二氧化硫和二氧化氮對環(huán)境的污染

【例1】將10mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管，倒置在水槽中，反應停止后試管內剩余2mL的無色氣體，求原混合氣中NO2和O2各多少毫升?！咀灾鹘獯稹渴Ｓ?mL氣體可能是NO或O2，分兩種情況討論：（1）剩余的是NO，可以看成先發(fā)生了反應：4NO2+O2+2H2O====4HNO3。剩余的NO2又與水作用，最終有2mLNO產(chǎn)生。由反應3NO2+H2O====2HNO3+NO得剩余的NO2體積為2mL×3=6mL。則原有O2體積為（10mL-6mL)×0.8mL,NO2體積為10mL-0.8mL=9.2mL。（2）剩余的是O2，則有10mL-2mL=8mL是NO2和O2的混合氣體按反應：4NO2+O2+2H2O====4HNO3進行。所以NO2的體積為O2體積為10mL-6.4mL=3.6mL。答案：（1）若剩余的是NO，則NO2和O2的體積分別為9.2mL和0.8mL。（2）若剩余的是O2，則NO2和O2的體積分別為6.4mL和3.6mL?！净犹骄俊咳羯项}中的10mL為NO與O2的混合氣體，其組成是怎樣的？提示：NO：6.6mL,O2:3.4mL或NO:4.6mL,O2:5.4mL。發(fā)生反應：4NO+3O2+2H2O====4HNO3，則參加反應的NO為O2為剩余2mL氣體若為NO,則NO為6.6mL，O2為3.4mL;若剩余氣體為O2，則NO為4.6mL,O2為5.4mL?！纠?】為了讓更多的年輕人關注日益嚴重的全球氣候變暖問題，英國一位地產(chǎn)富豪在倫敦開設了一家環(huán)保夜總會，內容有三大特色：①地板可以發(fā)電②酒精飲品來自有機綠色食品（主張素食是消除溫室效應立竿見影的措施）③綠色交通可免費入場。環(huán)境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，各種污染數(shù)不勝數(shù)。下列名詞與環(huán)境污染無關的是①白色垃圾②潮汐③酸雨④光化學煙霧⑤臭氧空洞⑥可吸入顆粒物⑦赤潮⑧綠色化學A.①⑦B.②⑤C.②⑧D.⑦⑧【規(guī)范解答】選C。潮汐是自然現(xiàn)象；白色垃圾主要是難降解的白色塑料，會造成土壤污染；酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物造成的污染；光化學煙霧是氮的氧化物等排放造成的；臭氧空洞由氟氯烴等物質造成的；赤潮是水體的富營養(yǎng)化造成的，其危害是造成水中溶解氧減少，導致生物死亡。答案為C?！咀兪接柧殹楷F(xiàn)有以下幾種措施：①對煤燃燒時產(chǎn)生的尾氣進行除硫處理；②少用原煤作燃料；③燃煤時鼓入足量空氣；④開發(fā)清潔能源。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是()A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④

【解析】選C。減少酸雨應減少SO2的排放，對煤進行除硫處理，開發(fā)新能源，減少原煤作燃料均可以減少SO2的排放。1.2010年世界環(huán)境日(6月5日)的主題是：多個物種、一顆星球、一個未來。中國主題：低碳減排、綠色生活?？諝馐侨祟惿嫠匦璧闹匾Y源。為改善空氣質量而啟動的“藍天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“藍天工程”建設的是()A．推廣使用燃煤脫硫技術，防止SO2污染B．實施綠化工程，防治可吸附性顆粒污染C．研制開發(fā)燃料電池汽車，消除機動車尾氣污染D．加大石油、煤的開采速度，增加化石燃料的供應量【解析】選D。加大石油、煤的開采速度，增加化石燃料的供應量會產(chǎn)生更多的SO2、NO2等污染氣體，不利于“藍天工程”建設。2.最新的病毒學研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接的抑制作用。下列關于一氧化氮的敘述正確的是（）A.一氧化氮是一種紅棕色的氣體B.常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C.一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集【解析】選C。NO是無色的氣體，不溶于水，可由N2與O2直接化合而得到，且易與空氣中的氧氣直接反應而生成NO2，故只有C項符合題意。3.某氮的氧化物和一氧化碳在催化劑的作用下充分反應，生成氮氣和二氧化碳。若測得氮氣和二氧化碳的物質的量之比為1∶2，則該氮的氧化物是()A．N2OB．NOC．NO2D．N2O5【解析】選B。設氮氧化物的化學式為NOx，由題意得：2NOx+2CON2+2CO2先寫出反應物和生成物，再寫出N2、CO2的化學計量數(shù)1和2，然后分別根據(jù)N、C原子守恒得出NOx、CO的化學計量數(shù)是2和2。根據(jù)O原子守恒得：2x+2=4，解得：x=1，NOx為NO。催化劑======4.（雙選）（2010·石家莊高一檢測）如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體（可能是混合物），當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內完全被水充滿，對原試管中盛裝氣體的說法正確的是（）A.可能是N2與NO2的混合氣體B.可能是NO2氣體C.可能是NO與NO2的混合氣體D.只可能是NO2一種氣體【解析】選B、C。是紅棕色氣體，那么一定有二氧化氮的存在，與水反應后生成一氧化氮，所以沒有充滿試管，繼續(xù)通入氧氣，最終充滿試管，則A肯定錯誤；如果有少量的氧氣，大量的二氧化氮時B選項可以成立；C項中通入足量的氧氣，NO也可以全部被吸收。5.（2010·淄博高一檢測）下邊是濟南2010年4月某日的空氣質量日報首要污染物是_________；污染指數(shù)是_________；能引起光化學煙霧的是_____________；能引起酸雨的是________________。（從表中選）【解析】據(jù)表中數(shù)據(jù)可知空氣中首要污染物為可吸入顆粒物，其污染指數(shù)為66，其中引起光化學煙霧的是NO2，引起酸雨的為NO2與SO2。答案：可吸入顆粒物66二氧化氮二氧化氮和二氧化硫A組（30分鐘50分）一、選擇題（本題包括4小題，每小題6分，共24分）1.下列有關環(huán)境問題的說法正確的是()A.燃煤時加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的含量B.臭氧的體積分數(shù)超過10-4%的空氣有利于人體健康C.pH在5.6～7.0之間的降水通常稱為酸雨D.含磷合成洗滌劑易于被細菌分解，故不會導致水體污染【解析】選A。燃煤時加入石灰石發(fā)生如下反應：CaCO3

CaO+CO2↑，CaO+SO2CaSO3及2CaSO3+O2====2CaSO4，故可減少廢氣中SO2的含量，A正確；空氣中臭氧的體積分數(shù)低于10-5%時可加速血液循環(huán)令人產(chǎn)生振奮的感覺，但高于此值時則會對人體產(chǎn)生傷害，B不正確；只有雨水的pH＜5.6時,才稱為酸雨，C不正確；含磷洗滌劑會造成水體污染使水體富營養(yǎng)化，而引起赤潮、水華等現(xiàn)象，D不正確。高溫====高溫====2.將裝有50mLNO2、NO混合氣體的量筒倒立于水槽中，反應后氣體體積縮小為30mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是()A．5∶3B．3∶5C．3∶2D．2∶3【解析】選C。判斷此題可根據(jù)化學方程式，運用差量法進行計算，由所得結果來確定正確的選項。設混合氣體中NO2的體積為x差量法：3NO2+H2O====2HNO3+NOΔV3mL1mL3mL-1mL=2mLx50mL-30mL=20mLx=30mL則原混合氣體中NO為50mL-30mL=20mL,所以V（NO2）∶V（NO）=30∶20=3∶2。3.（2010·四川巴中高一檢測）汽車尾氣中的CO、NO都是城市空氣中濃度較高的、危害嚴重的污染物，下列有關它們的敘述中不正確的是（）A.CO、NO分子均難溶于水B.CO、NO均為酸性氧化物C.CO、NO均為無色無味的有毒氣體D.在催化劑的作用下，可通過反應：2CO+2NO====N2+2CO2來達到凈化汽車尾氣的目的【解析】選B。、CO、NO均為無色無味的有毒氣體，難溶于水，屬大氣污染物，在催化劑作用下可通過反應2CO+2NO====N2+2CO2達到凈化汽車尾氣的目的，故A、C、D正確；CO、NO均不能與堿反應，故不屬于酸性氧化物，B錯誤。4.某集氣瓶中的氣體呈紅棕色，加入足量水，蓋上玻璃片振蕩，得橙色溶液，氣體顏色消失。再拿走玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，則該氣體可能是下列混合氣體中的（）A.N2、NO2、Br2B.NO2、NO、N2C.NO2、NO、O2D.N2、O2、Br2【解析】選A。氣體呈紅棕色說明含有NO2或Br2中的至少一種，溶于水得橙色溶液說明氣體中必定含有溴蒸氣，所得無色氣體遇空氣重新變?yōu)榧t棕色說明無色氣體含NO，即原氣體中有NO2，原氣體既有NO2也有Br2,只有A選項符合。二、非選擇題（本題包括2小題，共26分）5.（12分）NO分子因污染空氣而臭名昭著。近年來，發(fā)現(xiàn)少量的NO在生物體內許多組織中存在，它有擴張血管、免疫、增強記憶的功能，而成為當前生命科學的研究熱點，NO亦被稱為“明星分子”。請回答下列問題。(1)NO對環(huán)境的危害在于____(填編號)。A．破壞臭氧層B．高溫下能使一些金屬氧化C．造成酸雨D．與人體血紅蛋白結合(2)在含Cu+的酶的活化中心中，亞硝酸根離子(NO2-)可轉化為NO，寫出Cu+和亞硝酸根離子在酸性水溶液中反應的離子方程式：________?！窘馕觥?1)NO氣體在破壞臭氧層的過程中起催化作用；NO能與人體血紅蛋白結合而使人中毒；NO被O2氧化生成NO2，NO2與水反應生成HNO3可造成酸雨。(2)NO2-轉化為NO時氮的化合價降低，則Cu+在反應中化合價必升高轉化為Cu2+。答案：(1)A、C、D(2)Cu++NO2-+2H+====Cu2++NO↑+H2O6.（14分）（2010·南京高一檢測）氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學煙霧。因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。（1）用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應的化學方程式如下：NO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O在該反應中，氧化劑是______，還原劑是______。（2）汽車尾氣中含有一氧化氮和一氧化碳，經(jīng)過排氣管中的催化轉化器轉化為對大氣無污染的物質。寫出該反應的化學方程式：___________________________。（3）在一定條件下氨氣亦可用來將氮氧化物轉化為無污染的物質。寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式：_________________________________?！窘馕觥浚?）在該反應中NO2中的氮元素化合價降低做氧化劑，NO中氮元素化合價升高做還原劑。（2）根據(jù)質量守恒定律結合題目信息可知，一氧化氮與一氧化碳反應后生成的對大氣無污染的物質應為氮氣和二氧化碳。（3）根據(jù)質量守恒定律結合題目信息可知，氨氣和二氧化氮反應后生成的無污染的物質為氮氣和水。答案：（1）NO2NO(2)2NO+2CON2+2CO2（3）6NO2+8NH37N2+12H2O催化劑======一定條件======B組1.在標準狀況下，將O2與NO按3∶4的體積比充滿一個干燥燒瓶，將燒瓶倒置于水中，瓶內液面逐漸上升，最后燒瓶內溶液的物質的量濃度為()A.0.045mol·L-1B.0.036mol·L-1C.0.026mol·L-1D.0.030mol·L-1【解析】選B。此題涉及兩個知識點：（1）NO與O2迅速反應生成NO2。（2）NO2與O2混合氣與水發(fā)生反應：4NO2+O2+2H2O====4HNO3。設O2為3mol,NO為4mol。根據(jù)2NO+O2====2NO2，燒瓶內實際存在的是4molNO2和1molO2，與水作用后，恰好生成4molHNO3，溶液的體積為5×22.4L。故硝酸溶液的濃度為4/（5×22.4）=0.036（mol·L-1）。2.（2010·天津高一檢測）科學興趣小組為了研究酸雨的成分及成因，對取得的酸雨樣品進行了pH的測定，隨時間推移，得到了如下的實驗數(shù)據(jù)。(1)雨水樣品放置時，pH變化的主要原因為：________________________（用化學方程式表示）,由此可以得出酸雨形成的過程可能是______________________。（2）下列各選項是酸雨給人類造成的危害，其中不正確的是______。A.腐蝕建筑物、雕塑等B.污染水源C.改良堿性土壤D.損害莊稼（3）現(xiàn)有以下幾種措施：①對燃燒煤時產(chǎn)生的尾氣進行除硫處理，②少用原煤作燃料，③燃煤時鼓入足量空氣，④開發(fā)清潔能源。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是______。A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④(4)實驗室中進行SO2的制備及性質實驗時，在裝置最后必須有________裝置，所選試劑為______，發(fā)生反應的離子方程式為_________________________________。（5）為了減少煤燃燒時向大氣排放的二氧化硫，不同的地方往往采取不同的“固硫”方法。①火力發(fā)電廠常用氫氧化鈣的懸濁液吸收煤燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫氣體，并用來制取石膏（CaSO4·2H2O),有關反應的化學方程式為：_________________________，_____________________________________________，_____________________________________________。②硫酸工業(yè)中常用濃氨水來吸收二氧化硫，有關的化學方程式為：___________________________________，_____________________________________________?！窘馕觥浚?）酸雨主要是SO2及NO2等溶于水生成的，故酸雨的成分中既含有HNO3，也含有H2SO3、H2SO4等，H2SO3不穩(wěn)定，具有強的還原性，可被空氣中的O2氧化為H2SO4，故氧化后溶液的酸性變強，pH減小。（2）酸雨危害極大，會危害農(nóng)作物、森林、草原、魚類、建筑物、工業(yè)設備、電信電纜等。（3）要減少酸雨的產(chǎn)生，首先要了解大氣中二氧化硫的來源。大氣中二氧化硫的來源主要是化石燃料的燃燒，以及含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、造紙等生產(chǎn)過程產(chǎn)生的尾氣。因此少用煤作燃料以及對燃料進行脫硫處理，是減少酸雨的有效措施。開發(fā)新能源如氫能、核能等可以從根本上杜絕二氧化硫的產(chǎn)生，燃煤時鼓入足量空氣不會減少SO2的排放。（4）SO2有毒，會污染環(huán)境，因此必須有尾氣吸收裝置，可在洗氣瓶中裝入NaOH溶液，發(fā)生反應的離子方程式為SO2+2OH-====SO32-+H2O。答案：(1)2H2SO3+O2====2H2SO4雨水溶解SO2生成H2SO3，H2SO3被空氣中的氧氣氧化為H2SO4，降落下來而形成酸雨（2）C（3）C（4）尾氣吸收NaOH溶液SO2+2OH-====SO32-+H2O（5）①Ca(OH)2+SO2====CaSO3↓+H2O2CaSO3+O2====2CaSO4CaSO4+2H2O====CaSO4·2H2O②2NH3·H2O+SO2====(NH4)2SO3+H2O2(NH4)2SO3+O2====2(NH4)2SO4某研究性學習小組的一個課題是“NO2能否支持木條的燃燒”，由于實驗室中沒有現(xiàn)成的NO2氣體，該小組的同學設計了兩個方案(忽略N2O4的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去)。已知濃HNO3受熱分解、金屬和濃HNO3反應的化學方程式分別為4HNO3（濃）4NO2↑+O2↑+2H2O、Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2H2O+2NO2↑。△====△====Ⅰ．實驗裝置如圖甲所示實驗開始后木條上的火星逐漸熄滅，有的同學得出“NO2不能支持木條的燃燒”的結論。你認為這一結論是否正確______(填“正確”或“不正確”)，理由是___________________________________。Ⅱ．實驗裝置如圖乙所示(1)硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，該反應的化學方程式是___________________。(2)當集氣瓶中充滿紅棕色氣體時，木條復燃了，有的同學得出“NO2能支持木條燃燒”的結論。你認為這一結論是否正確______(填“正確”或“不正確”)，理由是________________________________________。Ⅲ．為了更直接說明“NO2能否支持木條的燃燒”這一問題，請你重新設計一個簡單的實驗方案，簡述實驗原理和主要操作________________________________?！窘馕觥竣瘢畯募訜嵯跛岬漠a(chǎn)物可知由實驗開始后木條上的火星逐漸熄滅，得出“NO2不能支持木條的燃燒”的結論是不正確的，因為帶火星的木條熄滅可能是由于加熱時產(chǎn)生大量水蒸氣造成的。Ⅱ．(1)根據(jù)硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，可知該反應的化學方程式是：2Cu(NO3)2

2CuO+4NO2↑+O2↑?！?===(2)由于硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分數(shù)與空氣中氧氣的體積分數(shù)基本相同，若NO2不支持燃燒，則木條不會復燃。因此“NO2能支持木條的燃燒”的結論正確。Ⅲ．因加熱濃硝酸要產(chǎn)生NO2和O2兩種氣體，而驗證NO2能否支持燃燒，需要制取NO2氣體，因此，選用金屬銅和濃硝酸反應制取NO2，并用濃H2SO4或無水CaCl2進行干燥，再將帶火星木條伸入NO2中觀察是否復燃。答案：Ⅰ.不正確帶火星的木條熄滅可能是由于加熱時產(chǎn)生大量水蒸氣造成的Ⅱ.(1)2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑(2)正確硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分數(shù)與空氣中氧氣的體積分數(shù)基本相同，若NO2不支持燃燒，則木條不會復燃Ⅲ．用金屬銅與濃硝酸反應制取NO2氣體，并用濃硫酸或無水氯化鈣進行干燥，再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現(xiàn)象△====1.把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是（）A.氧氣B.二氧化氮C.二氧化氮和氧氣D.二氧化氮和一氧化氮【解析】選C。少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，逸出的氣體為NO、CO2，二者物質的量比為1∶1,同時還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，CO2與過氧化鈉反應生成的O2恰好與NO反應生成NO2,逸出的少量水蒸氣與過氧化鈉反應生成O2,所以最后收集到的氣體是NO2和O2。2.關于NO的下列敘述不正確的是()A.NO可以是某些含低價N物質被氧化的產(chǎn)物B.NO不是亞硝酸酐C.NO可以是某些含高價N物質被還原的產(chǎn)物D.NO是紅棕色氣體【解析】選D。氮元素的化合價有-3、+1、+2、+3、+4、+5等價態(tài)，而NO中氮元素的化合價為+2價，所以NO既可由含低價氮元素的物質被氧化得到，也可由含高價氮元素的物質被還原得到，HNO2的酸酐為N2O3，NO氣體為無色。3.保護環(huán)境是每一個公民的責任，下列做法：①推廣使用無磷洗滌劑；②城市生活垃圾分類處理；③推廣使用一次性木質筷子；④推廣使用清潔能源；⑤過量使用化肥、農(nóng)藥；⑥推廣使用無氟冰箱。其中有利于保護環(huán)境的是（）A.①②④⑤B.②③④⑥C.①②④⑥D.③④⑤⑥【解析】選C。使用一次性筷子會加快森林的砍伐，對環(huán)境不利；過量使用化肥、農(nóng)藥會造成水體污染；含磷洗滌劑會導致水質富營養(yǎng)化而產(chǎn)生水華、赤潮等現(xiàn)象。4.把3體積的NO2氣體，依次通過下列3個分別裝有：①NaHCO3飽和溶液，②濃硫酸，③Na2O2的裝置后，用排水法把殘留氣體收集到集氣瓶中，集氣瓶內氣體應是（同溫同壓下測定）()A.1體積NOB.2體積NO2和0.5體積O2C.2體積O2D.0.25體積O2【解析】選D。3體積NO2通過NaHCO3飽和溶液發(fā)生反應：3NO2+H2O====2HNO3+NO，HNO3+NaHCO3====NaNO3+H2O+CO2↑，剩余氣體為2體積CO2和1體積NO，通過濃H2SO4干燥后，再通過Na2O2時，發(fā)生反應2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2，剩余氣體為1體積O2和1體積NO，排水法收集時發(fā)生反應4NO+3O2+2H2O====4HNO3，故剩余0.25體積O2。5.實驗室制取下列氣體，只能用排水集氣法收集的氣體是()A.NO2B.NOC.H2D.Cl2【解析】選B。NO2溶于水且能與水發(fā)生反應，因此NO2只能用排空氣法收集；NO接觸空氣即發(fā)生反應：2NO+O2====2NO2，且NO難溶于水，因此NO只能用排水法收集；H2難溶于水且比空氣輕，既可用向下排空氣法收集，也可用排水法收集；Cl2比空氣重，而在飽和食鹽水中溶解度很小，因此Cl2可用向上排空氣法收集，也可用排飽和食鹽水方法收集，故選B。6.將VmLNO和NO2的混合氣體通過水吸收后，得到amL無色氣體A。將此無色氣體A與等體積的O2混合，通過水充分吸收后，得到5mL無色氣體B，試回答：（1）A氣體是______，B氣體是______。（2）A氣體的體積是______mL。（3）V的取值范圍是_____。【解析