- 化学与资源开发利用
- 共19748题
(14分)阅读并完成以下各项内容:
SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg/L。
(1)酸雨是降水呈酸性(pH小于5.6)的统称,个别地方甚至低于2.1(食醋的pH=3)。引起酸雨的罪魁祸首是大气中的SO2和氮的氧化物。它们的主要来源是煤和石油的燃烧,全世界每年排放1.5亿吨的SO2。
①SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化,最终与雨水形成硫酸型酸雨。试写出这两个化学反应的方程式:________________ , 。
②汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中都含有氮的氧化物,全世界每年排放量约为5×107 kg。NO2溶于水生成 ________和NO。
③酸雨可导致的危害有________(填序号)。
A.腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎 C.造成洪涝灾害 D.恶化人类环境
④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料中的硫化物进行________,对废气中的氮的氧化物用________吸收。
(2)某化学兴趣小组选用下图实验装置,测定工业原料气(含SO2、N2、O2)中SO2的含量(已知碘能氧化H2SO3,生成H2SO4)。
①若原料气从左向右流时,上述装置连接的顺序是:原料气→________ (用字母和箭头表示)。
②装置②中发生反应的离子方程式为: ;
当装置②中出现________现象时,立即停止通气。
③你认为下列试剂中,可以用来代替试管中的碘的淀粉溶液的是________。
A.酸性KMnO4溶液 B.NaOH溶液 C.溴水 D.氨水
正确答案
(1)①2SO2+O22SO3,(1分)SO3+H2O
H2SO4(1分)
②硝酸(HNO3)(1分) ③A B D(1分)(填序号) ④脱硫(1分),NaOH溶液(1分)
(2)①原料气→c→d→b→a→e(2分)(用字母和箭头表示)
②SO2+I2+2H2O=4H++2I-+SO42-(2分)蓝色褪去(1分)③AC(1分)
考查化学与生化、生成及环境保护等。
(1)①SO2具有还原性,被氧化生成SO3,SO3溶于水即生成硫酸,方程式为
2SO2+O22SO3, SO3+H2O
H2SO4。
②NO2溶于水生成硝酸和NO。
③酸雨和洪涝灾害无关,其余是正确的,答案选ABD。
④要减少SO2的排放,必须进行脱硫处理。氮氧化合物可用氢氧化钠溶液吸收,以防止污染空气。
(2)①氧气和氮气不溶于水,可用通过排水法测量起体积。所以正确的顺序为原料气→c→d→b→a→e。
②根据反应物和生成物可知,反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=4H++2I-+SO42-.由于碘遇淀粉显蓝色,所以当溶液蓝色褪去时,即停止通气。
③四种物质都能吸收SO2,但氢氧化钠和氨水无法判断反应终点,而顺序高锰酸钾溶液或溴水都是有颜色的,可以判断终点。答案选AC。
(1)室内空气污染的主要来源之一是装修材料,如人造板材所使用的黏合剂、油漆、涂料等都会不同程度地释放出具有刺激性气味的____气体(填名称),这种气体超标,会危害人体健康。装修的石材中,含有一种威胁人类健康的放射性气体___(填名称)。
(2)自来水厂净水时,可加入____除去天然水中悬浮的杂质,工厂排出的酸性废水可用____法处理。
(3)在生态环境中,一些有害金属元素和有机物可以通过食物链,在不同的生物体内吸收后逐级传递,不断积累,使其浓度逐步____(填“增大”或“减小”),人们将这种现象称为 生物____。这种作用通过各种蔬菜、肉类和鱼类危害人类健康。
正确答案
(1)甲醛; 氡
(2)明矾(或铝盐或铁盐); 中和(或加碱)
(3)增大; 富集
保持洁净安全的生存环境已成为全人类的共识,人与自然要和谐相处。
① pH< 的雨水称为酸雨;工业中向煤中加入适量的 ,可以大大减少燃物产物中SO2的量。
②天然水中杂质较多,常需加入明矾,ClO2等物质处理后才能饮用。加入ClO2的作用是 ;加入明矾的作用______ 。
A.净水 B.消毒 C 软化硬水
正确答案
5.6 石灰石 B A
pH<5.6的雨水是酸雨。要减少SO2的排放,应该向煤中加入生石灰。ClO2具有氧化性,能杀菌消毒,答案选B。明矾溶于水电离出的铝离子水解生长氢氧化铝,能吸附水中的悬浮物,所以其净水剂的作用,答案选A。
(1)利用太阳能的方法之一,是将装有芒硝的密闭塑料管安装在房屋的外墙内,当太阳照射时,它能将太阳能转化为化学能,达到蓄热作用,使室内保持较低温度;晚上,它能将化学能转化为热能放出,使室内保持温暖。这种作用是利用了______反应(用化学方程式表示)。
(2)地球外层空间存在着微量的臭氧和氧原子。该臭氧能阻挡太阳的有害紫外线辐射。可是人为的大气污染会破坏臭氧层,如超音速飞机排放物含NO和NO2与O3及O2可发生:O3+NO=NO2+O2;O+NO2=NO+O2的反复循环反应,其总方程式为______,由此可见氮氧化物在破坏臭氧层过程中起到了_______作用。
正确答案
(1)Na2SO4+10H2ONa2SO4·10H2O+Q (2)O3+O→2O2,氮氧化物起了催化作用。
芒硝是一种结晶水合物,而结晶水合物受热后易失结晶水,以此思路,就可解题。联想已学过的“反复循环反应式”能叠加的原理,这样上述陌生方程式一经“叠加”就可得到O3+O→2O2。
(1)汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的作用之一是使CO与NO反应,生成两种无毒气体,试写出CO与NO反应的化学方程式: 。
(2) 经研究,光化学烟雾的有害物质中含有臭氧,其形成过程与二氧化氮有关,这个过程实际上包含了三个反应:①NO2NO+O、②2NO+O2= 2NO2、③O2+O = O3。则总反应可表示为 ,NO2在其中起了 作用。
正确答案
(1) 2CO + 2NO2CO2 + N2 (2) 2O2 = O3 + O ; 催化剂
试题分析:(1)CO与NO反应,生成两种无毒气体,所以根据原子守恒可知,生成物应该是氮气和CO2,因此CO与NO反应的化学方程式2CO + 2NO2CO2 + N2。
(2)将3个反应式合并即得到总反应式2O2= O3 + O,所以NO2起到催化剂的作用。
点评:该题是高考中的常见题型,属于基础性试题的考查。试题基础性强,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的逻辑推理能力,也有助于培养学生的环境保护意识。
(8分)我国目前使用最多的燃料是煤、石油、天然气,它们都是 燃料。造成环境污染的SO2,主要是燃烧 产生的,它与空气中的水蒸气结合可以变成 ,随雨降到地面,会使土壤 而伤害农作物。
正确答案
(8分) 化石 煤 H2SO4或H2SO3 酸化
试题分析:我国目前使用最多的燃料是煤、石油、天然气,它们都是化石燃料。造成环境污染的SO2,主要是燃烧煤产生的,它与空气中的水蒸气结合可以变成亚硫酸或硫酸,随雨降到地面,会使土壤酸化而伤害农作物。
点评:该题是基础性试题的考查,主要是巩固学生的基础知识,有利于培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,同时也有助于培养学生的环境保护意识和能源节约意识,增强学生的社会责任感。
汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。某同学为控制污染,对该反应进行研究。
⑴右图表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像,根据图像判断反应N2(g)+O2(g)2NO(g)为 (填“吸热”或“放热”)反应。
⑵2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则2000℃时该反应的平衡常数K= 。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol,则达到平衡后N2的转化率为 。
⑶为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。
写出上述变化中的总化学反应方程式: 。
正确答案
⑴吸热 ⑵ (0.11) 14.3% ⑶2NO+O2+4CO
4CO2+N2
根据图像T2温度可逆反应先达平衡,说明温度:T2>T1,T1向T2转变,即升温过程中,N2的体积分数减小,说明平衡正向移动,即正向为吸热反应
中共十八大报告提出:“大力推进生态文明建设”。
(1)向燃煤中加入石灰石作脱硫剂,可大大减少SO2的排放及酸雨的发生,用这种方法最终可将煤中的硫转化为 (填化学式)。
(2)自来水厂常用漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等作为消毒剂,杀灭水中的细菌。液氯注入水中后,能杀死水中细菌,写出反应的化学方程式 。
(3)对汽车加装尾气催化净化装置,使其中的有害气体NO、CO转化为无害气体,转化为CO2和 (填化学式)。
正确答案
(1) CaSO4
(2)Cl2+ H2OHCl + HClO
(3)N2
试题分析:(1)石灰石与煤中的硫反应生成CaSO4减少SO2的排放及酸雨的发生;
(2)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸有漂白杀菌的作用;
(3)CO转为CO2,NO还原变成N2。
酸雨给人类带来种种危害,严重威胁着生态环境。结合所学的化学知识,回答下列问题:
(1)称为酸雨的水溶液的pH范围是 ;
A. pH<7 B. pH<5.6 C. pH>5.6 D. pH<0
(2)下列气体过量排放,不会形成酸雨的是 ;
A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.二氧化氮 D.氯化氢
正确答案
(4分,每空2分)
(1) B (2) A
试题分析:(1)酸雨是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。故选B。(2)二氧化碳会造成温室效应。故选A。
点评:本题考查常见的空气污染物及酸雨的形成,注意从源头上减少污染,开发新能源、使用清洁能源,题目难度不大,把握化学与生活的关系即可解答。
为了获取大量的生活饮用水,自来水厂需要用适宜、高效的方法和流程将天然水悬浮物、致病细菌等有害成分降低到规定的含量。
(1)要达到上述目的,一般要经过的基本步骤是:①沉降、② 、③曝气、④ 。“曝气”的主要目的是 。
(2)在第①步中,下列物质可以使用的是 (用符号填空)。
A.明矾 B.膨润土 C.烧碱
(3)在将天然水制成生活饮用水的过程中,水中不需要除去的成分是 (至少答出一项)。
(4)在经过上述四个步骤的处理之后,如果水中Ca2+、Mg2+的含量超标,还要将水进行 。
正确答案
(1)过滤 消毒 增加水中的含氧量,加速水中有机物的分解
(2)AB
(3)对人体有益的矿物质等
(4)软化
在沉降之后必然是过滤。加消毒剂也是必不可少的步骤之一。“曝气”就是使水暴露在空气中,使水与空气接触的面积增大,增加水中的含氧量,以加速水中有机物的分解。明矾可做水的混凝剂,膨润土可做水的辅助混凝剂。对人体有益的矿物质等最好不要除去。降低水中Ca2+、Mg2+含量的过程叫做硬水的软化。
汽车的发明与使用,是人类智慧的杰出体现,它为人们的生活和生产带来了极大的方便,同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注。
(1)汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气,造成产生氮的氧化物的主要原因是( )
A.燃烧含氮化合物燃料引起的
B.燃烧含铅汽油引起的
C.是由于汽油燃烧不充分引起的
D.是汽缸中的N2被氧化生成的
(2)下列有关城市各项污染源与其造成的恶果对应关系正确的是( )
A.汽车尾气—光化学烟雾;工业废气—酸雨;工业废水—“公害病”
B.汽车尾气—酸雨;工业废气—“公害病”;工业废水—光化学烟雾
C.汽车尾气—“公害病”;工业废气—酸雨;工业废水—光化学烟雾
D.汽车尾气—光化学烟雾;工业废气—“公害病”;工业废水—酸雨
(3)一氧化氮和一氧化碳都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。现利用此反应,拟设计一种环保装置以消除汽车尾气对大气的污染。下列设计方案可以提高尾气处理效果的是________。
①选用适当的催化剂 ②提高装置的温度 ③降低装置的压强 ④在装置中装入碱石灰
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
(4)新型环保出租车采用LPG+汽油的双燃料系统,其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80%左右,缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题。下列物质中不属于上述有害气体的是________。
A.CO2和H2 B.NO2和NO
C.CO和SO2 D.C粒和含铅化合物
(5)所谓“绿色汽车”是指使用液化石油气等无污染或污染较小的能源作燃料的汽车。绿色汽车可避免有毒的铅、苯的同系物以及稠环芳烃的排放。燃烧等质量的液化石油气(主要成分是含C3~C4的烃)与汽油相比较________。
A.前者生成的水少
B.前者消耗氧气量少
C.前者燃烧产生的热量多
D.前者产生的含碳化合物种类少
(6)为了减少大气污染,许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类:一类是压缩天然气,另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分都是________。
A.碳水化合物 B.碳氢化合物
C.氢气 D.醇类
正确答案
(1)D (2)A (3)C (4)A (5)D (6)B
(1)汽车在工作时,发动机的活塞在汽缸中运行一个循环时要经过进气、压缩、点火燃烧和排气四个过程,在压缩和点火燃烧等过程中由于高压高温,故空气中N2和O2发生如下反应:N2+O22NO 2NO+O2=2NO2,生成污染大气的NO2、NO。
(2)可结合汽车尾气、废气、废水的主要成分及危害进行分析。
(3)由于以上“可逆”反应仅能“缓慢”发生,故可“催化”加速;由于正反应为放热过程,故温度不宜太高;由于正反应为气体总体积减小的反应,故不宜减压;装置中加入能与产物CO2反应的物质有利于平衡右移。
(4)CO2和H2均不属于有毒气体。
(5)抓住“绿色汽车”这一题眼。
(6)天然气(主要成分CH4)和液化石油气(主要成分为含有3~4个碳原子的烃)的主要成分都是碳氢化合物。
(15分)2009年12月7日一18日在丹麦首都哥本哈根召开的联合国气候会议,就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2L的密闭容器中,充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如右图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
②下列措施中一定不能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是: 。
(2)常温常压下,饱和CO 2水溶液的pH =5.6,c(H2CO3)=1.5 ×l0-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的电离平衡常数K= 。(已知:10 -5.6=2.5×l0-6)。
(3)标准状况下,将1.12LCO2通入100mL 1mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ;
(4)如图是乙醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,则a处通入的是 (填“乙醇”或“氧气”),b处电极上发生的电极反应是: 。
(5)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
正确答案
(1)①0.1125mol/(L·min) (3分。无单位或错误不给分,时间以秒为单位且正确也可) ②D(2分。多答不给分)
(2)4.2×10-7 (2分)
(3)c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+)(2分)
(4)乙醇(1分),O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- ( 2分)
(5)5.6×10—5mo1/L (3分)
略
(12分)我国西部大部分山区的许多村庄,仍以饮用未经任何处理的地表水为主,这些地表水受到不同程度的污染,对山区群众的身体健康造成不利影响。目前国务院和各级政府投入大量资金,采取积极措施为这些村庄建水厂、安装自来水管道,让群众喝上清洁、卫生的水。
(1)硬水可用 来区分。硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物,硬水会给生活和生产带来许多麻烦。生活中可用 来降低水的硬度.
(2)硬水在加热或久置时,会产生水垢[主要成分是Mg(OH)2和CaCO3],生活中可用适量稀盐酸除去热水瓶壁上的水垢,写出有关反应的化学方程式: 、 .
⑶自来水生产过程中,可用 方法除去水中不溶性杂质,同时还必须进行消毒杀菌。ClO2是一种新型的自来水消毒剂,其中氯元素与氧元素的质量比为: ,氯的原子结构示意图为 。
正确答案
(1) 肥皂水 ; 加热煮沸(各1分)
(2) Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O 、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (各2分).
⑶过滤; 71:64 ; (各2分)
(1)硬水中的Ca2+和Mg2+能和肥皂水反应生成难溶性沉淀,据此可以区分硬水。在加热的条件下,硬水中的Ca2+和Mg2+能形成碳酸钙和氢氧化镁沉淀,据此可以降低硬水的硬度。
(2)碳酸钙和氢氧化镁都能和盐酸反应,方程式分别是Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O 、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)水中不溶性杂质可以通过过滤除去。根据化学式ClO2可知氯元素与氧元素的质量比为35.5︰32=71︰64。氯原子是的质子数是17,所以原子结构示意图为。
(10 分)SO2和NOx的排放是造成酸雨的两大罪魁祸首。下图表示了某地区在1940~2002年间,空气中SO2和NOx含量因燃料燃烧、工业生产、交通运输以及其他因素的影响而发生变化的基本统计数据。
(1)结合上图数据,判断下列说法正确的是 ▲ 。
(2)在上图表示的历史进程中,由工业生产所导致的SO2的排放量明显地在逐年减少。请用化学方程式说明人类在为解决SO2污染问题中所进行的一个反应过程:
▲ 。
(3)汽车排放的尾气中含有未燃烧充分的CmHn、以及N2、CO2、NO、CO等。有人设计利用反应2NO + 2CO N2 + 2CO2将有害的污染物转化为可参与大气循环的N2和CO2。
在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/h
0
1
2
3
4
5
c(NO)/mol·L-1
1.00×10-3
4.5×10-4
2.5×10-4
1.5×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
c(CO)/mol·L-1
3.6×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3
在上述条件下反应能够自发进行,则反应的
▲ 0(“>”、“<”、“=”)。
在该温度下,反应的平衡常数K= ▲ 。
(4)某次降雨过程收集到10L的雨水,向雨水中滴加1mL6mol/L的H2O2,充分反应后测得溶液的pH="3.62" [c(H+) =2.4×10-4 mol/L ]),再向溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,经过滤、晾干、称重,得沉淀的质量为0.1864g。若假设雨水的酸性仅由NOx和SO2的排放所致。请计算排放在空气中的NOx和SO2的物质的量之比接近于 ▲ 。
正确答案
(1)BD
(2)CaCO3 + SO2CaSO3 + CO2或2CaCO3 + 2SO2 + O22CaSO4 + 2CO2
(3)< 5000
(4)1:1 (每空2分,共10分)
略
[2012·漳州质检](12分)2012年1月,广西河池龙江河段检测出重金属镉离子(Cd2+)含量超标,当地政府积极展开治污工作。聚合氯化铝可以将离子状态的镉固化,这是当前可采取治理镉污染的最有效方法。
已知:①煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物,煤矸石主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物。
②聚合氯化铝([Al2(OH)nCl6-n]m(1≤n≤5,m≤10),商业代号PAC)是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。
以煤矸石为原料,采用铝盐水解絮凝剂,制得聚合氯化铝的工艺流程如下:
回答下列相关问题:
(1)向反应器中加入混合酸(20%的硫酸和盐酸)酸浸,其目的是 。
(2)流程中残渣1可用于工业上制取粗硅,写出该反应的化学方程式 。
(3)流程中残渣2的主要成分是 ,确认该成分中阳离子的方法是 。
(4)聚合氯化铝除镉的原理是生成了氢氧化铝胶体吸附镉离子,确定已生成氢氧化铝胶体的方法可利用胶体性质中的 。
常温下以溶液pH为横坐标,Cd2+离子的除去率为纵坐标,实验结果如图所示,由图可知,Cd2+离子的除去率最高时,溶液的c(OH-)= 。
正确答案
(12分)(1)将煤矸石中的Al2O3、铁的氧化物转化为盐,与SiO2分离(或其它合理答案)
(2)SiO2+2C Si+2CO↑
(3)Fe(OH)3 取试样加入稀硫酸溶解,再加入KSCN溶液
(4)丁达尔效应(或丁达尔现象)
(5)1×10-5mol/L
(1)煤矸石中Al2O3、铁的氧化物能与酸反应生成溶于水的盐,而SiO2与酸不反应,因此,酸浸的目的是将煤矸石中的Al2O3、铁的氧化物转化为盐,从而与SiO2分离。
(2)残渣1是SiO2,由SiO2制取粗硅的化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑。
(3)残渣2的主要成分为Fe(OH)3,检验Fe(OH)3中的Fe3+时先用酸溶解,然后向所得的溶液中加入KSCN溶液。
(4)检验胶体最简单的方法是利用胶体性质中的丁达尔效应。
(5)Cd2+离子除去率最高时的pH为9,所以溶液的c(OH-)=1×10-5mol/L。
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