高中化学保护水资源试题

研究二氧化硫、氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义。
（1）煤燃烧产生的烟气中含有（SO₂、CO₂、PM2.5等），将烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有          。（填写字母编号）

A．温室效应

B．酸雨

C．粉尘污染

D．水体富营养化

将含有SO₂的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，在废气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为             。
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为                。
（2）有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法，工艺流程如下：
   工业生产中，步骤③的反应条件为                。
该工艺中物质D可以作为原料循环利用，它的化学式为               。
写出步骤②反应的离子方程式                                     。
（3）汽车尾气中含有的氮氧化物（NO_x）能形成酸雨，写出NO₂转化为HNO₃的化学方程式                       。当尾气中空气不足时，NO_X在催化转化器中被还原成N₂排出，写出NO被CO还原的化学方程式_                                   。
（4）工业上常用Na₂CO₃溶液处理氮的氧化物。
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应  
NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂       
2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂     
现用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合气体8.96L，混合气体中NO和NO₂的体积比为1：3，则吸收过程中产生气体在标准状况下的体积为                。

(14分)中国环境监测总站数据显示，颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^-	Cl^－
浓度/mol•L^－1	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH ＝_____________ 。
（2）NO_x是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：
①N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)  △H＝    。
②当尾气中空气不足时，NO_x在催化转化器中被还原成N₂排出。写出NO被CO还原的化学方程式                        。
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应               。
②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是____________。
③检验产物中含有硫酸的方法是___________________。

利用转炉煤气[CO（60~80%）、CO₂（15~20%）及微量N₂等]及硫酸工业尾气中的SO₂，既能净化尾气，又能获得保险粉（Na₂S₂O₄），其部分工艺流程如下：

（1）转炉炼钢时，存在反应：，其平衡常数表达式为K=        。
（2）煤气净化时，先用水洗再用NaOH溶液洗涤，其目的是          。
（3）从滤液中回收甲醇的操作方法是         ；还可回收的盐类物质是       （只写一种化学式）。
（4）合成保险粉反应的化学方程式为         。
（5）保险粉、H₂O₂均可用于纸桨漂白剂，写出保险粉与过量的H₂O₂在水溶液中反应生成硫酸盐等物质的离子方程式           。

SO₂和NO_x都是大气污染物。
（1）直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的过程                        。
（2）右表是某小组同学测得的不同天气情况下的某县城空气中SO₂的平均含量。请你分析雨后或风速较大时SO₂平均含量较低的原因：

①雨后：_________________；
②风速较大时：____________________。
（3）洗涤含SO₂的烟气。以下物质不能作为洗涤剂的是________（填字母序号）。
a．熟石灰    b．纯碱    c．CaCl₂     d．NaHSO₃
（4）煤燃烧前需进行脱硫处理，某种脱硫技术的基本原理如下：

①该技术的第一步反应的离子方程式为              。
②处理1 kg含80% FeS₂的黄铁矿，第二步消耗O₂（标况）的体积为         L（保留一位小数）。
（5）某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成，用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品，所得物质的浓度随时间的变化如图所示。由图可知，光化学烟雾是指等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾。

（6）氧化—还原法消除NO_x的转化如下：

①反应Ⅰ为NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂（标况）时，转移电子的物质的量是          mol。
②反应Ⅱ中，反应的化学方程式是              。
（7）利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如下图所示：

NO₂被吸收的离子方程式是                       。

白色污染的危害主要有   
①破坏土壤结构、降低土壤肥效②焚烧产生有毒气体，污染环境③释放出氟氯代烷破坏臭氧层④危害动物⑤加剧温室效应⑥引起赤潮

A．全部

B．①②③④⑤

C．③④⑤⑥

D．①②⑤⑥

(15分)【化学——选修2  化学与技术】
碘酸钾是一种白色结晶，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘；在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如图所示，在反应器中发生反应的化学方程式为：6I₂ + 11KClO₃ + 3H₂O=====6KH(IO₃)₂ + 5KCl + 3Cl₂

试回答下列问题：
（1）步骤① 反应器发生的反应中，转移电子总数为                       
（2）步骤② 中，用硝酸而不用HI，其原因可能是                       
（3）步骤③ 要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为                       
（4）实验中涉及两次过滤，在实验室进行过滤实验中，用到的玻璃仪器有                       
（5）步骤⑧ 用氢氧化钾调节溶液的pH，反应的化学方程式为：                       
（6）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤⑾得到碘酸钾晶体，你建议的方法是                       

某工业废水中仅含下表离子中的5种（不考虑水的电离及离子的水解），且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

阳离子	K^+ Cu^2+   Fe^3+   Al^3+   Fe^2+
阴离子	Cl^-CO3^2-  NO3^-  SO4^2-  SiO3^2-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。
Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ． 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
（1）仅由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是          （写离子符号）。
（2）Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的的离子方程式是_________________________。
（3）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为
_______________________________________________________________
（4）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是          ，阴离子是             。（写离子符号）
（5）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下是乙同学针对含不同污染物的废水提出的处理措施和方法，其中正确的是__________________。

选项	污染物	处理措施	方法类别
A	废酸	加生石灰中和	物理法
B	Cu^2+等重金属离子	加硫酸盐沉降	化学法
C	含复杂有机物的废水	通过微生物代谢	物理法
D	碱性的废水	用CO2来中和	化学法

化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是

A．为测定熔融氢氧化钠的导电性，可将氢氧化钠固体放在石英坩埚中加热熔化

B．采取“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”等方法，可提高空气质量

C．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，通常用电解氯化铝的方法制取铝

D．DNOP（邻苯二甲酸二辛酯）是一种由邻苯二甲酸和正辛醇经酯化反应而得的一种酯类有机化合物，常用作增塑剂、溶剂以及气相色谱固定液，对人体无害，可用作食品添加剂

联合国气候变化大会于2010年11月在墨西哥召开。“减碳”措施之一是节能。下列制氢方法最节能的是       （   ）

A．金属钠与水反应：2Na+2H2O→2NaOH+H2

B．焦炭与水反应：C+H2O→CO+H2

C．太阳能光催化分解水：2H2O→2H2+O2

D．天然气与水反应：CH4+H2O→CO+3H2

水处理主要包括水的净化、污水处理、硬水软化和海水淡化等。
(1)水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子。目前________和________是主要的去离子方法。
(2)ClO₂是一种性能优良的消毒剂，可将废水中少量的S^2-、NO₂^-和CN^－等有毒有害的还原性离子氧化除去。请写出ClO₂将废水中剧毒的CN^－氧化成无毒气体的离子方程式________。
(3)地下水往往含有钙、镁的碳酸盐，自来水厂需要对地下水进行________处理。把进行过离子交換的CaR₂(或MgR₂)型树脂置于______中浸泡一段时间后便可再生。
(4)海水的淡化是除去海水中所含的盐分，右面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含有Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等离子，电极为惰性电极。请回答：

①阳离子交换膜是指________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式________________。

环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列对应关系错误的是：

	环境问题	造成环境问题的主要物质
A	酸雨	二氧化硫
B	白色污染	二氧化硅
C	温室效应	二氧化碳
D	臭氧层空洞	氟氯烃

 

“绿色奥运”是北京2008奥运会的三大主题之一，使用清洁能源，防治交通污染，改善空气质量，加速建设污水处理和回收工程，防止固体废弃物污染，植树造林，促进生态良性循环等，是北京实现“绿色奥运”主要工作。北京申奥时向国际奥委会承诺：位于北京城西的首都钢铁公司在2008年前迁出。
（1）首钢为什么会对北京市区环境造成污染？
（2）其主要的大气污染物各是怎样形成的（写出必要的化学方程式）？
（3）请用化学方程式表示其中任意一种污染物对北京造成的危害。

2011年12月13日，加拿大正式宣布将退出《京都议定书》，这使CO₂的排放问题再次成为了热点。当空气中CO₂的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。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。
I．最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，在一定条件下与H₂反应，使之变为可再生燃料甲醇。其流程如下：

①上述流程中碳酸钾溶液所起的作用是                    。
②在分解池中发生的反应为                     (写出化学方程式)。
Ⅱ．碳酸钾是重要的无机化工、医药、轻工原料之一，主要用于医药、玻璃、染料等工业, 可用作气体吸附剂，干粉灭火剂，橡胶防老剂等。
已知：CO₂、碳酸盐、碳酸氢盐的部分性质如下：
CO₂(过量)＋OH^－=HCO₃^－   HCO₃^－＋OH^－=CO₃^2－＋H₂O
CO₃^2－与H^＋反应生成CO₂分两步：
CO₃^2－＋H^＋=HCO₃^－；HCO₃^－＋H^＋=H₂O＋CO₂↑
①小王同学在实验室用如图所示的装置和药品制取K₂CO₃溶液。

他所制得的溶液中可能含有的杂质是                      。
②该同学在数字实验室中用传感器对碳酸钾和碳酸氢钾的混合物样品进行成分测定，他分别称取三份不同质量的混合物样品，配成稀溶液，然后分别逐滴加入相同浓度的50 ml硫酸，测得如下数据：
实验编号                       1              2            3
混合物的质量/g                 3.76           4.70         8.46
硫酸溶液的体积/mL              50.00          50.00        50.00
生成二氧化碳的物质的量/mol     0.03           0.0375       0.03
试计算：该混合固体中K₂CO₃与KHCO₃的物质的量之比是       所用硫酸的物质的量浓度为      mol•L^－1。

PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol•L^-1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据计算PM2.5试样的pH               。
（2）NO_x汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

则N₂和O₂反应生成NO的热化学反应方程式为
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应：
②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极，KOH溶液作为电解质溶液，负极的电极反应式_     _。

水处理主要包括水的净化、污水处理、硬水软化和海水淡化等。
（1）水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子。目前，_______ 和_______是主要的去离子方法。
（2）根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法。

①废水I若采用CO₂处理，离子方程式是_______。
②废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的c(HCO₃^－)越大，净水效果越好，这是因为________。
③废水III中的汞元素存在如下转化（在空格上填相应的化学式）：Hg^2＋＋_______=CH₃Hg^＋＋H^＋。我国规定，Hg^2＋的排放标准不能超过0. 05 mg/L。若某工厂排放的废水1L中含，是否达到了排放标准_______（填“是”或“否”）。
④废水Ⅳ常用Cl₂氧化CN^－成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为____________
（3）地下水往往含有钙、镁的碳酸盐，自来水厂需要对地下水进行________处理。把进行过离子交换的CaR₂（或MgR₂）型树脂置于_______中浸泡一段时间后便可再生。
（4）海水的淡化是除去海水中所含的盐分，如图是海水中利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含有Na^＋、Cl^－、Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等离子，电极为惰性电极。请回答：

①阳离子交换膜是指____（填“A”或“B”）。②写出通电后阳极区的电极反应式____。