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文档简介
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”忠想分析和讨论化工生产的相关问题。
夯•必备知识
一、化学与环境保护
L环境问题与环境保护
⑴环境问题
主要是指由于人类不合理地开发和利
用自然资源而造成的生态环境破坏
以及工农业生产和人类生活所造成的
环境污染
(2)环境保护的任务
环境—对污染物的存在形态、含量等进行
境
环
监测分析和测定,提供可靠的分析数据
护
保
任
的治理工业三废(蛆、度江、鹿遗)
务寻找源头治理环境污染的生产工艺
杜绝污染物的排放,能从根本上解决环
境问题
2.三废的治理
(1)大气污染
①大气污染物的来源
化石燃料的燃烧产工业生产过程产生
生的废气及其携带的废气及其携带的
的颗粒物颗粒物
②次生污染物的形成
一定条件卜.形成
I
酸雨、雾镯、光化学烟雾等污染现象
(2)酸及其治理
①两类酸崩的形成过程
,--->pH<5.6的雨水
a.硫酸型酸雨
途径1:S02―~T03且2H2so4
沁以csH2O空气(O2)“s
途彳仝2:SO?-----*HTT2soorv3-----------tHzSO,
b.硝酸型酸雨
NOt------>HNO3
②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:减少殁1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
「中和法
物理法1|污水处
生物法化学法-氧化还原法
L沉淀法
(4)固体废弃物的处理遵循的原则及达到的目的
遵循无害化、减量化和资源
遵循原则;一’
化的原则
I达到减少环境污染和资源问
达到目的一
收利用的目的
3.空气质量评价
(1)空气质量指数
空气质星指数(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(NCh)、臭氧(。3)、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测定该地区空气中备独质染物的浓度。
②将各种污染物的浓度换算为质量鬼数。
③选取污染指数最大的污染物为苴度注染物,苴要亘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
CO2
甲烷也是造成温室效应的气体
酸雨SO2、NOv
臭氧层破坏氟氯代烷、NOv
光化学烟雾碳氢化合物、NOv
白色污染废弃塑料制品
赤潮却水华废水中含氮、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“J”,错误的划“X”)。
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2.5pm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C02
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()
无
YNO型电。.些HNC)3NH,NO
Lt机
体
颗
燃
物NH,
粒
料
物
燃S()FSO,蛆2H2soi(NH^SO,
烧
------颗粒物
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸镂和硫酸钱
C.NHs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铁和硫
酸钱,B正确;NM参与反应生成钱盐,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:©NO2+SO2=NO+SO3;
②2NO+O2=2NCh;③SO3+H2OH2so4,以下叙述错误的是()
A.N02由反应N2+2O2坐身2NCh生成
B.总反应可表示为2so2+O2+2H2O粤^=2H2so4
C.还可能发生的反应有4NO2+02+2H2O=4HNO3
D.还可能发生的反应有4N0+302+2H2O=4HNO3
答案A
解析A项,N2+O2星星2NO,不能生成NCh,错误;B项,①X2+②+③*2
得:2SO2+02+2H2O=2H2SO4,正确;C项,利民3NO2+H2O=2HNO3+NO©
以及④X2+②得:4NO2+02+2H2O=4HNO3,正确;D项,利用3NCh+
H2O=2HNCh+NO④以及④X2+②X3#:4N0+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()
①SO,3-SOXSO?激发态)速率
化石清洁空气
燃料(2>SO;+O--------SO,
光照;途径
化工③SO|+SO?‘.so.
生产so.
火山①NO,、碳氢化合物包*-OH+-
光照途径n[
喷发
污染空气'2♦HOM):速率
③HOSO2+*OH------->H2soi().8%/小时
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.SO;的能量比S02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。
口规律方法,
❶两种常见的NO,尾气处理方法
(1)方法一:碱液吸收法
用碱液吸收处理NCh、NO的混合气体,能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是
〃(NO?)2〃(NO)c
(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);NO、与CO在一
定温度下催化转化为无毒气体(N2和C02)(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、02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+SO2^=CaSO3,2CaSO.3+O2=^=
2CaSO4,总反应方程式为2CaO+2SCh+Ch兽=2CaSCU。
(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S02直接接触,反应的化学方
程式为2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4O(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SCh,得到Na2s。3和NaHSCh,反应的化学方程
式为2NaOH+SO2=Na2SCh+H2O,Na2CO34-SO2=Na2SO3+CO2,Na2sO3+
SO2+H2O=2NaHSO3o
(4)方法四:双碱脱硫法
先利用烧碱吸收S02,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+SCh=Na2sO3+H2O,2Na2so3+Ch=2Na2so4。
②再生反应:Na2sCh+Ca(OH)2=CaSO3I+2NaOH,Na2SO4+
Ca(OH)2=CaSO4I+2NaOHo
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机
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SiO2,402与焦炭反应会有CO生成,污染环境月原子
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。
|易错提醒,
绿色化学的特点
❶开发绿色反应,将原子利用率提高到HX)%。
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一一碳达峰、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"(Carbonneulrality)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:
日丽~X~耳收]
(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CCh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,只是将长链母变为短链烧,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H2c03,Y为C6Hl2。6)。下列说法不正确
的是(
CO2+H2。CO.+H.O
转化2转化2
图一图二
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C02十
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+6H2O#泰祓C6Hl2。6
+602,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()
仆
H
HCOO-
A.化石燃料的大量使用会导致温室效应
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CCh+3H2催化到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
coo-,coo-又通过一系列反应重新生成《7、所以
(N一『x%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+3H2--CH3OH+H2O,
故D正确。
力练•高考真题
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.NCh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PM25
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NCh作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SCh可采用石灰法进行脱除
答案D
解析S02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NCh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SCh反应生成CaSCh,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.SO3B.C12
C.NO?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;R氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,氯气中C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.溟化氢与氢氧化钠反应生成淡化钠和水,
为非氧化还原反应,故D错误。
4.(2020.全国卷H)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HCON农度增大、COM浓度减小
B.海水酸化能促进CaCCh的溶解,导致珊瑚礁减少
C.CO2能引起海水酸化,其原理为HCO3H+-FCOr
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
++HCO*平衡右移:H+又能与珊瑚礁溶解生成的COM结合生成HCO?,促使
CaCOsCa2++C0l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HCQT的浓度均增大,使海水中COM的浓度减小,A项正确;
H+可结合珊瑚礁溶解产生的COM,故能促进CaCCh的溶解,使珊瑚礁减少,B
项正确;CCh引起海水酸化的原理为CO2+H2OH2cChH++HCO?,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。
成•学科素养
A级基础巩固
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S6的排放,但对CCh的排放总量
无影响,错误。
2.(2021•江苏第二次适应性考试)SCh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SCh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.①②③B.②®④
C.①③④D.@@③④
答案A
解析so?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S02,用清洁能源代替燃煤,可以减少S02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S02的排放,正确;③S02与Ca(0H)2、
O2反应,可生成CaSCh,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
温室效应工厂废气的排放
CNO2
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为有毒专体,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PM2.5PM10SO2NO2CO03
浓度pg/m332651442015
A.CO和NO?均属于酸性氧化物
B.等质量的SO2和NCh氧原子数相同
3
C.lnr该空气中含有3.125X10-7molO3
D.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〃=令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.ln?该空气中含有臭氧的质量为15阙,
X]0-6p
含有臭氧物质的量为48g/mo「=3.125X10一7口⑹,故C正确;D.气溶胶属于胶
体,微粒直径在lO-m〜lOfm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2.5X10fm,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:
CaS精煤
脱硫气体
下列说法错误的是()
A.SCh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+2SCh=CaSO4+S2
C.脱硫过程中,当产生1molCaSCh,转移电子的物质的量为2moi
D.“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S02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
4-2SO2=CaSO4+S2,B正确;根据方程式可知当产生ImolCaSCh时,有1mol
SO2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CaSCh,
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AI2O3、Si(h等)
制备A12(S04)x(0H)63溶液,并用其脱除烟气中的SCh,其流程如下:
稀硫酸碳酸钙
粉JL厂
煤一浸取一调pH=3.6-A12(SOJ,(OH)心溶液-]
灰
滤渣1滤渣2烟气(含amolSCy
I
SO2(6mol)一]热分解I吸收卜-----
循环液
下列说法错误的是()
A.浸取时发生反应的离子方程式为A12O3+6H+=2A13++3H2O
B.滤渣1和滤渣2的主要成分分别为SiCh和CaSCh
C.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
+3+
AI2O3+6H=2A1+3H2O,A正确;SiCh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,SCh的脱除效果
降低,C错误;若〃V〃(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SCh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
so2\ZNaOH\zCaSO
过程&程口
Na2SO/'calOH%、。?
A.过程I中,SO2表现出酸性氧化物的性质
B.过程II中,1molCh可氧化2molNa2sO3
C.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Na2s03,反应方程式为S02+
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+2H2Oo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02〜2Na2so3,
由此可知1molO2可氧化2moiNa2so3,B正确;根据图示,再结合过程I和过
程H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+2SO24-O2=2CaSO4+2H2O,DIF确,
9.(2021•扬州模拟)废水中氨氮(NHa、NHj)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:NH/化舞02NO3反石嬲1菌N?
②化学沉淀法:向废水中加入含MgCL、Na3P04的溶液,生成MgNH4Po>6比0
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:NH4+2O2=NO?+H2O+2Hb
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.步躲a中镀根离
+
子被氧化,发生NH:+2O2=NOJ+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
SOF.HSO4)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:SO?+NO2=SO3+NO2
C.lmolSOM在第II、HI两个阶段共失去电子数目为NA
D.氧化性:NO2>HNO2
答案A
解析A.根据图示可知,NO?转化为HNCh,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,是氟化剂,故A不正确;B.第1阶
段N02得到SOM失去的电子,转化为NO和S03,故反应的离子方程式为:so.r
+NO2=SOJ+NOJ,故B正确;C.在第II、IH两个阶段,1molSOi'失去1mol
电子生成HSOL共失去的电子数为NA,故C正瑜;D.根据图示可知,NCh转化
为HNO2,NO2是氧化剂,HNCh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
N。、.和SO2,带来了严重的大气污染。某化工小组进行了。02协同氨水法脱除模
拟烟气中NOx和S02的实验研究,其流程如图:
喷淋液
模
世
上
拟$
了
烟
气
No
副产物
回答下列问题:
⑴制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入,目的是
__________________________________________________________________O
(2)“喷淋液”中所含C102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.FeCh溶液B.S03
C.甲醇D.酸性KMnCh溶液
⑶利用C1O2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o
2030405()607()
温度/七
(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02氧化
⑵24ao5+C6Hl2O6+24H'=24C1O2t+6CO2t+I8H2OC
(3)40NH4CI或(NHQ2SO4或NH4NO3作氮肥
(4)4NH3+6N0IO*+6H2O
解析(1)模拟烟气中的重要成分为SCh、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02氧化;(2)“喷淋液”中所含C1O2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:24C1O3+
C6H1206+24H1=24002f+6CO2t+I8H2O;该反应中葡萄糖做还原剂,FeCh
溶液、SO3、酸性KMnCM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
40C,CICh具有氧化性,一定条件下可与NO、、SCh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镀、硫酸筱、氯化筱,锭盐在生产生活中常
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+6NO%星5N2+6H2O。
12.(2019♦江苏卷)N2。、NO和NCh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02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=2NO2+H2O
2NO2+2OH-=NO2+NOJ+H2O
①卜列措施能提高尾气中NO和NCh去除率的看(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、过淀,得到NaNCh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NaQO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NO9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,HC1O氧化NO生成C「和NO7,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
J
答案(1)2NH3+2O2^^N2O+3H2O
(2)@BC②NaNChNO
⑶①3HC1O+2NO+HQ=3C「+2NO5+5H+
②溶液pH越小,溶液中HC1O的浓度越大,氧化NO的能力越强
解析(1)NH3被02氧化生成N2O,N元素从一3分升至+1价,ImolNHa失去4
mole,0元素从0价降至一2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。②NCh与NaOH
反应可生成NaNCh、NaNCh和水,所以NaNCh晶体中会混有NaNCh杂质。由吸
收尾气的主要反应可知,NCh吸收更充分,故吸收后排放的尾气中NO的含量较
高。(3)①HC1O氧化NO生成NO。自身被还原为。一,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HC10,NaCIO在酸性条件下会
生成HCIO,所以pH越小,溶液中HC10的浓度越大,NO转化率越高。
B级能力提升
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:
石灰乳
硝酸匚业
一吸收一过滤无水
的尾气
Ca(NO2)2
气体排放滤渣
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+H2O
B.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〃(NO2):/?(NO)<1:I,吸收后排放的气体中NO含量升高
答案B
解析A项,吸收时王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〃(NO2):〃(NO)V1:1,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CaCCh、CaSO305H2O、
CaSOso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()
分解检测时间/min
氢气氛闱F脱硫灰热重联质谱检测
图1
8.5
8
E
/8Z.
制.0
图7.5
及.()
画.5
6.
6.()
()2(1037()8()01(MM)12(X)1400
温度/f
空气氛围下脱硫灰热重曲线
图2
A.图1中120()℃时,残留固体主要成分为CaO
B.图1中600-630。。时反应的化学方程式为CaCO36(XN^2CCaO+CO2f
C.图2中260〜37()℃时曲线下降的原因是CaSCh分解生成CaO与SO2
D.图2中370〜580C时曲线上升的原因是CaSCh被空气中的Ch氧化成CaSCh
答案C
解析A.图1中1200c时,残留固体主要成分为CaO,故A正确;B.图1中600〜
630℃出现CCh的峰,则说明600〜630°C时碳酸钙开始分解为氧化钙导致质量减
60(C
小,化学方程
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