- 化学与资源开发利用
- 共19748题
请结合乌鲁木齐的实际情况，谈谈几种典型大气污染现象的来源、污染现象及治理方案。
正确答案
工业污染、交通污染、生活污染；
酸雨、臭氧层受损、温室效应与全球气候变暖
在乌鲁木齐，由工业污染、交通污染、生活污染给环境造成了严重的污染，使得形成了酸雨、臭氧层受损、温室效应与全球气候变暖等；
硫酸工厂周围的空气中有较多的二氧化硫。某研究性学习小组为了测定空气（内含N2、O2、CO2、SO2等）中二氧化硫的体积分数设计了如下实验方案，下图是他们在测定中使用的部分装置图。
（1）在方框中画出所缺实验装置并标明所用试剂。（2）当装置中出现_________现象时，应立即停止通气体，若此时没有及时停止通气。则测得的SO2的体积分数 （选填“偏高”、“偏低”或“不受影响” ，下同），若通入气体的速率过快，则测定的SO2的体积分数 。
（3）你认为反应管内碘的淀粉溶液可以用下列 __（填代号）代替。
（4）研究小组经过讨论发现此方
（5）研究小组决定改用另一方案：取标准状态下的空气VL（内含N2、O2、CO2、SO2等），缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量的氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为mg。则SO2的体积分数为 。
正确答案
（1）如右图（3分）
（2）溶液蓝色刚好褪去（2分）；
偏低（2分） 偏低（2分）
（3）B（2分，多选或错选都不得分）
（4）溶液中在I2将SO2氧化的同时，原空气中的O2也能将SO2氧化而被吸收，导致所测含量偏高。（2分）
（5）
略
（8分）我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。根据你所学的知识，试回答下列问题：
（1）大气污染物二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸具有还原性，试写出雨水中亚硫酸被氧化为硫酸的化学方程式__________________________。
（2）某市是受酸雨影响比较严重的城市，电厂每年就要排放二氧化硫9.14万吨。目前该厂应用了国际上最成熟的石灰石-石膏湿法脱硫技术，使每年产生的二氧化硫成倍减少，“变”酸雨为石膏，达到了变废为宝的目的。请写出其中发生的反应中属于分解反应和化合反应的化学方程式各一个。
____________________________________________ 、 ____________________________________________。
（3）结合你所学的化学知识，你认为减少酸雨产生的途径还可采用的措施是___________________________________________________________。
正确答案
（1）2H2SO3 + O2 ="=" 2H2SO4
（2）
（3）改变能源结构，开发新能源
略
甲醇是一种优质的液体燃料，CO和CO2均可用于合成甲醇。
目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
CO2(g) +3H2(g) ＝CH3OH(g)+H2O(g) △H1
（1）已知：2CO(g) +O2(g) ＝2CO2(g) △H2
2H2(g)+O2(g) ＝2H2O(g) △H3
则CO(g) + 2H2(g) 
（2）由CO合成甲醇时，CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。
该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是 。
（3）
一定温度下，向2L密闭容器中加入1mol CH3OH (g)，发生反应：CH3OH(g)
该温度下，CO(g) + 2H2(g)
相同温度下，若开始加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则 是原来的2倍。
a．平衡常数 b．CH3OH的平衡浓度 c．达到平衡的时间 d．平衡时气体的密度
（4）以CH3OH为燃料（以KOH溶液作电解质溶液）可制成CH3OH燃料电池。
①充入CH3OH的电极为 极；
②负极反应的电极反应式为 。
正确答案
（1）△H1+
（2）<；（1分） 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。（3分）
（3）0.125mol·L－1· min－1；（2分） 4 L2·mol－2；（2分） d。（1分）
（4）①负；（1分） ②CH3OH － 6e－+8OH－= CO32－+6H2O。（2分）
（1）根据盖斯定律①+
（2）由图示可知，在相同的压强下，升高温度时CO的转化率降低，即升温平衡左移，正反应是放热反应，ΔH<0
相对低温有利于提高产率，且在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，故选择条件为250℃、1.3×104kPa
（3）反应：CH3OH(g)
初n： 1 0 0
△n： 0.5 0.5 1
平衡n： 0.5 0.5 1
v(CH3OH)=
该温度下，CO(g) + 2H2(g) 
恒容、恒温情况下，若开始加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍：
a．平衡常数只与温度有关，是定值；
b．相当于加压，CH3OH的平衡浓度将大于原平衡浓度的两倍
c．增加反应物浓度，反应速率加快，达到平衡的时间将减小，但没有定量关系
d．混合物的质量为原先的两倍，故平衡时气体的密度为原先的两倍，符合题意
（4）燃料电池中通入氧气的一极得电子，为正极，而燃料甲醇失电子，做负极
电池总反应为：2CH3OH＋3O2+4OH—=6H2O+2 CO32－
正极反应为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－
总反应减去正极反应得到负极反应：CH3OH － 6e－+8OH－= CO32－+6H2O
（4分）工业上根据污水中所含物质或离子的不同，有多种处理方法，比如：
请回答：
（1）在中和法中，若用CO2来处理污水，则离子方程式是___________________________。
（2）在沉淀法中，用硫化钠作沉淀剂，能有效地处理含Cu2+、Hg2+等重金属离子的污水。若某污水中能与硫化钠反应的阳离子只有Hg2+，且含量为400mg/L，则处理10L这样的污水至少需要加入硫化钠________g（精确到0.1）
我国规定的排放标准不能超过0.05mg/L，若1L污水经过沉淀法处理后含Hg2+为2×10－7 mol，则该污水是否达到了排放标准_____________（填“是”或“否”）
（3）在氧化还原法中，常用Cl2氧化污水中有毒的CN－，得到元素的CO2和N2，若参加反应的Cl2与CN－的物质的量之比为5:2，则该反应的离子方程式是__________________________________。
正确答案
略
（6分） 当都市里的人们陶醉在繁华的城市生活中时，是否意识到有一支“大军”正向我们逼近，影响我们的生活，危害我们的健康。
（1）在意大利，人们家里的咖啡壶大多是用回收的可乐罐制得。请再列举一种生活垃圾回收利用的事例：_________________________。
（2）回收利用垃圾，首先要对垃圾进行分类。一群环保志愿者在某社区推广垃圾分类，他们在垃圾房放置了一些有分类标识的垃圾回收箱，结果却发现仍然有许多居民并没有分类放置。造成这种现象可以排除的原因是_________________________。
（3）下图是某居民小区中垃圾收集点（小圆圈）的布局，它在选址上存在的问题有_____________________。垃圾收集点选址应考虑的因素包括________________________。
正确答案
（1）废纸、废塑料制复合板；有机废料炼油；废包装纸盒造纸；废旧服装纺纱织布等
（2）B
（3）分布不均匀（不合理）；沿河放置污染水源 利用率、是否便于居民使用、对小区景观的影响、对居民日常生活的影响、是否污染环境、运输等
（1）生活垃圾回收利用的事例有：废纸、废塑料制复合板；有机废料炼油；废包装纸盒造纸；废旧服装纺纱织布等；
（2）造成这种现象可以排除的原因是：居民每天产生的生活垃圾量多所导致；
（3）垃圾收集点（小圆圈）的布局，它在选址上存在的问题有：分布不均匀（不合理）；垃圾收集点选址应考虑的因素有很多主要包括：沿河放置污染水源 利用率、是否便于居民使用、对小区景观的影响、对居民日常生活的影响、是否污染环境、运输等
（10分）某工厂对制革工业污泥中 Cr（Ⅲ）回收与再利用工艺如下（硝酸浸取液中金属离子主要是 Cr3+，其次是Fe3+、Ca2+、Mg2+）
部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表。
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施 （至少写一条）。
（2）调pH=8是为了除去 离子（选填：Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）。
（3）钠离子交换树脂的原理为：Ma++nNaR
（4）试配平还原反应方程式： Na2Cr2O7+ SO2+ H2O= Cr(OH)(H2O)5SO4+
Na2SO4；每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为 。
正确答案
（1）①升高温度，②搅拌，③过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取），④适当延长停留时间（只要答出任意一点即可，其他合理答案参照给分）（2分）
（2）Fe3+和Al3+（2分）
（3）Mg2+、Ca2+（2分）
（4）1，3，11=2，1（2分），1.5mol（2分）
略
（3分）近年来我省围绕“资源节约型和环境友好型”这一主题，积极谋求社会的和谐发展。请根据这一主题和题意，用下列选项的标号进行填空。
A. 二氧化碳 B. 氮氧化物 C. 二氧化硫
（1）推广使用燃煤脱硫技术，防治 造成的污染
（2）造成温室效应和全球气候变暖的主要物质是
（3）导致光化学烟雾的物质是
正确答案
(1)C (2) A (3)B
略
（10分）为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2，已知：2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) △H=－566KJ/mol
2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H=－483.6KJ/mol H2O(g)="=" H2O(l) △H=－44.0KJ/mol
(1)1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热为____________
(2)写出CO和 H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式_________________________。
(3)往1L体积不变的容器中加入0.200molCO和1.00molH2O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1，则t℃时CO的转化率为___________；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将___________（填“变大”、“变小”或“不变”），平衡将向__________（填“正”或“逆”）反应方向移动。
(4)H2是一种理想的绿色能源，可作燃料电池；若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液，其负极的电极反应式是_______________________________________________。
正确答案
（10分）(1) 285.8 KJ (2分)
(2) CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) △H=－41.2KJ/mol (3分)
(3) 83.3%, 减小；逆 (各1分，共3分)
（4）H2 + 2OH－―2e－="=" 2H2O (2分)
略
(18分)试根据下述材料完成问题：
材料一：酸雨是英国化学家R.A.Smith 1872年最先提出的，一般是指pH小于5.6的雨、雪、雾等大气降水，是大气污染的表现。酸雨被称作“空中死神”。据某市区1998年环境状况公报载，市区酸雨频率为41.3％，比上年上升了5.5个百分点。降水的年平均pH为4.87，降水酸性污染较严重，表现为煤烟型污染特征。
材料二：①某地一场较大范围的酸雨使植物叶面遭到腐蚀，产生大量斑点而坏死，导致西瓜大面积绝产，损失惨重。②酸雨使植物阳离子从叶面析出，使钙、镁、铁等离子迅速从土壤中损失，土壤营养状况降低，还使光合作用受到抑制，影响植物的生长。③铝对生物来说是有害元素，在土壤中以氧化铝形式存在，pH=5.6时几乎不溶解。当pH为4.6时，铝的溶解度增加100倍，并转化成硫酸铝，造成树木死亡。四川某林场，华山松死亡率达96％，就是酸雨使土壤中硫酸铝浓度增高，危及华山松。
材料三：我国农业生产因遭受酸雨造成的损失每年高达15亿元。为了有效控制酸雨，国务院已经批准了《酸雨控制区和二氧化硫控制区划分方案》等规定。
某研究性学习小组计划研究当地酸雨的形成过程，于是取来雨水作水样进行测定，随时间的推移，多次测定该样品的pH，得到如下数据：
(1) 问题：①雨水样品放置时pH变化的主要原因(用化学方程式表示)_____________________；由此可以得出酸雨的形成过程可能是
(2) ______________________________________________。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将_________________ (填“增大”“减小”或“不变”)，原因是__________________________________；二氧化硫表现_____________性。
(2)列举酸雨给人类造成的危害。
(3)你认为减少酸雨产生的途径可采取的下列措施是
__________________________________。
①少用煤作燃料 ②把工厂的烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A.①③ B.②③④⑤ C.①③⑤ D.①③④⑤
(4)为了减少煤燃烧时向大气排放的二氧化硫，不同的地方往往采取不同的“固硫”方法。
①火力发电厂常用Ca(OH)2的悬浊液吸收煤燃烧时产生的二氧化硫气体，并回收制得有用的石膏(CaSO4·2H2O)，则有关反应的化学方程式_____________________，
__________________，___________________。
②硫酸工业常用浓氨水来吸收二氧化硫，则有关的化学方程式为_____________________。
③有些工业采取将生石灰和含硫煤混合使用。请写出燃烧时有关“固硫”反应的化学方程式。
④国际上最新采用“饱和亚硫酸钠溶液吸收SO2法”。请写出有关反应的化学方程式。
⑤请比较以上四种“固硫”方法的优缺点。
正确答案
(1)①2H2SO3+O2====2H2SO4 雨水溶解二氧化硫生成亚硫酸，亚硫酸又被空气中的氧化剂氧化为硫酸，降落下来形成酸雨 ②减小 自来水中的氯气(或次氯酸)把亚硫酸氧化成硫酸 还原
(2)酸雨的危害极大，会破坏农作物、森林、草原、鱼类、建筑物、工业设备、电信、电缆等
(3)A
(4)①Ca(OH)2+SO2====CaSO3↓+H2O 2CaSO3+O2====2CaSO4
CaSO4+2H2O====CaSO4·2H2O
②2NH3·H2O+SO2="===" (NH4)2SO3+H2O 2(NH4)2SO3+O2====2(NH4)2SO4
③S+O2
④Na2SO3+SO2+H2O====2NaHSO3
⑤略
这是一道化学与环境的题目。增强环保意识，用化学方法解决环境问题是化学学习的重要内容。要答好此题首先要明确酸雨的成因，空气中的SO2、SO3及氮的氧化物与水反应随雨雪降落到地面，形成酸雨，酸雨的pH<5.6。酸雨的主要成分是H2SO3，H2SO3中的S为+4价，具有较强的还原性，易被氧化剂氧化。酸雨放置时pH的变化原因是其中的H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4，酸性增强，当H2SO3全部被氧化为H2SO4后，pH不再变化。自来水常用Cl2消毒，也能把H2SO3氧化为H2SO4，使pH发生变化。
酸雨的危害极大，会破坏农作物、森林、草原、鱼类、建筑物、工业设备、电信电缆等。要减少酸雨的产生，首先要了解空气中SO2的来源。大气中二氧化硫的来源主要是化石燃料的燃烧以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、造纸等生产过程产生的尾气。因此少用煤作燃料以及对燃料进行脱硫处理，是减少酸雨的有效措施。开发新能源如氢能、核能等可以从根本上杜绝SO2的产生。至于把烟囱造高，显然不会改变SO2的排放量，对全球酸雨的危害不会减少。在已酸化的土壤中施石灰，是对因酸雨造成的危害的被动治理措施，与从源头上控制SO2的污染无关。燃料脱硫(又叫“固硫”)，常利用SO2具有酸性氧化物的性质，用碱性物质吸收，从而生成盐。
（8分）合成材料的应用与发展，大大方便了人类的生活，但由于合成材料废弃物的急剧增加带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。请你就怎样解决“白色污染”提出至少三条切实可行的措施。
（1）_________________________________________________________________________；
（2）_________________________________________________________________________；
（3）_________________________________________________________________________；
（4）_________________________________________________________________________。
正确答案
（1）减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等 （2）重复使用某些塑料制品，如塑料袋，塑料盒等
（3）使用一些新型的可降解塑料，如生物降解塑料和光降解塑料等
（4）回收各种废弃塑料
将教材知识与生活实际联系起来，解决该问题。
其切实可行的措施有如个几点：
（1）减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等 （2）重复使用某些塑料制品，如塑料袋，塑料盒等
（3）使用一些新型的可降解塑料，如生物降解塑料和光降解塑料等
（4）回收各种废弃塑料
(1)往A的水溶液中通入少量气体C产生沉淀；
(2)B的水溶液露置在空气中酸性增强；
(3)C可用于工业上制取漂粉精。
正确答案
(1)H2S＋Cl2===2HCl＋S↓
(2)2SO2＋2H2O＋O2===2H2SO4(或2H2SO3＋O2===2H2SO4)
(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
根据题意和题设的三个变化，可推知A是H2S，B是SO2，C是Cl2。
(1)按反应理论值，SO2和O2的物质的量之比为2∶1,经过初步处理的废气中，SO2与O2的物质的量的比值为_________________，采用这样比值的原因是_________________。
(2)由计算说明为什么废气以5 m3/h速度与20 L/h速率的NH3混合？
正确答案
(1)1∶50 增大O2的浓度，提高SO2的转化率
(2)v(NH3)∶v(SO2)=2∶1时,SO2可全部转化为(NH4)2SO4。
(1)废气中含SO2 0.2%,O2 10%(体积分数)，则相当于体积比2∶100，即1∶50，采用这样比值的原因是增大O2的浓度，提高了SO2的转化率。
(2)废气中每小时排放SO2为：
1000 L/m3×5 m3/h×0.2%="10" L/h
氨气与SO2气体的速度比值为：v(NH3)∶v(SO2)=2∶1,则NH3与SO2完全转化为(NH4)2SO4。
某校开展“研究性学习”中，组织自然科学兴趣小组针对某市热电厂下游境内几十千米内长江中鱼类大量减少的现象，进行了一次调查，并取得了一些资料：
①测定热电厂使用的燃料煤含硫量。测得燃料煤中含硫的质量分数为0.006 4%。
②了解煤燃烧后的气体排放情况。发现：燃烧后的气体未经处理即排放到空气中，该热电厂地处多雨地区。
③了解热电厂发电用水的排放情况。发现：电厂发电用水未经冷却直接排入河中。
根据上述调查资料，完成下列问题：
（1）分析鱼类几近绝迹的原因主要有：
原因一：____________________________________（写化学方程式）；
原因二：____________________________________。
（2）项目①中，兴趣小组采用的是_______________分析法。
（3）试计算该热电厂每燃烧1 000 g煤理论上有多少克二氧化硫排放到空气中？
正确答案
（1）S+O2
（3）m(SO2)="1" 000 g×0.006 4%÷32×64="0.13" g
(1)根据题给信息①知，燃烧含硫煤，电厂排放气中含SO2，S+O2
(2)兴趣小组采用测量一定质量的燃料煤样品，燃烧后产生SO2的质量，计算出样品中含硫的质量分数，因此其采用的是质量分析法。
(3)由 S+O2
32 g 64 g
1 000 g×0.006 4% x
得x="1" 000 g×0.006 4%×64 g÷32 g="0.13" g
酸雨主要是大量燃烧含硫燃料放出的SO2所造成的。
（1）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
分析数据，完成下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是（用化学方程式表示）________________________________。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水混合，pH将变，原因是（用化学方程式表示）_______________________________________________________。
(2)英国的一项研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO2的浓度。在20世纪60—70年代间，由发电厂排出的SO2增加了35%，但由于建筑高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？简述其理由。
正确答案
（1）①SO2+H2O====H2SO3,2H2SO3+O2====2H2SO4
②小 H2SO3+HClO====H2SO4+HCl或SO2+2H2O+Cl2====H2SO4+2HCl
(2)不可取，因为SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨会造成对全球的危害
酸雨放置后pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致，雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应。
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