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文檔簡介
第三單元環(huán)境保護綠色化學
【課標要求】1.認識物質及其變化對環(huán)境的影響,依據物質的性質及其變化認
識環(huán)境污染的成因,主要危害及其防治措施。
2.以酸雨的防治和廢水處理為例,體會化學對環(huán)境的保護作用。
3.能運用“綠色化學”忠想分析和討論化工生產的相關問題。
夯?必備知識
一、化學與環(huán)境保護
L環(huán)境問題與環(huán)境保護
⑴環(huán)境問題
主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利
用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞
以及工農業(yè)生產和人類生活所造成的
環(huán)境污染
(2)環(huán)境保護的任務
環(huán)境—對污染物的存在形態(tài)、含量等進行
境
環(huán)
監(jiān)測分析和測定,提供可靠的分析數據
護
保
任
的治理工業(yè)三廢(蛆、度江、鹿遺)
務尋找源頭治理環(huán)境污染的生產工藝
杜絕污染物的排放,能從根本上解決環(huán)
境問題
2.三廢的治理
(1)大氣污染
①大氣污染物的來源
化石燃料的燃燒產工業(yè)生產過程產生
生的廢氣及其攜帶的廢氣及其攜帶的
的顆粒物顆粒物
②次生污染物的形成
一定條件卜.形成
I
酸雨、霧鐲、光化學煙霧等污染現(xiàn)象
(2)酸及其治理
①兩類酸崩的形成過程
,--->pH<5.6的雨水
a.硫酸型酸雨
途徑1:S02―~T03且2H2so4
沁以csH2O空氣(O2)“s
途彳仝2:SO?-----*HTT2soorv3-----------tHzSO,
b.硝酸型酸雨
NOt------>HNO3
②酸雨的危害
a.破壞農作物、森林、草原,酸化湖泊,危害水生生物。
b.加速建筑物、橋梁、工業(yè)設備、運輸工具及電信電纜的腐蝕。
③酸雨的防治
根本上:減少歿1的生成和排放。
a.開發(fā)新能源。
b.對含硫燃料進行脫硫處理。
c.處理尾氣,提高環(huán)境保護意識。
(3)污水處理方法
「中和法
物理法1|污水處
生物法化學法-氧化還原法
L沉淀法
(4)固體廢棄物的處理遵循的原則及達到的目的
遵循無害化、減量化和資源
遵循原則;一’
化的原則
I達到減少環(huán)境污染和資源問
達到目的一
收利用的目的
3.空氣質量評價
(1)空氣質量指數
空氣質星指數(AQI)中有細顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、
二氧化氮(NCh)、臭氧(。3)、一氧化碳(CO)六大檢測項目。
(2)AQI作為衡量空氣質量好壞的指標,其數值越小,空氣質量越好,對人體健康
的危害就越小。
(3)空氣質量指數的確定
①測定該地區(qū)空氣中備獨質染物的濃度。
②將各種污染物的濃度換算為質量鬼數。
③選取污染指數最大的污染物為苴度注染物,苴要亙染物的質量指數即為該地區(qū)
的空氣質量指數。
(4)AQI與空氣質量等級
根據AQI的數值可將空氣質量等級分為優(yōu)、良、輕微污染、輕度污染、中度污染、
中度重污染、重污染。
4.常見的七大環(huán)境問題
環(huán)境問題主要污染物
溫室效應
CO2
甲烷也是造成溫室效應的氣體
酸雨SO2、NOv
臭氧層破壞氟氯代烷、NOv
光化學煙霧碳氫化合物、NOv
白色污染廢棄塑料制品
赤潮卻水華廢水中含氮、磷元素的營養(yǎng)物質
PM2.5顆粒物
【診斷1】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“J”,錯誤的劃“X”)。
考點一酸雨及防治、環(huán)境保護
題組一環(huán)境污染與防治
1.化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是()
A.PM2.5是指粒徑不大于2.5pm的可吸入懸浮顆粒物
B.綠色化學要求從源頭上消除或減少生產活動對環(huán)境的污染
C.燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成及溫室氣體的排放
D.天然氣和液化石油氣是我國目前推廣使用的清潔燃料
答案C
解析燃煤中加入CaO的目的是除S,可以減少酸雨的形成,但不能減少C02
的排放,故C錯誤。
2.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(如圖所示)。下
列敘述錯誤的是()
無
YNO型電。.些HNC)3NH,NO
Lt機
體
顆
燃
物NH,
粒
料
物
燃S()FSO,蛆2H2soi(NH^SO,
燒
------顆粒物
A.霧和霾的分散劑相同
B.霧霾中含有硝酸鏤和硫酸錢
C.NHs是形成無機顆粒物的催化劑
D.霧霾的形成與過度施用氮肥有關
答案C
解析霧和霾的分散劑都是空氣,A正確;霧霾中的無機顆粒物含有硝酸鐵和硫
酸錢,B正確;NM參與反應生成錢鹽,是反應物,不是催化劑,C錯誤;過度
施用氮肥會增加大氣中氨的含量,D正確。
題組二酸雨的成因與防治
3.酸雨的主要成分是H2so4,以下是形成途徑之一:?NO2+SO2=NO+SO3;
②2NO+O2=2NCh;③SO3+H2OH2so4,以下敘述錯誤的是()
A.N02由反應N2+2O2坐身2NCh生成
B.總反應可表示為2so2+O2+2H2O粵^=2H2so4
C.還可能發(fā)生的反應有4NO2+02+2H2O=4HNO3
D.還可能發(fā)生的反應有4N0+302+2H2O=4HNO3
答案A
解析A項,N2+O2星星2NO,不能生成NCh,錯誤;B項,①X2+②+③*2
得:2SO2+02+2H2O=2H2SO4,正確;C項,利民3NO2+H2O=2HNO3+NO?
以及④X2+②得:4NO2+02+2H2O=4HNO3,正確;D項,利用3NCh+
H2O=2HNCh+NO④以及④X2+②X3#:4N0+3O2+2H2O=4HNO3,正確。
4.酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和光學化學過程,在清潔空氣、污染空氣中
形成硫酸型酸雨的過程如圖,下列有關說法錯誤的是()
①SO,3-SOXSO?激發(fā)態(tài))速率
化石清潔空氣
燃料(2>SO;+O--------SO,
光照;途徑
化工③SO|+SO?‘.so.
生產so.
火山①NO,、碳氫化合物包*-OH+-
光照途徑n[
噴發(fā)
污染空氣'2?HOM):速率
③HOSO2+*OH------->H2soi().8%/小時
A.光照能引發(fā)酸雨的形成
B.所涉及的變化均為氧化還原反應
C.污染空氣能加快酸雨的形成
D.SO;的能量比S02的高
答案B
解析由圖示可知,酸雨形成的兩個途徑中都涉及了光照的條件,故A正確;三
氧化硫與水反應生成硫酸,沒有化合價變化,不屬于氧化還原反應,故B錯誤;
由圖中信息可知,污染空氣中氮的氧化物、碳氫化合物及二氧化硫等大氣污染物
可以通過光化學反應生成硫酸,在這個過程中,氮的氧化物是催化劑,加快了酸
雨的形成,故C正確。
口規(guī)律方法,
?兩種常見的NO,尾氣處理方法
(1)方法一:堿液吸收法
用堿液吸收處理NCh、NO的混合氣體,能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是
〃(NO?)2〃(NO)c
(2)方法二:催化轉化法
在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2);NO、與CO在一
定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和C02)(一般適用于汽車尾氣的處理)。
?二氧化硫尾氣處理的常用四種方法
(1)方法一:鈣基固硫法
用生石灰和含硫的煤混合后燃燒,燃燒時硫、生石灰、02共同反應生成硫酸鈣,
從而使硫轉移到煤渣中,反應原理為CaO+SO2^=CaSO3,2CaSO.3+O2=^=
2CaSO4,總反應方程式為2CaO+2SCh+Ch獸=2CaSCU。
(2)方法二:氨水脫硫法
該脫硫法采用噴霧吸收法,霧化的氨水與煙氣中的S02直接接觸,反應的化學方
程式為2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4O(或生
成NH4HSO3,然后進一步氧化)
(3)方法三:鈉堿脫硫法
用NaOH/Na2co3吸收煙氣中的SCh,得到Na2s。3和NaHSCh,反應的化學方程
式為2NaOH+SO2=Na2SCh+H2O,Na2CO34-SO2=Na2SO3+CO2,Na2sO3+
SO2+H2O=2NaHSO3o
(4)方法四:雙堿脫硫法
先利用燒堿吸收S02,再利用熟石灰漿液再生,再生后的NaOH堿液可循環(huán)使用,
化學反應原理為:
①吸收反應:2NaOH+SCh=Na2sO3+H2O,2Na2so3+Ch=2Na2so4。
②再生反應:Na2sCh+Ca(OH)2=CaSO3I+2NaOH,Na2SO4+
Ca(OH)2=CaSO4I+2NaOHo
考點二綠色化學的核心與應用
【題組訓練】
1.最近,國際上提出的綠色化學是指化學工業(yè)生產中()
A.對廢水、廢氣、廢渣進行嚴格處理
B.不排放任何有害物質
C.在化工廠周圍種草、種樹、種花,使化工廠成為花園式工廠
D.以綠色植物為原料,以生物催化劑實現(xiàn)化工生產過程的化學
答案B
解析綠色化學的核心是從源頭上減少或消除工業(yè)生產對環(huán)境的污染,則在化學
生產中少用或不用有害物質以及少排放或不排放有害物質,B項符合題意。
2.原子利用率是衡量綠色化學的重要指標,下列是理想的綠色化學工藝的是()
A.工業(yè)上利用硅石與焦炭冶煉粗硅
B.利用石灰乳與純堿溶液反應制燒堿
C.工業(yè)上利用廢銅與濃硫酸反應制備膽機
D.石油化工利用乙烯催化氧化法制備環(huán)氧乙烷
答案D
解析硅石的主要成分是SiO2,402與焦炭反應會有CO生成,污染環(huán)境月原子
利用率不高,A項不符合要求;產物中還有碳酸鈣,原子利用率不高,B項不符
合要求;銅與濃硫酸反應會有SO2生成,污染環(huán)境且原子利用率不高,C項不符
合要求。
|易錯提醒,
綠色化學的特點
?開發(fā)綠色反應,將原子利用率提高到HX)%。
?使用無毒、無害的原料、催化劑、溶劑。
?開發(fā)綠色工藝。
?開發(fā)和生產綠色產品。
微專題10學科素養(yǎng)的核心價值一一碳達峰、碳
中和
【進階學習】
(1)“碳達峰”是指某個地區(qū)或行業(yè),年度碳排放量達到歷史最高值,是碳排放量
由增轉降的歷史拐點,標志著經濟發(fā)展由高耗能、高排放向清潔的低能耗模式轉
變。
(2)“碳中和"(Carbonneulrality)是指企業(yè)、團體或個人測算在一定時間內,直接
或間接產生的溫室氣體排放總量,通過植樹造林、節(jié)能減排等形式,抵消自身產
生的二氧化碳排放量,實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。如下圖所示:
日麗~X~耳收]
(3)實現(xiàn)碳達峰、碳中和的兩大方向:減少碳排放、增加碳吸收。碳捕捉是指將工
業(yè)生產中的二氧化碳用各種手段捕捉的過程,其吸引力在于能夠減少燃燒化石燃
料產生的溫室氣體。
【專題精練】
1.(2021.山東卷)有利于實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的是()
A.風能發(fā)電B.糧食釀酒
C.燃煤脫硫D.石油裂化
答案A
解析碳達峰是指我國承諾2030年前,二氧化碳的排放不再增長,達到峰值之后
逐步降低;碳中和是指通過植樹造林、節(jié)能減排等形式,抵消自身產生的二氧化
碳排放量,實現(xiàn)二氧化碳“零排放”,故選A。
2.(2021?全國乙卷)我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和,
這對于改善環(huán)境、實現(xiàn)綠色發(fā)展至關重要。“碳中和”是指CO2的排放總量和減
少總量相當。下列措施中能促進碳中和最直接有效的是()
A.將重質油裂解為輕質油作為燃料
B.大規(guī)模開采可燃冰作為新能源
C.通過清潔煤技術減少煤燃燒污染
D.研發(fā)催化劑將CCh還原為甲醇
答案D
解析“碳中和”實際上就是通過植樹造林、節(jié)能減排等方法實現(xiàn)二氧化碳的
“零排放”。重質油裂解為輕質油,只是將長鏈母變?yōu)槎替湡?,燃燒產生的二氧
化碳的量不會改變,A錯誤;可燃冰作為新能源,其主要成分為甲烷,燃燒依舊
會產生二氧化碳,B錯誤;清潔煤技術主要是減少二氧化硫、氮氧化物以及可吸
入顆粒物等污染物的排放,但不能減少二氧化碳的排放,C錯誤:將二氧化碳轉
化為其他能源是實現(xiàn)“碳中和”最直接有效的一種方法,D正確。
3.如圖是自然界中碳、氧循環(huán)簡圖(X為H2c03,Y為C6Hl2。6)。下列說法不正確
的是(
CO2+H2。CO.+H.O
轉化2轉化2
圖一圖二
A.圖一中的轉化1是酸雨形成的主要原因
B.圖二中可實現(xiàn)有機物與無機物的相互轉化
C.綠色植物通過光合作用,將太陽能轉化成化學能
D.碳循環(huán)和氧循環(huán)有利于維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定
答案A
解析A.圖一中轉化1水與二氧化碳發(fā)生反應的化學反應方程式為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
錯誤;B.圖二中是自然界中碳、氧循環(huán)的重要反應,6co2+6H2O#泰祓C6Hl2。6
+602,可實現(xiàn)有機物與無機物的相互轉化,故正確;C.綠色植物通過光合作用,
將太陽能轉化成化學能,故正確;D.碳循環(huán)和氧循環(huán)有利于維持大氣中氧氣和二
氧化碳含量的穩(wěn)定,故正確。
4.(2021?太原模擬)我國向國際社會承諾2030年實現(xiàn)“碳達峰”、2060年實現(xiàn)“碳
中和”的鄭重承諾,科學家成功將空氣中捕獲的CO2直接轉化為甲醇燃料,向“碳
中和”邁出重要的一步,過程如圖所示。下列關于該過程的說法錯誤的是()
仆
H
HCOO-
A.化石燃料的大量使用會導致溫室效應
可重復捕獲二氧化碳
C.過程①只涉及化學鍵的斷裂
D.二氧化碳轉化為甲醇的反應為CCh+3H2催化到CH3OH+H2O
答案C
解析A.化石燃料燃燒產生二氧化碳,二氧化碳為溫室氣體,能夠導致溫室效應
產生,故A正確;B.依據圖示反應①與二氧化碳反應生成
coo-,coo-又通過一系列反應重新生成《7、所以
(N一『x%可重復捕獲二氧化碳,故B正確;c.依據圖示可知反應①斷裂舊鍵
的同時生成新的化學鍵N—C鍵,故C錯誤;D.依據反應過程可知氫氣與二氧化
碳在催化劑條件下生成甲醇和水,化學方程式:CO2+3H2--CH3OH+H2O,
故D正確。
力練?高考真題
1.(2021?全國甲卷)化學與人體健康及環(huán)境保護息息相關。下列敘述正確的是()
A.食品加工時不可添加任何防腐劑
B.掩埋廢舊電池不會造成環(huán)境污染
C.天然氣不完全燃燒會產生有毒氣體
D.使用含磷洗滌劑不會造成水體污染
答案C
解析食品加工時可以添加防腐劑,但要控制用量,A錯誤;廢舊電池中含有重
金屬(如汞等),掩埋其會造成土壤及水污染,B錯誤;天然氣不完全燃燒會產生
有毒氣體一氧化碳,C正確;含磷洗滌劑會造成水體富營養(yǎng)化,D錯誤。
2.(2021.河北卷)硫和氮及其化合物對人類生存和社會發(fā)展意義重大,但硫氧化物
和氮氧化物造成的環(huán)境問題也日益受到關注。下列說法正確的是()
A.NCh和SO2均為紅棕色且有刺激性氣味的氣體,是酸雨的主要成因
B.汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2和PM25
C.植物直接吸收利用空氣中的NO和NCh作為肥料,實現(xiàn)氮的固定
D.工業(yè)廢氣中的SCh可采用石灰法進行脫除
答案D
解析S02是無色氣體,A錯誤;汽車尾氣中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃燒
的碳氫化合物、含鉛化合物、固體顆粒物等,B錯誤;植物不能直接吸收利用空
氣中的NO和NCh作為肥料,NO、NO2轉化為肥料也不是氮的固定,C錯誤;石
灰(CaO)可與SCh反應生成CaSCh,故可采用石灰法脫除工業(yè)廢氣中的SO2,D正
確。
3.(雙選)(2020?海南卷)含有下列有害組分的尾氣,常用NaOH溶液吸收以保護環(huán)境。
吸收過程中發(fā)生歧化反應的是()
A.SO3B.C12
C.NO?D.HBr
答案BC
解析A.三氧化硫與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水,為非氧化還原反應,故A錯
誤;R氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,氯氣中C元素的化合價
既升高又降低,發(fā)生氧化還原反應,屬于歧化反應,故B正確;C.二氧化氮與氫
氧化鈉反應生成亞硝酸鈉、硝酸鈉和水,N元素化合價既升高又降低,發(fā)生氧化
還原反應,屬于歧化反應,故C正確;D.溟化氫與氫氧化鈉反應生成淡化鈉和水,
為非氧化還原反應,故D錯誤。
4.(2020.全國卷H)二氧化碳的過量排放可對海洋生物的生存環(huán)境造成很大影響,
其原理如圖所示。下列敘述錯誤的是()
A.海水酸化能引起HCON農度增大、COM濃度減小
B.海水酸化能促進CaCCh的溶解,導致珊瑚礁減少
C.CO2能引起海水酸化,其原理為HCO3H+-FCOr
D.使用太陽能、氫能等新能源可改善珊瑚的生存環(huán)境
答案C
解析根據圖示可知CO2的過量排放,能導致海水中CO2+H2OH2co3H
++HCO*平衡右移:H+又能與珊瑚礁溶解生成的COM結合生成HCO?,促使
CaCOsCa2++C0l平衡右移,從而使珊瑚礁減少。結合上述分析可知海水酸
化,海水中H+和HCQT的濃度均增大,使海水中COM的濃度減小,A項正確;
H+可結合珊瑚礁溶解產生的COM,故能促進CaCCh的溶解,使珊瑚礁減少,B
項正確;CCh引起海水酸化的原理為CO2+H2OH2cChH++HCO?,C項
錯誤;使用太陽能、氫能等新能源,能有效減少CO2的排放,利于改善珊瑚的生
存環(huán)境,D項正確。
成?學科素養(yǎng)
A級基礎鞏固
1.(2022?蘇州高三調研)“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當。下列措
施中能促進“碳中和”最直接有效的是()
A.推行生活垃圾分類
B.大規(guī)模開采可燃冰作為新能源
C.安裝脫硫設備減少煤燃燒污染
D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇
答案D
解析A項,能夠使垃圾資源化,減少垃圾量,但對CO2的排放總量影響不大,
錯誤;B項,可燃冰是甲烷的結晶水合物,大量開采使用,會產生CO2,不利用
碳中和,錯誤;C項,安裝脫硫設備只會減少S6的排放,但對CCh的排放總量
無影響,錯誤。
2.(2021?江蘇第二次適應性考試)SCh是一種空氣污染物,會導致硫酸型酸雨。下列
選項所述措施均能減少工業(yè)排放尾氣中SCh含量的是()
①以其他清潔能源代替燃煤
②對煤炭進行固硫、脫硫處理
③用“石灰乳+氧氣”吸收含SO2的尾氣
④將含SO2的尾氣向高空排放
A.①②③B.②?④
C.①③④D.@@③④
答案A
解析so?屬于大氣污染物,所以不可直接排放到空氣中,④錯誤:①煤燃燒會
產生S02,用清潔能源代替燃煤,可以減少S02的排放,正確;②對煤進行脫硫
處理,使S元素轉化為固體物質,可以減少S02的排放,正確;③S02與Ca(0H)2、
O2反應,可生成CaSCh,可以減少SO2的排放,正確,A正確。
3.(2021?荊州模擬)以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問題及主要來源對應正確的
是()
選項氧化物環(huán)境問題主要來源
ACO2酸雨化石燃料的燃燒
BSO2光化學煙霧汽車尾氣的排放
溫室效應工廠廢氣的排放
CNO2
DCOCO中毒燃料的不完全燃燒
答案D
解析A.化石燃料燃燒主要排放二氧化碳氣體,與溫室效應有關,而與酸雨無關,
故A錯誤;B.二氧化硫是形成酸雨的主要污染物,而光化學煙霧與二氧化氮有關,
且汽車尾氣的排放的主要為C、N的氧化物,故B錯誤;C.溫室效應的罪魁禍首
為二氧化碳,不是二氧化氮,故C錯誤;D.汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒會
產生CO,CO為有毒專體,故D正確。
4.(2021?武漢模擬)綠色化學的“原子經濟性”是指在化學品合成過程中,合成方
法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉化到最終產
物中,以下反應最符合綠色化學的“原子經濟性”要求的是()
A.甲烷與氯氣反應制取四氯化碳
B.以銅和濃硫酸為原料制取硫酸銅
C.乙烯與水反應制取乙醇
D.苯和濃硝酸、濃硫酸的混合物在一定條件下反應制取硝基苯
答案C
解析A.甲烷與氯氣制備四氯化碳:產物有多種,不符合“綠色化學”的思想,
故A錯誤;B.以銅和濃硫酸為原料制取硫酸銅,生成硫酸銅、水、二氧化硫,有
污染,故B錯誤;C.乙烯與水發(fā)生加成反應制取乙醇:反應物中原子全部轉化為
產物,且產物只有一種,符合“綠色化學”的思想,故C正確;D.苯和濃硝酸、
濃硫酸的混合物在一定條件下反應制取硝基苯:產物有兩種,分別為硝基苯、水,
不符合“綠色化學”的思想,故D錯誤。
5.(2021?太原模擬)某空氣日報表中污染物的濃度如表所示,下列說法正確的是
()
主要污染物PM2.5PM10SO2NO2CO03
濃度pg/m332651442015
A.CO和NO?均屬于酸性氧化物
B.等質量的SO2和NCh氧原子數相同
3
C.lnr該空氣中含有3.125X10-7molO3
D.PM2.5是指直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,所以在空氣中一定能形成膠體
答案C
解析A.CO與堿不反應,不是酸性氧化物,故A錯誤;B.二氧化硫和二氧化氮
都含2個氧原子,但是二者摩爾質量不同,依據〃=令可知二者物質的量不同,
所以含有的氧原子個數不同,故B錯誤;C.ln?該空氣中含有臭氧的質量為15闕,
X]0-6p
含有臭氧物質的量為48g/mo「=3.125X10一7口⑹,故C正確;D.氣溶膠屬于膠
體,微粒直徑在lO-m?lOfm之間,而PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5
微米,即小于或等于2.5X10fm,故其在空氣中不一定能形成膠體,故D錯誤。
6.(2021?河北衡水中學高三第一次聯(lián)合考試)隨著國家環(huán)境法律法規(guī)與標準日趨嚴
格,二氧化硫煙氣被國家列為重點減排對象,二氧化硫的減排與回收已成為環(huán)保
領域急需突破的重大課題。一種還原脫硫的工藝流程如下:
CaS精煤
脫硫氣體
下列說法錯誤的是()
A.SCh有毒且能形成酸雨,因此被列為國家重點減排對象
B.“脫硫塔”中發(fā)生反應的化學方程式為CaS+2SCh=CaSO4+S2
C.脫硫過程中,當產生1molCaSCh,轉移電子的物質的量為2moi
D.“再生塔”中生成的M可在“脫硫塔”中循環(huán)使用,M的化學式為CaS
答案C
解析S02有毒,且能形成硫酸型酸雨,因此被列為國家重點減排對象,A正確;
“脫硫塔”中進箭頭為反應物,出箭頭為生成物,根據得失電子守恒配平得CaS
4-2SO2=CaSO4+S2,B正確;根據方程式可知當產生ImolCaSCh時,有1mol
SO2被還原為S2,轉移電子的物質的量為4mol,C錯誤;“再生塔”中C與CaSCh,
反應生成CO2和M,根據元素守恒和得失電子守恒規(guī)律,可判斷M為CaS,D
正確。
7.(2021?河北正定中學高三月考)某興趣小組模擬用粉煤灰(主要含AI2O3、Si(h等)
制備A12(S04)x(0H)63溶液,并用其脫除煙氣中的SCh,其流程如下:
稀硫酸碳酸鈣
粉JL廠
煤一浸取一調pH=3.6-A12(SOJ,(OH)心溶液-]
灰
濾渣1濾渣2煙氣(含amolSCy
I
SO2(6mol)一]熱分解I吸收卜-----
循環(huán)液
下列說法錯誤的是()
A.浸取時發(fā)生反應的離子方程式為A12O3+6H+=2A13++3H2O
B.濾渣1和濾渣2的主要成分分別為SiCh和CaSCh
C.為增強SO2的脫除效果,可在現(xiàn)有基礎上再加入過量碳酸鈣
D.若熱分解完全),則循環(huán)液的堿性比吸收SO2前溶液的堿性弱
答案C
解析浸取時氧化鋁和硫酸反應生成硫酸鋁和水,發(fā)生反應的離子方程式為
+3+
AI2O3+6H=2A1+3H2O,A正確;SiCh和硫酸不反應,所以濾渣1的成分是
SiO2,用碳酸鈣和硫酸反應調節(jié)溶液的pH生成CaSO4,濾渣2的主要成分為CaSO4,
B正確;加入過量碳酸鈣會使溶液pH>3.6,生成氫氧化鋁沉淀,SCh的脫除效果
降低,C錯誤;若〃V〃(熱分解完全),說明部分SO2沒有釋放,氫氧根離子濃度
降低,循環(huán)液的堿性比吸收SCh前溶液的堿性弱,D正確。
8.(2022?福建三明一中高三月考)雙堿法脫硫過程如圖所示。下列說法不正確的是
so2\ZNaOH\zCaSO
過程&程口
Na2SO/'calOH%、。?
A.過程I中,SO2表現(xiàn)出酸性氧化物的性質
B.過程II中,1molCh可氧化2molNa2sO3
C.雙堿法脫硫過程中,NaOH起的是催化作用
D.總反應為2Ca(OH)2+2sO2+O2=2CaSO4+2H2O
答案C
解析過程ISO2與NaOH反應生成Na2s03,反應方程式為S02+
2NaOH=Na2SO3+H2O,過程IINa2so3、Ca(OH)2、O2反應生成NaOH和CaSO4,
反應方程式為2Na2so3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH,則總反應為
2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2Oo過程I為SO2與堿反應生成鹽和水,表
現(xiàn)出酸性氧化物的性質,A正確;由過程II的反應方程式可得關系式02?2Na2so3,
由此可知1molO2可氧化2moiNa2so3,B正確;根據圖示,再結合過程I和過
程H可知,NaOH在整個過程中屬于中間產物,C錯誤;根據圖示可得總反應為
2Ca(OH)2+2SO24-O2=2CaSO4+2H2O,DIF確,
9.(2021?揚州模擬)廢水中氨氮(NHa、NHj)采用微生物脫氮法、化學沉淀法均可
除去,具體原理如下:
①微生物脫氮法:NH/化舞02NO3反石嬲1菌N?
②化學沉淀法:向廢水中加入含MgCL、Na3P04的溶液,生成MgNH4Po>6比0
沉淀從而去除氨氮
下列有關說法正確的是()
A.該廢水大量直接排放,對水體的影響不大
B.微生物脫氮時可在高溫下進行,以加快脫氮的速率
C.步驟a發(fā)生反應:NH4+2O2=NO?+H2O+2Hb
D.化學沉淀法脫氮時,溶液的堿性過強,氨氮的去除率將上升
答案C
解析A.該廢水大量直接排放,可使水中藻類植物大量繁殖,造成水體污染,故
A錯誤;B.高溫下微生物發(fā)生變性,不利用脫氮,故B錯誤;C.步躲a中鍍根離
+
子被氧化,發(fā)生NH:+2O2=NOJ+H2O+2H,故C正確;D.溶液的堿性過強,
鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀,則氨氮的去除率將下降,故D錯誤。
10.(2021?銀川模擬)霾也叫灰霾(煙霞),空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成
的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾??蒲腥藛T提出了霧霾微顆粒中硫酸鹽(含
SOF.HSO4)生成的三個階段的轉化機理,其主要過程示意圖如圖,下列說法不
正確的是()
A.NO2為該硫酸鹽轉化過程中的催化劑
B.第I階段的化學方程式為:SO?+NO2=SO3+NO2
C.lmolSOM在第II、HI兩個階段共失去電子數目為NA
D.氧化性:NO2>HNO2
答案A
解析A.根據圖示可知,NO?轉化為HNCh,N的化合價由+4價變到+3價,化
合價降低,被還原,參與了反應生成新物質,是氟化劑,故A不正確;B.第1階
段N02得到SOM失去的電子,轉化為NO和S03,故反應的離子方程式為:so.r
+NO2=SOJ+NOJ,故B正確;C.在第II、IH兩個階段,1molSOi'失去1mol
電子生成HSOL共失去的電子數為NA,故C正瑜;D.根據圖示可知,NCh轉化
為HNO2,NO2是氧化劑,HNCh是還原產物,所以氧化性:NO2>HNO2,故D
正確。
11.我國是以煤炭為主要能源的發(fā)展中國家,煤炭燃燒產生的煙氣中含有大量的
N。、.和SO2,帶來了嚴重的大氣污染。某化工小組進行了。02協(xié)同氨水法脫除模
擬煙氣中NOx和S02的實驗研究,其流程如圖:
噴淋液
模
世
上
擬$
了
煙
氣
No
副產物
回答下列問題:
⑴制備“模擬煙氣”時應首先向裝置管道內通入,目的是
__________________________________________________________________O
(2)“噴淋液”中所含C102可通過向酸性氯酸鈉溶液中加入葡萄糖的方法制備,
同時產生CO2等物質,則該反應的離子方程式為
還可將葡萄糖替換為(填字母標號)。
A.FeCh溶液B.S03
C.甲醇D.酸性KMnCh溶液
⑶利用C1O2協(xié)同氨水進行脫硫脫硝凈化時,污染性氣體脫除效率變化情況如圖
所示,則該脫除技術的最佳溫度應為℃,噴淋塔中可能產生的一種副產
物的化學式為,該物質的常見用途是o
2030405()607()
溫度/七
(4)傳統(tǒng)濕式氨法煙氣處理技術以尿素[CO(NH2)2]熱水解產生的NH3溶于水為噴淋
液。在催化劑作用下,噴淋除去NO過程中有一種無污染氣體生成,該反應的化
學方程式為________________________________________________________
答案(1)N2排盡裝置中空氣,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)模擬煙氣中的重要成分為SCh、NO、N2,由于NO易被空氣中的氧氣氧
化,制備“模擬煙氣”時應首先向裝置管道內通入N2,排盡裝置中空氣,防止
NO被02氧化;(2)“噴淋液”中所含C1O2可通過向酸性氯酸鈉溶液中加入葡萄
糖的方法制備,同時產生CO2等物質,則該反應的離子方程式為:24C1O3+
C6H1206+24H1=24002f+6CO2t+I8H2O;該反應中葡萄糖做還原劑,F(xiàn)eCh
溶液、SO3、酸性KMnCM溶液均為氧化劑,只有C甲醇具有還原性,答案選C;
(3)根據圖示分析,脫除效率最高點對應的溫度為最佳溫度,脫除效率最佳溫度為
40C,CICh具有氧化性,一定條件下可與NO、、SCh發(fā)生氧化還原反應生成硫酸、
硝酸和鹽酸,再與氨水反應生成硝酸鍍、硫酸筱、氯化筱,錠鹽在生產生活中常
用作氮肥;(4)由題意可知,傳統(tǒng)濕式氨法煙氣處理技術的反應物為氨氣、一氧化
氮,兩者在催化劑的作用下反應,生成一種無污染的氣體,由元素守恒可推知,
生成物為氮氣和水,配平后化學方程式為:4NH3+6NO%星5N2+6H2O。
12.(2019?江蘇卷)N2。、NO和NCh等氮氧化物是空氣污染物,含有氮氧化物的尾
氣需處理后才能排放。
(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產中氨催化氧化的副產物,用特種催化劑能使N2O
分解。NH3與02在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學方程式為
(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收,主要反應為
NO+NO2+2OH=2NO2+H2O
2NO2+2OH-=NO2+NOJ+H2O
①卜列措施能提高尾氣中NO和NCh去除率的看(填字母)。
A.加快通入尾氣的速率
B.采用氣、液逆流的方式吸收尾氣
C.吸收尾氣過程中定期補加適量NaOH溶液
②吸收后的溶液經濃縮、結晶、過淀,得到NaNCh晶體,該晶體中的主要雜質是
(填化學式);吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是________(填化
學式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaQO溶液吸收硝酸尾氣,可提高尾氣中NO的去除率。
其他條件相同,NO轉化為NO9的轉化率隨NaClO溶液初始pH(用稀鹽酸調節(jié))
的變化如圖所示。
①在酸性NaClO溶液中,HC1O氧化NO生成C「和NO7,其離子方程式為
②NaClO溶液的初始pH越小,NO轉化率越高。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的濃度越大,氧化NO的能力越強
解析(1)NH3被02氧化生成N2O,N元素從一3分升至+1價,ImolNHa失去4
mole,0元素從0價降至一2價,1molO2得到4mole,根據N和O元素得失
電子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A項,通入尾氣速率過快時,尾氣吸收不
充分,錯誤;B項,采用氣、液逆流方式吸收尾氣時,尾氣吸收會更充分,正確;
C項,補充NaOH溶液,c(OH)增大,能更充分的吸收尾氣,正確。②NCh與NaOH
反應可生成NaNCh、NaNCh和水,所以NaNCh晶體中會混有NaNCh雜質。由吸
收尾氣的主要反應可知,NCh吸收更充分,故吸收后排放的尾氣中NO的含量較
高。(3)①HC1O氧化NO生成NO。自身被還原為。一,根據得失電子守恒、原
子守恒、電荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HC10,NaCIO在酸性條件下會
生成HCIO,所以pH越小,溶液中HC10的濃度越大,NO轉化率越高。
B級能力提升
13.(2021?江蘇蘇州高三調研)用石灰乳吸收硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)可獲得
Ca(NO2)2,其部分工藝流程如下:
石灰乳
硝酸匚業(yè)
一吸收一過濾無水
的尾氣
Ca(NO2)2
氣體排放濾渣
下列說法不正確的是()
A.吸收時主要反應的化學方程式為NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O
B.將石灰乳改為澄清石灰水吸收效率將會增大
C.采用氣液逆流接觸有利于尾氣中NO、NO2的充分吸收
D.若尾氣中〃(NO2):/?(NO)<1:I,吸收后排放的氣體中NO含量升高
答案B
解析A項,吸收時王要反應的化學方程式為NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2
+H2O,正確;B項,石灰乳更利于氣體附著,改為澄清石灰水吸收效率將會降
低,錯誤;C項,采用氣液逆流接觸,增大了氣體和石灰乳的接觸面積,有利于
尾氣中NO、NO2的充分吸收,正確;D項,尾氣中〃(NO2):〃(NO)V1:1,發(fā)生
反應NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O,多余的NO無法被Ca(OH)2吸收,
造成排放氣體中NO含量升高,正確。
14.(2021?湘潭模擬)循環(huán)流化床煙氣脫硫灰的主要成分有CaCCh、CaSO305H2O、
CaSOso為實現(xiàn)脫硫灰的資源化利用,對脫硫灰進行熱重分析,結果如圖所示。
下列分析錯誤的是()
分解檢測時間/min
氫氣氛闈F脫硫灰熱重聯(lián)質譜檢測
圖1
8.5
8
E
/8Z.
制.0
圖7.5
及.()
畫.5
6.
6.()
()2(1037()8()01(MM)12(X)1400
溫度/f
空氣氛圍下脫硫灰熱重曲線
圖2
A.圖1中120()℃時,殘留固體主要成分為CaO
B.圖1中600-630。。時反應的化學方程式為CaCO36(XN^2CCaO+CO2f
C.圖2中260?37()℃時曲線下降的原因是CaSCh分解生成CaO與SO2
D.圖2中370?580C時曲線上升的原因是CaSCh被空氣中的Ch氧化成CaSCh
答案C
解析A.圖1中1200c時,殘留固體主要成分為CaO,故A正確;B.圖1中600?
630℃出現(xiàn)CCh的峰,則說明600?630°C時碳酸鈣開始分解為氧化鈣導致質量減
60(C
小,化學方程
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