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2020高中化学 第四节 氨 硝酸 硫酸 课时 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染及其防治每日一题

来源:乌哈旅游
二氧化硫和二氧化氮对大气的污染及其防治

高考频度:★★★★☆

难易程度:★★☆☆☆

典例在线

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(如下图所示)。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.NH3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

解题必备

一、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染及防治方法

1

1.SO2和NO2的主要来源

(1)SO2主要来自煤、石油和某些含硫金属矿物的燃烧和冶炼。

(2)NO2主要来自汽车尾气。

2.危害

(1)引起大气污染,直接危害人体健康。

(2)溶于水形成酸雨。

3.酸雨

(1)概念:pH<5.6的降水称酸雨,主要是大气中的SO2和NO2溶于水造成的。(2)形成原理

①H2SO4的生成:SO2H2SO3H2SO4

SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4。

②HNO3的生成:NO2HNO3

3NO2+H2O===2HNO3+NO。

2

(3)危害

①直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化。

②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。

4.防治措施

(1)调整能源结构,发展清洁能源。

(2)研究煤的脱硫技术,改进燃烧技术,减少SO2和氮的氧化物的排放。(3)加强工厂废气的回收处理。

(4)改进汽车尾气的处理技术,控制汽车尾气排放标准。

二、SO2和NOx的化学吸收法

1.用NaOH溶液吸收

SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O

2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O

NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O

2.用氨吸收

2NH3+SO2+H2O=== (NH4)2SO3

6NO2+8NH3N2+12H2O

6NO+4NH35N2+6H2O

3

易混易错

正常雨水的pH 由于空气中含有二氧化碳,雨水中溶有二氧化碳形成了碳酸而显弱酸性,因此正常雨水的pH为5.6,而大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后形成酸性溶液,其酸性远大于二氧化碳溶液水形成的酸性溶液,其pH小于5.6,即形成了酸雨。 学霸推荐

1.化学与环境密切相关,下列有关说法错误的是

A.NO2、NO含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物

B.对酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施

C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成

D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧

2.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 A B C D 氧化物 CO2 SO2 NO2 CO 环境问题 破坏臭氧层 温室效应 光化学烟雾 酸雨 主要来源 化石燃料的燃烧 汽车尾气的排放 工厂废气的排放 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧 3.下表是某城市某日空气质量报告:

污染指数 首要污染物 空气质量级别 空气质量状况 4

55 SO2 II 良 该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。

实验一:用下图所示装置进行实验。

(1)A装置的作用是_________(填“干燥”或“氧化”)SO2气体。

(2)实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变_______色(填“蓝色”或“红色”或“不变色”),说明SO2与水反应生成一种酸。 (3)D装置的作用是_________ ,并写出化学反应方程式_____________________。

实验二:往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的pH_______7(填“>”“=”或“<”),然后每隔1 h测定其pH,发现pH逐渐变小,直至恒定。说明烧杯中溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4。

(查阅资料)SO2形成酸雨的另一途径:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作_________(填“催化剂”或“氧化剂”)。 (探究结论)SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。该市可能易出现酸雨。

(知识联想)

(1)酸雨造成的危害是:______________________________(举一例)。

(2)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为____________,是造成酸雨的另一主要原因。

(提出建议)该市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议市政府推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入_________(填“水”或“乙醇”)。

5

4.某研究性学习小组同学拟分析某市空气的质量情况,测定该市空气中SO2的含量并制定下列研究方案:

Ⅰ.资料表明,SO2具有较强的还原性,能与高锰酸钾酸性溶液发生反应: 5SO2+2

+2H2O===5

+2Mn+4H。

2+

+

Ⅱ.设计实验方案:利用SO2的还原性使SO2和已知浓度及体积的高锰酸钾酸性溶液反应。 Ⅲ.选择分析地点:某工业区、某公园、某居民小区、某商业区、某交通枢纽。 Ⅳ.选择分析时间:晴天、风速较小时;晴天、风速较大时;雨前;雨后。 Ⅴ.对测定的结果进行初步分析并向相关单位提出建议。 (1)该小组同学拟用如图所示装置定量分析空气中SO2的含量。

①通入空气前应进行的实验操作是________________________________;

②当观察到实验的现象为________________________________________时,应停止通空气;

③实验过程中需测量并记录的数据是_________________________________。 (2)如图表示该小组同学根据实验测得的该市不同地区空气中SO2的含量。

①工厂区、交通枢纽SO2含量明显高于其他地区的原因是_____________;

②请向当地有关部门提出一条减少工厂区SO2排放的建议:__________________________。

6

(3)下表是该小组同学测得的不同天气情况下的城市空气中SO2的平均含量。请分析雨后或风速较大时SO2平均含量较低的原因:

①_____________________________________________________; ②_____________________________________________________。 天气情况 雨前 雨后 晴 晴 平均风速(m·s) 2.0 2.2 23 0.9 −1空气中SO2的平均含量(mg·L) 0.03 0.01 0.015 0.03 −1

参考答案

1.【答案】C 【解析】A.N的氧化物可导致光化学烟雾发生,则NO2、NO含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物,A正确;B.二氧化硫可导致酸雨发生,为减少酸雨发生,酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施,B正确;C.溶解CO2的雨水为正常雨水,而NO2或SO2都会导致酸雨的形成,C错误;D.二氧化碳过量排放可导致全球温度升高,则CO2含量的增加会导致温室效应加剧,D正确;答案选C。 2.【答案】C 【解析】破坏臭氧层的主要是氟利昂;导致温室效应的气体是CO2、CH4;造成光化学烟雾的气体是氮氧化物和碳氢化合物;CO有毒,能使人中毒,造成酸雨的是SO2和氮氧化物。 7

3.【答案】实验一:(1)干燥 (2)红色 (3)吸收SO2气体 SO2 + 2NaOH===Na2SO3 + H2O 实验二:< (查阅资料)催化剂 (知识联想)(1)腐蚀建筑物,金属制品等 (2)HNO3 (硝酸) (提出建议)乙醇 (3)二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,它能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠与水;反应的化学方程式为:SO2 + 2NaOH===Na2SO3 + H2O,故答案为:吸收SO2气体;SO2 + 2NaOH===Na2SO3 + H2O; 实验二:二氧化硫和水反应生成亚硫酸,溶液呈酸性,pH<7;SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4,在此过程中飘尘作催化剂;故答案为:<;催化剂; (1)酸雨呈酸性,所以酸雨能够腐蚀主要成分是碳酸钙或金属的建筑物、雕像等,同时也能毁坏森林树木,使水体、土壤酸化,故答案为:腐蚀建筑物,金属制品等; (2)氮的氧化物在空气中:2NO+O2===2NO2;3NO2+H2O===2HNO3+NO,4NO2+O2+2H2O===4HNO3,

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4NO+3O2+2H2O===4HNO3,所以氮的氧化物溶于水最终转化为硝酸;乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,以汽油为燃料的汽车尾气中含有一氧化碳、氮的氧化物等大气污染物,所以,减少汽车尾气污染的措施之一,是在汽油中加入适量的乙醇,故答案为:HNO3;乙醇。 【解析】当高锰酸钾酸性溶液刚好完全褪色时,反应结束,由于气体流速管可以测得单位时间内通过的气体的体积,只需要知道通入空气至高锰酸钾酸性溶液刚好褪色所需要的时间,便可求出SO2含量。 学霸之路

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