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- 2021-07-06 发布
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学业分层测评(二十一) 二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A.推广使用燃煤脱硫技术,防止SO2污染
B.实施绿化工程,防治可吸附性颗粒污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤的开采速度,增加化石燃料的供应量
【解析】 石油、煤等化石燃料燃烧时会产生SO2等大气污染物,不符合“蓝天工程”的要求。
【答案】 D
2.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是( )
A.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
B.向煤中加入适量石灰石,在燃烧时SO2最终生成CaSO3,可减少对大气的污染
C.汽车的排气管上装有“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2
D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量CO2、SO2,造成大气污染,从而使雨水pH=5.6
【解析】 A项,光导纤维制作原料为SiO2;B项,在燃烧时SO2最终被氧化为CaSO4;D项,酸雨的pH<5.6。
【答案】 C
3.SO2和NO2是主要的大气污染物。下列措施不能有效防止大气污染的是( )
A.将机动车尾气排放标准从国家Ⅱ号标准提高到国家Ⅲ号标准
B.采用强氧化剂将SO2氧化为SO3再排放到大气中
C.采用原煤脱硫技术,降低燃煤中硫的含量
D.向燃煤中加入适量石灰石,减少燃烧产物中SO2的量
【解析】 本题考查氮、硫氧化物的处理方法,将SO2氧化为SO3,不能减轻污染。
【答案】 B
4.下列因果关系不正确的是( )
选项
原因
结果
A
植树造林
温室效应
B
SO2和NO2大量排放
酸雨
6
C
汽车尾气的排放
光化学烟雾
D
含氮、磷等生活废水的大量排放
赤潮
【解析】 A项,温室效应是CO2的大量排放导致的,植树造林可降低空气中的CO2的浓度,缓解温室效应。B项,SO2和NO2等酸性气体的大量排放,会导致酸雨。C项,汽车尾气中含氮氧化物、碳氢化合物,可引起光化学烟雾。D项,氮、磷等营养元素可使水体富营养化,引起赤潮。
【答案】 A
5.在NO2与水的反应中,NO2的作用是( )
A.还原剂
B.氧化剂
C.既是氧化剂又是还原剂
D.既不是氧化剂又不是还原剂
【答案】 C
6.如右图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的气体不可能是( )
A.可能是N2与NO2的混合气体
B.可能是O2与NO2的混合气体
C.可能是NO与NO2的混合气体
D.可能是NO2一种气体
【解析】 根据化学方程式4NO2+2H2O+O2===4HNO3和4NO+2H2O+3O2===4HNO3可以看出一氧化氮与氧气按体积比4∶3可以完全充满,二氧化氮与氧气按体积比4∶1可以完全充满。但若有氮气,则水一定不会充满试管。
【答案】 A
7.在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.NO是该过程的中间产物
B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C.汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NO
6
D.汽力尾气的主要污染物是CO和NO
【解析】 NO2是该过程的中间产物;NO和O2的反应不需要催化剂;汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。
【答案】 D
8.某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是( )
A.肯定有SO2和NO
B.肯定没有O2和NO2,可能有Cl2
C.可能有Cl2和O2
D.肯定只有NO
【解析】 由于混合气体无色,所以没有Cl2、NO2;通入品红溶液后,品红褪色,则气体中有SO2;剩余气体排入空气中变为红棕色,说明混合气体中含有NO,没有O2,因为NO、O2不共存。
【答案】 A
9.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是( )
A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2
C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2
【解析】 可假设试管体积均为2V,则每种气体的体积均为V;当倒置于水槽中时:①中有反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,则剩余气体的体积V1=V;②中有反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则剩余O2的体积V2=V;③中气体与水不反应,故试管中气体体积V3=2 V。综上所述,V3>V1>V2。
【答案】 D
10.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应,特进行如下实验(如下图所示)。
图1 图2 图3
(1)图1两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图2中反应的现象是___________________________________________。
6
(3)图3中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________,说明NO2在该反应中显________性。
(4)由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式:____________________________________________________________。
【解析】 图3中反应生成的气体遇空气显红棕色,说明图2中反应生成了NO,即NO2和SO2反应,NO2转化为NO,表现氧化性,而SO2则表现还原性,被氧化,硫元素化合价升高,只能变成+6价,应转化为SO3。
【答案】 (1)下 (2)下瓶中的红棕色逐渐褪色,最终变为无色 (3)NO 氧化
(4)NO2+SO2===NO+SO3
11.形成酸雨的原理之一可简单表示如下:
回答下列问题:
(1)酸雨的pH________5.6(填“>”“<”或“=”)。
(2)D物质的化学式为________。
(3)反应②的化学方程式为______________________________________。
(4)现有某地含C酸雨水样1 m3,其中c(H+)=0.005 mol·L-1,若用生石灰处理该水样至中性,理论上需生石灰________kg。
【解析】 A为SO2,B为SO3,C为H2SO4,D为H2SO3,
(4)中CaO ~ H2SO4~2H+
0.056 kg 2 mol
m(CaO) 0.005 mol·L-1×1×103 L
解得:m(CaO)=0.14 kg。
【答案】 (1)< (2)H2SO3
(3)2SO2+O22SO3
(4)0.14
12.目前,汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素,尾气中所含的NO是如何产生的?说明原因并写出有关反应的化学方程式_______________________________________
_______________________________________________________________。
6
(2)NO对大气的影响之一是导致酸雨,用化学方程式表示NO形成酸雨的原因:______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)将CaCO3粉末喷洒到湖泊中,可消除酸雨对水质的影响,反应的离子方程式是___________________________________________________________
_____________________________________________________________。
【答案】 (1)在高温下或汽车火花塞放电时,空气中的N2和O2反应:N2+O22NO
(2)2NO+O2===2NO2、
3NO2+H2O===2HNO3+NO
(3)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
[能力提升]
13.对于3NO2+H2O===2HNO3+NO的反应,下列说法正确的是( )
A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.NO2是氧化剂,H2O是还原剂
D.在反应中若有6 mol NO2参与反应时,有3 mol 电子发生转移
【解析】 该反应中氮元素的化合价由+4变为+5和+2,所以生成硝酸的二氧化氮是还原剂,其化学计量数是2,生成NO的二氧化氮是氧化剂,其化学计量数是1,所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1∶2,故A正确;该反应中氧化产物是硝酸,还原产物是NO,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比是2∶1,故B错误;该反应中氮元素的化合价由+4变为+5和+2,所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂,水中各元素都不变,所以既不是氧化剂又不是还原剂,故C错误;在反应中若有6 mol NO2参与反应时,有4 mol电子发生转移,故D错误。
【答案】 A
14.为了探究几种气态氧化物的性质,某同学设计了以下实验:
用三只集气瓶收集二氧化硫、二氧化氮气体,倒置在水槽中。然后,分别缓慢通入适量氧气或氯气,如图所示。一段时间后,A、B装置中集气瓶充满溶液,C装置中集气瓶里还有气体。
(1)如果装置A中通入的氧气恰好使液体充满集气瓶,假设瓶内液体不扩散。
6
①写出A中总反应的化学方程式:________________________________
_______________________________________________________________。
②假设该实验条件下,气体摩尔体积为a L/mol,集气瓶中溶液的物质的量浓度为________。
(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊试液,通入氧气前后,实验现象变化可能为________________________;写出总反应化学方程式:__________________________________________________________________。
(3)溶液充满集气瓶后,在B水槽里滴加硝酸钡溶液,可能观察到的现象为________________;写出有关的离子方程式:________________________________;证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是___________________________________________________________
________________________________________________________________。
【解析】 (1)①A中先后发生反应:3NO2+2H2O===2HNO3+NO、2NO+O2===2NO2,总反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
②设充满NO2的集气瓶容积为V L,n(NO2)== mol,倒置于水槽中通入O2形成 mol HNO3,溶液体积也为V L,故集气瓶中HNO3浓度为:c(HNO3)== mol·L-1。
(2)H2SO3是中强酸,且浓度很小时酸性很弱,滴加紫色石蕊试液显浅红色,通入氧气后,H2SO3被氧化为H2SO4,酸性增强,石蕊试液所显红色变深。总反应化学方程式为2SO2+O2+2H2O===2H2SO4。
(3)氯气在水中将SO2氧化成H2SO4,H2SO4扩散到水槽中,与Ba(NO3)2反应,生成BaSO4沉淀。
【答案】 ①4NO2+O2+2H2O===4HNO3
② mol·L-1
(2)通氧气前,溶液浅红色,通氧气后,红色变深 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4
(3)产生白色沉淀 Cl2+SO2+2H2O===2Cl-+SO+4H+、Ba2++SO===BaSO4↓ 向待测液中滴加足量硝酸钡,振荡,静置,取上层清液,向其中滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,证明有氯离子存在
6
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