高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)微專題28非金屬氧化物的污染與防治（解析版）

微專題28非金屬氧化物的污染與防治1．硫的氧化物(1)來源：含硫化石燃料的燃燒及金屬礦物的冶煉等。(2)危害：危害人體健康，形成酸雨(pH小于5.6)。(3)治理：燃煤脫硫，改進(jìn)燃燒技術(shù)。(4)硫酸型酸雨的形成途徑途徑1：空氣中飄塵的催化作用，使2SO2＋O2eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4。途徑2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2=2H2SO4。2．SO2的污染與防治四種常見的SO2尾氣處理方法方法一：鈣基固硫法為防治酸雨，工業(yè)上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒，燃燒時(shí)硫、生石灰、O2共同反應(yīng)生成硫酸鈣，從而使硫轉(zhuǎn)移到煤渣中，反應(yīng)原理為CaO＋SO2eq\o(=,\s\up17(△))CaSO3，2CaSO3＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2CaSO4，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaO＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2CaSO4。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SO2直接接觸吸收SO2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3＋SO2＋H2O=(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2=2(NH4)2SO4(或生成NH4HSO3，然后進(jìn)一步氧化)。方法三：鈉、堿脫硫法鈉、堿脫硫法是用NaOH/Na2CO3吸收煙氣中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2=Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3。方法四：雙堿脫硫法先利用燒堿吸收SO2，再利用熟石灰漿液進(jìn)行再生，再生后的NaOH可循環(huán)使用，化學(xué)反應(yīng)原理為①吸收反應(yīng)：2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O，2Na2SO3＋O2=2Na2SO4。②再生反應(yīng)：Na2SO3＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2=CaSO4↓＋2NaOH。3．氮的氧化物氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成下表中NO和NO2的比較：NONO2物理性質(zhì)顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NO＋O2===2NO2—與H2O反應(yīng)—3NO2＋H2O=2HNO3＋NONO、NO2均能與NH3反應(yīng)生成N2：4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))5N2＋6H2O；8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))7N2＋12H2O。4．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治(1)常見的污染類型①光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的一種有毒的煙霧。②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨水降到地面形成酸雨。③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。(2)常見的NOx尾氣處理方法①堿液吸收法2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O。NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)，一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。NOx與NaOH溶液反應(yīng)的有關(guān)問題分析(1)NO2能被NaOH溶液吸收生成兩種鹽。(2)NO不能被NaOH溶液吸收。(3)n(NO2)∶n(NO)≥1時(shí)，NO2、NO的混合氣體能完全被NaOH溶液吸收。②催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)；NOx與CO在一定溫度下催化，轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)，此法一般適用于汽車尾氣的處理?！緦ｎ}精練】一、SO2的污染與防治1．(1)下列物質(zhì)中，可形成酸雨的是________。A．二氧化硫 B．氟氯代烴C．二氧化碳 D．甲烷(2)現(xiàn)有以下幾種措施：①對(duì)燃煤產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行脫硫處理；②少用原煤做燃料；③燃煤時(shí)鼓入足量空氣；④開發(fā)清潔能源。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是________。A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①③④【答案】(1)A(2)C【解析】(1)SO2溶于雨水生成亞硫酸，進(jìn)而被空氣中的氧氣氧化為硫酸，降落到地面即為酸雨；氟氯代烴破壞臭氧層；CO2、CH4均屬于溫室氣體，不能形成酸雨。(2)二氧化硫是形成酸雨的主要原因，而大氣中二氧化硫的主要來源之一是含硫燃料(包括煤、石油、天然氣等)的燃燒，所以減少酸雨的重要措施是對(duì)煤等燃料進(jìn)行脫硫處理，或者開發(fā)新能源來代替煤等燃料。2．食品、大氣、工業(yè)尾氣中SO2均需嚴(yán)格檢測(cè)或轉(zhuǎn)化吸收，下列有關(guān)SO2的檢測(cè)或吸收方法正確的是()A．滴定法：用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒試樣以測(cè)定葡萄酒中SO2的濃度B．沉淀法：用Ba(OH)2溶液沉淀SO2，然后將沉淀在空氣中洗滌、過濾、干燥、稱重以測(cè)定大氣中SO2的濃度C．氨酸法：用氨水吸收尾氣中的SO2后再將吸收液與硫酸反應(yīng)，將富集后的SO2循環(huán)使用D．石灰-石膏法：常溫下用石灰石吸收尾氣中的SO2得到CaSO3，再經(jīng)氧化可用于生產(chǎn)石膏【答案】C【解析】A項(xiàng)，葡萄酒中的乙醇也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，對(duì)SO2的檢測(cè)有干擾；B項(xiàng)，大氣中的CO2能被Ba(OH)2溶液沉淀，對(duì)SO2的檢測(cè)有干擾；C項(xiàng)，氨水吸收SO2生成(NH4)2SO3或NH4HSO3，(NH4)2SO3或NH4HSO3與硫酸反應(yīng)能產(chǎn)生SO2，SO2可以循環(huán)使用；D項(xiàng)，石灰石吸收SO2，需要在高溫下才能進(jìn)行。SO2對(duì)環(huán)境的污染及治理3．如圖所示是一種綜合處理SO2廢氣的工藝流程，若每步都完全反應(yīng)。下列說法正確的是()A．溶液B中發(fā)生的反應(yīng)為2SO2＋O2=2SO3B．可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)溶液C中是否含有Fe3＋C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋>O2>SOeq\o\al(2－,4)D．此工藝的優(yōu)點(diǎn)之一是物質(zhì)能循環(huán)利用【答案】D【解析】酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,)4＋4H＋。溶液B中通入空氣發(fā)生反應(yīng)：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O。其氧化性：O2＞Fe3＋，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；溶液C中含有Fe2(SO4)3，可用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2(SO4)3可循環(huán)利用，D項(xiàng)正確。4．如圖所示，硫酸工業(yè)中產(chǎn)生的SO2通過下列過程既能制得H2SO4又能制得H2。請(qǐng)回答：(1)該過程可循環(huán)利用的物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)。(2)該過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)I2和HI(2)SO2＋2H2O=H2SO4＋H2【解析】根據(jù)題給流程和信息知，反應(yīng)Ⅰ為SO2＋I(xiàn)2＋2H2O=H2SO4＋2HI，反應(yīng)Ⅱ?yàn)?HI=H2↑＋I(xiàn)2。(1)分析題給流程知該過程可循環(huán)利用的物質(zhì)是I2和HI。(2)根據(jù)題給流程和信息知，該過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO2＋2H2O=H2SO4＋H2。二、氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治1．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．霧和霾的分散劑相同B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C．NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)【答案】C【解析】霧和霾的分散劑均為空氣，A項(xiàng)正確；結(jié)合圖示可知形成霧霾的無機(jī)顆粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B項(xiàng)正確；根據(jù)圖示可知空氣中NOx、SO2等分別轉(zhuǎn)化為HNO3、H2SO4后，吸收空氣中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成無機(jī)顆粒物的反應(yīng)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；過度施用氮肥，會(huì)導(dǎo)致空氣中揮發(fā)的NH3濃度增大，與霧霾的形成有關(guān)，D項(xiàng)正確。2．汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2發(fā)生一系列光化學(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng)，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染。反應(yīng)過程為①2NO2=2NO＋2O，②2NO＋O2=2NO2，③O＋O2=O3。下列對(duì)該反應(yīng)過程及生成物敘述正確的是()A．NO2起催化劑作用B．NO起催化劑作用C．NO2只起氧化劑作用D．O3與O2互為同分異構(gòu)體【答案】A【解析】反應(yīng)過程①＋②得O2=2O，③O＋O2=O3，NO2起催化劑作用，反應(yīng)過程中NO2還做氧化劑，A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；O3與O2不是同分異構(gòu)體，互為同素異形體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．NO2可以用氫氧化鈉溶液吸收，或在一定條件下用氨與其反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2NO2＋2NaOH=M＋NaNO3＋H2O，8NH3＋6NO2=7X＋12H2O。則M、X代表的物質(zhì)的化學(xué)式分別是()A．NaNO2、N2B．HNO2、N2C．NO、HNO3D．N2、N2【答案】A4.隨著我國汽車年銷量的大幅增加，空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車尾氣裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示，下列說法正確的是()A．反應(yīng)中NO為氧化劑，N2為氧化產(chǎn)物B．汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)D．催化轉(zhuǎn)化總化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up15(催化劑))4CO2＋N2【答案】D【解析】反應(yīng)過程中NO、O2為氧化劑，N2為還原產(chǎn)物；汽車尾氣中的N2不是污染物；NO和O2的反應(yīng)不需要催化劑；根據(jù)題中的圖示，可將反應(yīng)的過程分成如下兩步寫：2NO＋O2=2NO2,2NO2＋4CO=N2＋4CO2，將兩步反應(yīng)式合并可得總化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up15(催化劑))4CO2＋N2。5．氮的氧化物(用NOx表示)是大氣污染物，必須進(jìn)行處理。(1)汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質(zhì)，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。①汽車尾氣中的CO來自于_____________________________________________________，NO來自于__________________________。汽車尾氣對(duì)環(huán)境的危害主要有________(至少填兩種)。②汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為___________________________________________________________________________________________________________。(2)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。已知：4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))7N2＋12H2O。同溫同壓下，3.5LNH3恰好將3.0LNO和NO2的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比是________。(3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理，若NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后，得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是_______