“×”)。(1)绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行彻底治理(×)(2)工业上用铜与浓硫酸反应制取硫酸铜符合绿色化学的理念(×)(3)无机中的化合反应,有机中的取代和加成反应都符合绿色化学原子经济性的要求(×)(4)绿色化学是指化学工业生产中少用或不用有害物质以及少排或不排放有害物质(√)考点一酸雨及防治、环境保护题组一环境污染与防治1.化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A.PM2.5是指粒径不大于2.5μm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.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料答案C解析燃煤中加入CaO的目的是除S,可以减少酸雨的形成,但不能减少CO2的排放,故C错误。2.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是()A.雾和霾的分散剂相同B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关答案C解析雾和霾的分散剂都是空气,A正确;雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵,B正确;NH3参与反应生成铵盐,是反应物,不是催化剂,C错误;过度施用氮肥会增加大气中氨的含量,D正确。题组二酸雨的成因与防治3.酸雨的主要成分是H2SO4,以下是形成途径之一:①NO2+SO2=NO+SO3;②2NO+O2=2NO2;③SO3+H2O=H2SO4,以下叙述错误的是()A.NO2由反应N2+2O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO2生成B.总反应可表示为2SO2+O2+2H2Oeq\o(=,\s\up7(NO2))2H2SO4C.还可能发生的反应有4NO2+O2+2H2O=4HNO3D.还可能发生的反应有4NO+3O2+2H2O=4HNO3答案A解析A项,N2+O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO,不能生成NO2,错误;B项,①×2+②+③×2得:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,正确;C项,利用3NO2+H2O=2HNO3+NO④以及④×2+②得:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,正确;D项,利用3NO2+H2O=2HNO3+NO④以及④×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,正确。4.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图,下列有关说法错误的是()A.光照能引发酸雨的形成B.所涉及的变化均为氧化还原反应C.污染空气能加快酸雨的形成D.SOeq\o\al(*,2)的能量比SO2的高答案B解析由图示可知,酸雨形成的两个途径中都涉及了光照的条件,故A正确;三氧化硫与水反应生成硫酸,没有化合价变化,不属于氧化还原反应,故B错误;由图中信息可知,污染空气中氮的氧化物、碳氢化合物及二氧化硫等大气污染物可以通过光化学反应生成硫酸,在这个过程中,氮的氧化物是催化剂,加快了酸雨的形成,故C正确。❶两种常见的NOx尾气处理方法(1)方法一:碱液吸收法用碱液吸收处理NO2、NO的混合气体,能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。(2)方法二:催化转化法在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2);NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)(一般适用于汽车尾气的处理)。❷二氧化硫尾气处理的常用四种方法(1)方法一:钙基固硫法用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、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CaO+SO2eq\o(=,\s\up7(△))CaSO3,2CaSO3+O2eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4,总反应方程式为2CaO+2SO2+O2eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4。(2)方法二:氨水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,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)方法三:钠碱脱硫法用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,反应的化学方程式为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。(4)方法四:双碱脱硫法先利用烧碱吸收SO2,再利用熟石灰浆液再生,再生后的NaOH碱液可循环使用,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。考点二绿色化学的核心与应用【题组训练】1.最近,国际上提出的绿色化学是指化学工业生产中()A.对废水、废气、废渣进行严格处理B.不排放任何有害物质C.在化工厂周围种草、种树、种花,使化工厂成为花园式工厂D.以绿色植物为原料,以生物催化剂实现化工生产过程的化学答案B解析绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染,则在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质,B项符合题意。2.原子利用率是衡量绿色化学的重要指标,下列是理想的绿色化学工艺的是()A.工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅B.利用石灰乳与纯碱溶液反应制烧碱C.工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾D.石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷答案D解析硅石的主要成分是SiO2,SiO2与焦炭反应会有CO生成,污染环境且原子利用率不高,A项不符合要求;产物中还有碳酸钙,原子利用率不高,B项不符合要求;铜与浓硫酸反应会有SO2生成,污染环境且原子利用率不高,C项不符合要求。绿色化学的特点❶开发绿色反应,将原子利用率提高到100%。❷使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。❸开发绿色工艺。❹开发和生产绿色产品。微专题10学科素养的核心价值——碳达峰、碳中和【进阶学习】(1)“碳达峰”是指某个地区或行业,年度碳排放量达到历史最高值,是碳排放量由增转降的历史拐点,标志着经济发展由高耗能、高排放向清洁的低能耗模式转变。(2)“碳中和”(Carbonneutrality)是指企业、团体或个人测算在一定时间内,直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。如下图所示:(3)实现碳达峰、碳中和的两大方向:减少碳排放、增加碳吸收。碳捕捉是指将工业生产中的二氧化碳用各种手段捕捉的过程,其吸引力在于能够减少燃烧化石燃料产生的温室气体。【专题精练】1.(2021·山东卷)有利于实现“碳达峰、碳中和”的是()A.风能发电 B.粮食酿酒C.燃煤脱硫 D.石油裂化答案A解析碳达峰是指我国承诺2030年前,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低;碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”,故选A。2.(2021·全国乙卷)我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是()A.将重质油裂解为轻质油作为燃料B.大规模开采可燃冰作为新能源C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D.研发催化剂将CO2还原为甲醇答案D解析“碳中和”实际上就是通过植树造林、节能减排等方法实现二氧化碳的“零排放”。重质油裂解为轻质油,只是将长链烃变为短链烃,燃烧产生的二氧化碳的量不会改变,A错误;可燃冰作为新能源,其主要成分为甲烷,燃烧依旧会产生二氧化碳,B错误;清洁煤技术主要是减少二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物等污染物的排放,但不能减少二氧化碳的排放,C错误;将二氧化碳转化为其他能源是实现“碳中和”最直接有效的一种方法,D正确。3.如图是自然界中碳、氧循环简图(X为H2CO3,Y为C6H12O6)。下列说法不正确的是()A.图一中的转化1是酸雨形成的主要原因B.图二中可实现有机物与无机物的相互转化C.绿色植物通过光合作用,将太阳能转化成化学能D.碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定答案A解析A.图一中转化1水与二氧化碳发生反应的化学反应方程式为CO2+H2OH2CO3;不是酸雨形成的主要原因,酸雨是二氧化硫溶于水造成的,故错误;B.图二中是自然界中碳、氧循环的重要反应,6CO2+6H2Oeq\o(→,\s\up7(光照),\s\do5(叶绿体))C6H12O6+6O2,可实现有机物与无机物的相互转化,故正确;C.绿色植物通过光合作用,将太阳能转化成化学能,故正确;D.碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的稳定,故正确。4.(2021·太原模拟)我国向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”的郑重承诺,科学家成功将空气中捕获的CO2直接转化为甲醇燃料,向“碳中和”迈出重要的一步,过程如图所示。下列关于该过程的说法错误的是()A.化石燃料的大量使用会导致温室效应B.可重复捕获二氧化碳C.过程①只涉及化学键的断裂D.二氧化碳转化为甲醇的反应为CO2+3H2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3OH+H2O答案C解析A.化石燃料燃烧产生二氧化碳,二氧化碳为温室气体,能够导致温室效应产生,故A正确;B.依据图示反应①与二氧化碳反应生成,又通过一系列反应重新生成,所以可重复捕获二氧化碳,故B正确;C.依据图示可知反应①断裂旧键的同时生成新的化学键N—C键,故C错误;D.依据反应过程可知氢气与二氧化碳在催化剂条件下生成甲醇和水,化学方程式:CO2+3H2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3OH+H2O,故D正确。1.(2021·全国甲卷)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是()A.食品加工时不可添加任何防腐剂B.掩埋废旧电池不会造成环境污染C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染答案C解析食品加工时可以添加防腐剂,但要控制用量,A错误;废旧电池中含有重金属(如汞等),掩埋其会造成土壤及水污染,B错误;天然气不完全燃烧会产生有毒气体一氧化碳,C正确;含磷洗涤剂会造成水体富营养化,D错误。2.(2021·河北卷)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PM2.5C.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答案D解析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,NO、NO2转化为肥料也不是氮的固定,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。3.(双选)(2020·海南卷)含有下列有害组分的尾气,常用NaOH溶液吸收以保护环境。吸收过程中发生歧化反应的是()A.SO3 B.Cl2C.NO2 D.HBr答案BC解析A.三氧化硫与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,为非氧化还原反应,故A错误;B.氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,氯气中Cl元素的化合价既升高又降低,发生氧化还原反应,属于歧化反应,故B正确;C.二氧化氮与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠、硝酸钠和水,N元素化合价既升高又降低,发生氧化还原反应,属于歧化反应,故C正确;D.溴化氢与氢氧化钠反应生成溴化钠和水,为非氧化还原反应,故D错误。4.(2020·全国卷Ⅱ)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如图所示。下列叙述错误的是()A.海水酸化能引起HCOeq\o\al(-,3)浓度增大、COeq\o\al(2-,3)浓度减小B.海水酸化能促进CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少C.CO2能引起海水酸化,其原理为HCOeq\o\al(-,3)H++COeq\o\al(2-,3)D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境答案C解析根据图示可知CO2的过量排放,能导致海水中CO2+H2OH2CO3H++HCOeq\o\al(-,3)平衡右移;H+又能与珊瑚礁溶解生成的COeq\o\al(2-,3)结合生成HCOeq\o\al(-,3),促使CaCO3Ca2++COeq\o\al(2-,3)平衡右移,从而使珊瑚礁减少。结合上述分析可知海水酸化,海水中H+和HCOeq\o\al(-,3)的浓度均增大,使海水中COeq\o\al(2-,3)的浓度减小,A项正确;H+可结合珊瑚礁溶解产生的COeq\o\al(2-,3),故能促进CaCO3的溶解,使珊瑚礁减少,B项正确;CO2引起海水酸化的原理为CO2+H2OH2CO3H++HCOeq\o\al(-,3),C项错误;使用太阳能、氢能等新能源,能有效减少CO2的排放,利于改善珊瑚的生存环境,D项正确。1.(2022·苏州高三调研)“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进“碳中和”最直接有效的是()A.推行生活垃圾分类B.大规模开采可燃冰作为新能源C.安装脱硫设备减少煤燃烧污染D.研发催化剂将CO2还原为甲醇答案D解析A项,能够使垃圾资源化,减少垃圾量,但对CO2的排放总量影响不大,错误;B项,可燃冰是甲烷的结晶水合物,大量开采使用,会产生CO2,不利用碳中和,错误;C项,安装脱硫设备只会减少SO2的排放,但对CO2的排放总量无影响,错误。2.(2021·江苏第二次适应性考试)SO2是一种空气污染物,会导致硫酸型酸雨。下列选项所述措施均能减少工业排放尾气中SO2含量的是()①以其他清洁能源代替燃煤②对煤炭进行固硫、脱硫处理③用“石灰乳+氧气”吸收含SO2的尾气④将含SO2的尾气向高空排放A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②③④答案A解析SO2属于大气污染物,所以不可直接排放到空气中,④错误;①煤燃烧会产生SO2,用清洁能源代替燃煤,可以减少SO2的排放,正确;②对煤进行脱硫处理,使S元素转化为固体物质,可以减少SO2的排放,正确;③SO2与Ca(OH)2、O2反应,可生成CaSO4,可以减少SO2的排放,正确,A正确。3.(2021·荆州模拟)以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()选项氧化物环境问题主要来源ACO2酸雨化石燃料的燃烧BSO2光化学烟雾汽车尾气的排放CNO2温室效应工厂废气的排放DCOCO中毒燃料的不完全燃烧答案D解析A.化石燃料燃烧主要排放二氧化碳气体,与温室效应有关,而与酸雨无关,故A错误;B.二氧化硫是形成酸雨的主要污染物,而光化学烟雾与二氧化氮有关,且汽车尾气的排放的主要为C、N的氧化物,故B错误;C.温室效应的罪魁祸首为二氧化碳,不是二氧化氮,故C错误;D.汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧会产生CO,CO为有毒气体,故D正确。4.(2021·武汉模拟)绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中,合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中,以下反应最符合绿色化学的“原子经济性”要求的是()A.甲烷与氯气反应制取四氯化碳B.以铜和浓硫酸为原料制取硫酸铜C.乙烯与水反应制取乙醇D.苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物在一定条件下反应制取硝基苯答案C解析A.甲烷与氯气制备四氯化碳:产物有多种,不符合“绿色化学”的思想,故A错误;B.以铜和浓硫酸为原料制取硫酸铜,生成硫酸铜、水、二氧化硫,有污染,故B错误;C.乙烯与水发生加成反应制取乙醇:反应物中原子全部转化为产物,且产物只有一种,符合“绿色化学”的思想,故C正确;D.苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物在一定条件下反应制取硝基苯:产物有两种,分别为硝基苯、水,不符合“绿色化学”的思想,故D错误。5.(2021·太原模拟)某空气日报表中污染物的浓度如表所示,下列说法正确的是()主要污染物PM2.5PM10SO2NO2COO3浓度μg/m332651442015A.CO和NO2均属于酸性氧化物B.等质量的SO2和NO2氧原子数相同 C.1m3该空气中含有3.125×10-7molO3D.PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物,所以在空气中一定能形成胶体答案C解析A.CO与碱不反应,不是酸性氧化物,故A错误;B.二氧化硫和二氧化氮都含2个氧原子,但是二者摩尔质量不同,依据n=eq\f(m,M)可知二者物质的量不同,所以含有的氧原子个数不同,故B错误;C.1m3该空气中含有臭氧的质量为15μg,含有臭氧物质的量为eq\f(15×10-6g,48g/mol)=3.125×10-7mol,故C正确;D.气溶胶属于胶体,微粒直径在10-7m~10-9m之间,而PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米,即小于或等于2.5×10-6m,故其在空气中不一定能形成胶体,故D错误。6.(2021·河北衡水中学高三第一次联合考试)随着国家环境法律法规与标准日趋严格,二氧化硫烟气被国家列为重点减排对象,二氧化硫的减排与回收已成为环保领域急需突破的重大课题。一种还原脱硫的工艺流程如下:下列说法错误的是()A.SO2有毒且能形成酸雨,因此被列为国家重点减排对象B.“脱硫塔”中发生反应的化学方程式为CaS+2SO2=CaSO4+S2C.脱硫过程中,当产生1molCaSO4,转移电子的物质的量为2molD.“再生塔”中生成的M可在“脱硫塔”中循环使用,M的化学式为CaS答案C解析SO2有毒,且能形成硫酸型酸雨,因此被列为国家重点减排对象,A正确;“脱硫塔”中进箭头为反应物,出箭头为生成物,根据得失电子守恒配平得CaS+2SO2=CaSO4+S2,B正确;根据方程式可知当产生1molCaSO4时,有1molSO2被还原为S2,转移电子的物质的量为4mol,C错误;“再生塔”中C与CaSO4,反应生成CO2和M,根据元素守恒和得失电子守恒规律,可判断M为CaS,D正确。7.(2021·河北正定中学高三月考)某兴趣小组模拟用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备Al2(SO4)x(OH)6-2x溶液,并用其脱除烟气中的SO2,其流程如下:下列说法错误的是()A.浸取时发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2OB.滤渣1和滤渣2的主要成分分别为SiO2和CaSO4C.为增强SO2的脱除效果,可在现有基础上再加入过量碳酸钙D.若b<a(热分解完全),则循环液的碱性比吸收SO2前溶液的碱性弱答案C解析浸取时氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水,发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,A正确;SiO2和硫酸不反应,所以滤渣1的成分是SiO2,用碳酸钙和硫酸反应调节溶液的pH生成CaSO4,滤渣2的主要成分为CaSO4,B正确;加入过量碳酸钙会使溶液pH>3.6,生成氢氧化铝沉淀,SO2的脱除效果降低,C错误;若b<a(热分解完全),说明部分SO2没有释放,氢氧根离子浓度降低,循环液的碱性比吸收SO2前溶液的碱性弱,D正确。8.(2022·福建三明一中高三月考)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,1molO2可氧化2molNa2SO3C.双碱法脱硫过程中,NaOH起的是催化作用D.总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O答案C解析过程ⅠSO2与NaOH反应生成Na2SO3,反应方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,过程ⅡNa2SO3、Ca(OH)2、O2反应生成NaOH和CaSO4,反应方程式为2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH,则总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O。过程Ⅰ为SO2与碱反应生成盐和水,表现出酸性氧化物的性质,A正确;由过程Ⅱ的反应方程式可得关系式O2~2Na2SO3,由此可知1molO2可氧化2molNa2SO3,B正确;根据图示,再结合过程Ⅰ和过程Ⅱ可知,NaOH在整个过程中属于中间产物,C错误;根据图示可得总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O,D正确。9.(2021·扬州模拟)废水中氨氮(NH3、NHeq\o\al(+,4))采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去,具体原理如下:①微生物脱氮法:NHeq\o\al(+,4)eq\o(→,\s\up7(硝化细菌,O2),\s\do5(步骤a))NOeq\o\al(-,3)eq\o(→,\s\up7(反硝化细菌),\s\do5(步骤b))N2②化学沉淀法:向废水中加入含MgCl2、Na3PO4的溶液,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀从而去除氨氮下列有关说法正确的是()A.该废水大量直接排放,对水体的影响不大B.微生物脱氮时可在高温下进行,以加快脱氮的速率C.步骤a发生反应:NHeq\o\al(+,4)+2O2=NOeq\o\al(-,3)+H2O+2H+ D.化学沉淀法脱氮时,溶液的碱性过强,氨氮的去除率将上升答案C解析A.该废水大量直接排放,可使水中藻类植物大量繁殖,造成水体污染,故A错误;B.高温下微生物发生变性,不利用脱氮,故B错误;C.步骤a中铵根离子被氧化,发生NHeq\o\al(+,4)+2O2=NOeq\o\al(-,3)+H2O+2H+,故C正确;D.溶液的碱性过强,镁离子转化为氢氧化镁沉淀,则氨氮的去除率将下降,故D错误。10.(2021·银川模拟)霾也叫灰霾(烟霞),空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐(含SOeq\o\al(2-,4)、HSOeq\o\al(-,4))生成的三个阶段的转化机理,其主要过程示意图如图,下列说法不正确的是()A.NO2为该硫酸盐转化过程中的催化剂 B.第Ⅰ阶段的化学方程式为:SOeq\o\al(2-,3)+NO2=SOeq\o\al(-,3)+NOeq\o\al(-,2)C.1molSOeq\o\al(-,3)在第Ⅱ、Ⅲ两个阶段共失去电子数目为NAD.氧化性:NO2>HNO2答案A解析A.根据图示可知,NO2转化为HNO2,N的化合价由+4价变到+3价,化合价降低,被还原,参与了反应生成新物质,是氧化剂,故A不正确;B.第Ⅰ阶段NO2得到SOeq\o\al(2-,3)失去的电子,转化为NOeq\o\al(-,2)和SOeq\o\al(-,3),故反应的离子方程式为:SOeq\o\al(2-,3)+NO2=SOeq\o\al(-,3)+NOeq\o\al(-,2),故B正确;C.在第Ⅱ、Ⅲ两个阶段,1molSOeq\o\al(-,3)失去1mol电子生成HSOeq\o\al(-,4),共失去的电子数为NA,故C正确;D.根据图示可知,NO2转化为HNO2,NO2是氧化剂,HNO2是还原产物,所以氧化性:NO2>HNO2,故D正确。11.我国是以煤炭为主要能源的发展中国家,煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的NOx和SO2,带来了严重的大气污染。某化工小组进行了ClO2协同氨水法脱除模拟烟气中NOx和SO2的实验研究,其流程如图:回答下列问题:(1)制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入________,目的是__________________________________________________________________。(2)“喷淋液”中所含ClO2可通过向酸性氯酸钠溶液中加入葡萄糖的方法制备,同时产生CO2等物质,则该反应的离子方程式为___________________________________________________________________,还可将葡萄糖替换为________(填字母标号)。A.FeCl3溶液 B.SO3C.甲醇 D.酸性KMnO4溶液(3)利用ClO2协同氨水进行脱硫脱硝净化时,污染性气体脱除效率变化情况如图所示,则该脱除技术的最佳温度应为________℃,喷淋塔中可能产生的一种副产物的化学式为________,该物质的常见用途是__________________________。(4)传统湿式氨法烟气处理技术以尿素[CO(NH2)2]热水解产生的NH3溶于水为喷淋液。在催化剂作用下,喷淋除去NO过程中有一种无污染气体生成,该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)N2排尽装置中空气,防止NO被O2氧化(2)24ClOeq\o\al(-,3)+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2OC(3)40NH4Cl或(NH4)2SO4或NH4NO3作氮肥(4)4NH3+6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))5N2+6H2O解析(1)模拟烟气中的重要成分为SO2、NO、N2,由于NO易被空气中的氧气氧化,制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入N2,排尽装置中空气,防止NO被O2氧化;(2)“喷淋液”中所含ClO2可通过向酸性氯酸钠溶液中加入葡萄糖的方法制备,同时产生CO2等物质,则该反应的离子方程式为:24ClOeq\o\al(-,3)+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O;该反应中葡萄糖做还原剂,FeCl3溶液、SO3、酸性KMnO4溶液均为氧化剂,只有C甲醇具有还原性,答案选C;(3)根据图示分析,脱除效率最高点对应的温度为最佳温度,脱除效率最佳温度为40℃,ClO2具有氧化性,一定条件下可与NOx、SO2发生氧化还原反应生成硫酸、硝酸和盐酸,再与氨水反应生成硝酸铵、硫酸铵、氯化铵,铵盐在生产生活中常用作氮肥;(4)由题意可知,传统湿式氨法烟气处理技术的反应物为氨气、一氧化氮,两者在催化剂的作用下反应,生成一种无污染的气体,由元素守恒可推知,生成物为氮气和水,配平后化学方程式为:4NH3+6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂))5N2+6H2O。12.(2019·江苏卷)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH-=2NOeq\o\al(-,2)+H2O2NO2+2OH-=NOeq\o\al(-,2)+NOeq\o\al(-,3)+H2O①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。A.加快通入尾气的速率B.采用气、液逆流的方式吸收尾气C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是________(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NOeq\o\al(-,3)的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NOeq\o\al(-,3),其离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________。②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2NH3+2O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))N2O+3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NOeq\o\al(-,3)+5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强解析(1)NH3被O2氧化生成N2O,N元素从-3价升至+1价,1molNH3失去4mole-,O元素从0价降至-2价,1molO2得到4mole-,根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A项,通入尾气速率过快时,尾气吸收不充分,错误;B项,采用气、液逆流方式吸收尾气时,尾气吸收会更充分,正确;C项,补充NaOH溶液,c(OH-)增大,能更充分的吸收尾气,正确。②NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水,所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸收尾气的主要反应可知,NO2吸收更充分,故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。(3)①HClO氧化NO生成NOeq\o\al(-,3),自身被还原为Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO,NaClO在酸性条件下会生成HClO,所以pH越小,溶液中HClO的浓度越大,NO转化率越高。13.(2021·江苏苏州高三调研)用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:下列说法不正确的是()A.吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2OB.将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大C.采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收D.若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1,吸收后排放的气体中NO含量升高答案B解析A项,吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O,正确;B项,石灰乳更利于气体附着,改为澄清石灰水吸收效率将会降低,错误;C项,采用气液逆流接触,增大了气体和石灰乳的接触面积,有利于尾气中NO、NO2的充分吸收,正确;D项,尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1,发生反应NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O,多余的NO无法被Ca(OH)2吸收,造成排放气体中NO含量升高,正确。14.(2021·湘潭模拟)循环流化床烟气脱硫灰的主要成分有CaCO3、CaSO3·0.5H2O、CaSO3。为实现脱硫灰的资源化利用,对脱硫灰进行热重分析,结果如图所示。下列分析错误的是()A.图1中1200℃时,残留固体主要成分为CaOB.图1中600~630℃时反应的化学方程式为CaCO3eq\o(=,\s\up7(600~630℃))CaO+CO2↑C.图2中260~370℃时曲线下降的原因是CaSO3分解生成CaO与SO2D.图2中370~580℃时曲线上升的原因是CaSO3被空气中的O2氧化成CaSO4答案C解析A.图1中1200℃时,残留固体主要成分为CaO,故A正确;B.图1中600~630℃出现CO2的峰,则说明600~630℃时碳酸钙开始分解为氧化钙导致质量减小,化学方程式为CaCO3eq\o(=,\s\up7(600~630℃))CaO+CO2↑,故B正确;C.结合图1与图2分析,图1中260~370℃有一个生成水的峰,所以图2中260~370℃时曲线下降的原因为CaSO4·0.5H2O失去结晶水,故C错误;D.370~580℃曲线上升的原因为:CaSO3·0.5H2O失水质量小于CaSO3被空气中氧气氧化生成CaSO4增加的质量,故D正确。15.(2022·江苏百校第一次联考)含NO烟气需要处理后才能排放。(1)湿法氧化法处理含NO烟气。碱性条件下,用NaClO2将NO氧化成NOeq\o\al(-,3)并放出热量。①写出该反应的离子方程式:______

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