微专题28非金属氧化物的污染与防治-备战2022年高考化学考点微专题（解析版）_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_备战2022年高考化学考点微专题

微专题28 非金属氧化物的污染与防治 1．硫的氧化物 (1)来源：含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。 (2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。 (3)治理：燃煤脱硫，改进燃烧技术。 (4)硫酸型酸雨的形成途径 途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO ＋O=====2SO 、SO ＋HO===H SO 。 2 2 3 3 2 2 4 途径2：SO ＋HOH SO 、2HSO ＋O===2H SO 。 2 2 2 3 2 3 2 2 4 2．SO 的污染与防治 2 四种常见的SO 尾气处理方法 2 方法一：钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O 共同反 2 应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO =====CaSO ，2CaSO ＋ 2 3 3 O=====2CaSO，总反应的化学方程式为 2CaO＋2SO ＋O=====2CaSO。 2 4 2 2 4 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SO 直接接触吸收SO ，其反应的化学 2 2 方程式为 2NH ＋SO ＋HO===(NH)SO ，2(NH )SO ＋O===2(NH)SO (或生成 3 2 2 4 2 3 4 2 3 2 4 2 4 NH HSO ，然后进一步氧化)。 4 3 方法三：钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na CO 吸收烟气中的SO ，得到NaSO 和NaHSO ，发生反应 2 3 2 2 3 3的化学方程式为2NaOH＋SO ===Na SO ＋HO，NaCO ＋SO ===Na SO ＋CO ，NaSO 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 3 ＋SO ＋HO===2NaHSO 。 2 2 3 方法四：双碱脱硫法 先利用烧碱吸收SO ，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH可循环使用，化学反 2 应原理为 ①吸收反应：2NaOH＋SO ===Na SO ＋HO，2NaSO ＋O===2Na SO 。 2 2 3 2 2 3 2 2 4 ②再生反应：NaSO ＋Ca(OH) ===CaSO ↓＋2NaOH，NaSO ＋Ca(OH) ===CaSO ↓＋ 2 3 2 3 2 4 2 4 2NaOH。 3．氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物：NO、NO、NO、NO 、NO、NO 等。 2 2 3 2 2 4 2 5 完成下表中NO和NO 的比较： 2 NO NO 2 颜色 无色 红棕色 物理 毒性 有毒 有毒 性质 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学 与O 反应 2NO ＋O===2NO — 2 2 2 性质 与HO反应 — 3NO ＋HO=2HNO ＋NO 2 2 2 3 NO 、 NO 均 能 与 NH 反 应 生 成 N ： 4NH ＋ 6NO=====5N ＋ 6HO ； 8NH ＋ 2 3 2 3 2 2 3 6NO =====7N＋12HO。 2 2 2 4．氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 ①光化学烟雾：NO 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种 x 有毒的烟雾。 ②酸雨：NO 排入大气中后，与水反应生成HNO 和HNO，随雨水降到地面形成酸雨。 x 3 2 ③破坏臭氧层：NO 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 2 (2)常见的NO 尾气处理方法 x ①碱液吸收法 2NO ＋2NaOH===NaNO ＋NaNO ＋HO； 2 3 2 2 NO ＋NO＋2NaOH===2NaNO ＋HO。 2 2 2 NO 、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO )≥n(NO)，一般适合工业 2 2 尾气中NO 的处理。 x NO 与NaOH溶液反应的有关问题分析 x(1)NO 能被NaOH溶液吸收生成两种盐。 2 (2)NO不能被NaOH溶液吸收。 (3)n(NO )∶n(NO)≥1时，NO 、NO的混合气体能完全被NaOH溶液吸收。 2 2 ②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(N )；NO 与CO在一定温度下 2 x 催化，转化为无毒气体(N 和CO)，此法一般适用于汽车尾气的处理。 2 2 【专题精练】 一、SO 的污染与防治 2 1．(1)下列物质中，可形成酸雨的是________。 A．二氧化硫 B．氟氯代烃 C．二氧化碳 D．甲烷 (2)现有以下几种措施：①对燃煤产生的尾气进行脱硫处理； ②少用原煤做燃料；③燃煤时鼓入足量空气；④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的 措施是________。 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 【答案】(1)A (2)C 【解析】 (1)SO 溶于雨水生成亚硫酸，进而被空气中的氧气氧化为硫酸，降落到地面即为酸雨；氟 2 氯代烃破坏臭氧层；CO 、CH 均属于温室气体，不能形成酸雨。(2)二氧化硫是形成酸雨 2 4 的主要原因，而大气中二氧化硫的主要来源之一是含硫燃料(包括煤、石油、天然气等)的 燃烧，所以减少酸雨的重要措施是对煤等燃料进行脱硫处理，或者开发新能源来代替煤 等燃料。 2．食品、大气、工业尾气中SO 均需严格检测或转化吸收，下列有关 SO 的检测或吸收 2 2 方法正确的是( ) A．滴定法：用酸性KMnO 溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO 的浓度 4 2 B．沉淀法：用Ba(OH) 溶液沉淀SO ，然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以 2 2 测定大气中SO 的浓度 2 C．氨酸法：用氨水吸收尾气中的SO 后再将吸收液与硫酸反应，将富集后的SO 循环使 2 2 用 D．石灰石膏法：常温下用石灰石吸收尾气中的SO 得到CaSO ，再经氧化可用于生产石 2 3 膏【答案】C 【解析】 A项，葡萄酒中的乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，对SO 的检测有干扰；B项，大气 2 中的 CO 能被 Ba(OH) 溶液沉淀，对 SO 的检测有干扰；C 项，氨水吸收 SO 生成 2 2 2 2 (NH )SO 或NH HSO ，(NH )SO 或NH HSO 与硫酸反应能产生SO ，SO 可以循环使用； 4 2 3 4 3 4 2 3 4 3 2 2 D项，石灰石吸收SO ，需要在高温下才能进行。 2 SO 对环境的污染及治理 2 3．如图所示是一种综合处理SO 废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的 2 是( ) A．溶液B中发生的反应为2SO ＋O===2SO 2 2 3 B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3＋ C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋>O >SO 2 D．此工艺的优点之一是物质能循环利用 【答案】D 【解析】 酸性Fe (SO ) 溶液能吸收SO ，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO ＋2HO===2Fe2＋＋SO4 2 4 3 2 2 2 ＋4H＋。溶液B中通入空气发生反应：4Fe2＋＋O ＋4H＋===4Fe3＋＋2HO。其氧化性：O 2 2 2 ＞Fe3＋，A、C两项错误；溶液C中含有Fe (SO ) ，可用KSCN溶液检验Fe3＋，B项错误； 2 4 3 Fe (SO ) 可循环利用，D项正确。 2 4 3 4．如图所示，硫酸工业中产生的SO 通过下列过程既能制得HSO 又能制得H。 2 2 4 2 请回答： (1)该过程可循环利用的物质是________(写化学式)。 (2)该过程总反应的化学方程式为 _____________________________________________________________________________ ______________________________。【答案】(1)I 和HI (2)SO ＋2HO===H SO ＋H 2 2 2 2 4 2 【解析】 根据题给流程和信息知，反应Ⅰ为SO ＋I ＋2HO===H SO ＋2HI，反应Ⅱ为2HI===H ↑ 2 2 2 2 4 2 ＋I 。(1)分析题给流程知该过程可循环利用的物质是I 和HI。(2)根据题给流程和信息知， 2 2 该过程总反应的化学方程式是SO ＋2HO===H SO ＋H。 2 2 2 4 2 二、氮氧化物对环境的污染及防治 1．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．NH 是形成无机颗粒物的催化剂 3 D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关 【答案】C 【解析】 雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有 NH NO 和(NH )SO ，B项正确；根据图示可知空气中NO 、SO 等分别转化为HNO 、 4 3 4 2 4 x 2 3 HSO 后，吸收空气中的NH 生成NH NO 和(NH )SO ，即NH 是形成无机颗粒物的反应 2 4 3 4 3 4 2 4 3 物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH 浓度增大，与雾霾的形成有关， 3 D项正确。 2．汽车排放的尾气中含有NO ，NO 是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下， 2 2 NO 发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O ，加重空气污染。反应过程为 2 3 ①2NO ===2NO＋2O，②2NO＋O===2NO ，③O＋O===O 。下列对该反应过程及生成 2 2 2 2 3 物叙述正确的是( ) A．NO 起催化剂作用 2 B．NO起催化剂作用 C．NO 只起氧化剂作用 2 D．O 与O 互为同分异构体 3 2【答案】A 【解析】 反应过程①＋②得O===2O，③O＋O===O ，NO 起催化剂作用，反应过程中NO 还做 2 2 3 2 2 氧化剂，A项正确，B、C项错误；O 与O 不是同分异构体，互为同素异形体，D项错误。 3 2 3．NO 可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨与其反应使之转化为无污染的物 2 质，发生反应的化学方程式分别是 2NO ＋2NaOH===M＋NaNO ＋HO，8NH ＋ 2 3 2 3 6NO ===7X＋12HO。则M、X代表的物质的化学式分别是( ) 2 2 A．NaNO 、N B．HNO、N C．NO、HNO D．N、N 2 2 2 2 3 2 2 【答案】A 4. 随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气 体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法 正确的是( ) A．反应中NO为氧化剂，N 为氧化产物 2 B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N 2 C．NO和O 必须在催化剂表面才能反应 2 D．催化转化总化学方程式为2NO＋O＋4CO=====4CO＋N 2 2 2 【答案】D 【解析】 反应过程中NO、O 为氧化剂，N 为还原产物；汽车尾气中的N 不是污染物；NO和O 2 2 2 2 的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋ O===2NO 2NO ＋4CO===N ＋4CO ，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO＋O 2 2, 2 2 2 2 ＋4CO=====4CO＋N。 2 2 5．氮的氧化物(用NO 表示)是大气污染物，必须进行处理。 x (1)汽车尾气主要含有CO、CO、SO 、NO 等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主 2 2 x 要来源之一。 ①汽车尾气中的CO来自于 _____________________________________________________， NO来自于__________________________。汽车尾气对环境的危害主要有________(至少 填两种)。 ②汽车尾气中的CO、NO 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与 x 大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为 _____________________________________________________________________________ ______________________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH ＋6NO=====5N ＋6HO,8NH ＋ 3 2 2 3 6NO =====7N ＋12HO。同温同压下，3.5 L NH 恰好将3.0 L NO和NO 的混合气体完全 2 2 2 3 2 转化为N，则原混合气体中NO和NO 的体积之比是________。 2 2 (3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若 NO与NO 按物质的量之比1∶1被 2 足量NaOH溶液完全吸收后，得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________。 【答案】(1)①汽油的不完全燃烧 N 与O 在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸 2 2 型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可) ②2xCO＋2NO=====2xCO＋N x 2 2 (2)1∶3 (3)NaNO 2 【解析】 (2)V(NO)＋V(NO )＝3.0 L，① 2 V(NO)＋ V(NO )＝3.5 L，② 2 联立①②得：V(NO)＝0.75 L，V(NO )＝2.25 L。 2 V(NO)∶V(NO )＝1∶3。 2