高中化学苏教版 (2019)必修 第一册专题4 硫与环境保护第三单元 防治二氧化硫对环境的污染同步达标检测题

第三单元　防治二氧化硫对环境的污染

基础巩固

1.二氧化硫是一种空气污染物。下列关于二氧化硫性质的描述不正确的是(　　)。

A.无色 

B.无味

C.易溶于水 

D.密度比空气的大

答案:B

解析:二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体,易溶于水,密度比空气的大。

2.二氧化硫是造成酸雨的主要成分之一,二氧化硫排放到空气中溶于水生成亚硫酸(H2SO3),其中亚硫酸中硫元素(S)的化合价为(　　)。

A.+2价 B.-2价 C.+4价 D. +6价

答案:C

解析:根据化合物中正、负化合价代数和为0可知,亚硫酸中氢和氧的化合价分别是+1价和-2价,所以硫的化合价是+4价。

3.如图是硫在自然界的循环,相关说法不正确的是(　　)。

A.大气中的硫可能以酸雨的形式进入土壤

B.煤和石油中的硫燃烧生成三氧化硫进入大气

C.化石燃料中的硫来自形成化石燃料的生物体

D.煤和石油燃烧产生的颗粒物可能是雾霾的成因之一

答案:B

解析:大气中的硫元素主要以SO2的形式存在,所以会以酸雨的形式进入土壤中;煤和石油中的硫燃烧生成的是二氧化硫,而不是三氧化硫;化石燃料中硫的来源主要是形成化石燃料的生物体;煤和石油燃烧产生的颗粒物可以形成雾霾。

4.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法正确的是(　　)。

A.含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环

B.硫循环中硫的化合物均为无机物

C.上述硫循环中硫元素均被氧化

D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放

答案:A

解析:硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化成植物R1—S—R2,含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环,故A正确; 硫循环中硫的化合物有含硫的有机物,不全是无机物,故B错误;含硫杆菌及好氧/厌氧菌将硫酸盐、亚硫酸盐中的硫还原成R1-S-R2,硫循环中硫元素有时被氧化,有时被还原,故C错误;烧煤时加石灰石,可减少酸雨排放,但生成二氧化碳,增加温室气体的排放,故D错误。

5.近几年,“PM2.5”一词备受关注。PM2.5是指大气中直径≤2.5 μm的颗粒物,由于它粒径很小,所以对人体健康的危害很大。下列与PM2.5相关的说法错误的是(　　)。

A.PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多

B.PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一

C.燃烧树叶、秸秆和燃放烟花、爆竹都会产生PM2.5

D.PM2.5专用口罩使用了活性炭,是利用了活性炭的吸附性

答案:A

解析:A项,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物,而分子直径的数量级为1m,所以PM2.5的颗粒大小与分子大小相差很大,错误。

6.化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　)。

A.PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物

B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染

C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放

D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料

答案:C

解析:PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物,也称为细颗粒物,A项正确;绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染,B项正确;燃煤中加入CaO是为了除去煤燃烧生成的SO2,可减少酸雨的形成,但不能减少温室气体的排放,C项错误;天然气和液化石油气完全燃烧的产物是CO2和H2O,属于清洁燃料,D项正确。

7.酸雨对自然界的危害很大,下列有关酸雨的说法不正确的是(　　)。

A.汽车尾气是形成酸雨的原因之一

B.酸雨既能腐蚀建筑物也能破坏农作物

C.煅烧石灰石产生的CO2是形成酸雨的主要物质

D.用天然气代替含硫的煤作燃料可减少酸雨的形成

答案:C

解析:汽车尾气含有的二氧化硫和氮氧化物,是形成酸雨的主要物质,所以汽车尾气是形成酸雨的原因之一,A正确;酸雨具有酸性,能腐蚀建筑物,能破坏农作物的生长环境,B正确;煅烧石灰石产生的二氧化碳是形成温室效应的气体,不是形成酸雨的主要物质,C错误;天然气的主要成分是甲烷,使用天然气,可以减少二氧化硫的排放,减少酸雨,D正确。

8.二氧化硫是形成酸雨的“罪魁祸首”,为了保护环境,应减少二氧化硫在大气中的排放。请回答下列问题:

(1)二氧化硫与水反应可生成亚硫酸,那么二氧化硫是电解质还是非电解质?　　　　。 

(2)工业尾气中的二氧化硫常用氢氧化钠溶液吸收,生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠:

①亚硫酸钠溶于水的电离方程式是　　　　　　　　　　　　　　　; 

②亚硫酸氢钠溶于水的电离方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)二氧化硫在催化剂的作用下可被氧气氧化成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸:

①三氧化硫是电解质还是非电解质?　　　　; 

②氧气属于电解质或非电解质吗?　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)三氧化硫与氢氧化钠溶液反应可生成硫酸氢钠:

①硫酸氢钠溶于水的电离方程式是　　　　　　　　　　　　　　　; 

②硫酸氢钠是酸吗?　　　　　　。 

答案:(1)非电解质

(2)①Na2SO32Na++S

②NaHSO3Na++HS

(3)①非电解质　②既不是电解质也不是非电解质

(4)①NaHSO4Na++H++S　②不是酸

解析:(1)二氧化硫与水反应可生成亚硫酸,亚硫酸电离产生自由移动的离子,所以亚硫酸是电解质;离子不是二氧化硫电离产生,该物质是由化合物分子构成,在熔融状态下不能导电,所以它是非电解质。

(2)①亚硫酸钠是可溶性盐,溶于水完全电离产生Na+、S,所以其电离方程式是Na2SO32Na++S。

②亚硫酸氢钠是弱酸亚硫酸的酸式盐,溶于水电离产生Na+、HS,所以其电离方程式是NaHSO3Na++HS。

(3)①三氧化硫是由分子构成的物质,在熔融状态下不能导电,所以三氧化硫是非电解质。

②氧气属于单质,电解质、非电解质都是化合物,所以氧气既不是电解质也不是非电解质。

(4)①硫酸氢钠是强酸硫酸与NaOH不完全中和的产物,溶于水电离产生Na+、H+、S,所以它的电离方程式是NaHSO4Na++H++S。

②硫酸氢钠是盐,电离产生H+,但是它不属于酸。

9.向氢氧化钠溶液中慢慢地通入二氧化硫气体,反应生成正盐,当继续通入过量二氧化硫时,正盐便转化成酸式盐。

(1)写出上述反应的化学方程式:①　　　　　　　　　　　　　　　; 

②　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)标准状况下,向100 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液中通入3.36 L二氧化硫气体,反应后溶液中溶质的成分为　　　　　。 

(3)试计算,在标准状况下,100 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液中最多可吸收　　　　 L二氧化硫气体。 

答案:(1)①SO2+2NaOHNa2SO3+H2O

②Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3

(2)Na2SO3、NaHSO3　

(3)4.48

解析:(1)向氢氧化钠溶液中慢慢地通入二氧化硫气体,开始氢氧化钠过量,发生反应:SO2+2NaOHNa2SO3+H2O,生成正盐Na2SO3;继续通入过量二氧化硫时,发生反应:Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3,生成酸式盐NaHSO3。

(2)100mL2mol·L-1的NaOH溶液中n(NaOH)=0.1L×2mol·L-1=0.2mol,标准状况下,3.36LSO2气体的物质的量n(SO2)==0.15mol,n(NaOH)∶n(SO2)=0.2mol∶0.15mol=1∶0.75,故发生反应SO2+2NaOHNa2SO3+H2O,SO2+NaOHNaHSO3,NaOH、SO2无剩余,溶液中溶质为Na2SO3、NaHSO3。

(3)100mL2mol·L-1的NaOH溶液中n(NaOH)=0.2mol,当NaOH溶液反应吸收最多体积二氧化硫气体时,发生的反应为SO2+NaOHNaHSO3,吸收的二氧化硫的物质的量为0.2mol,在标准状况下SO2的体积为22.4L·mol-1×0.2mol=4.48L。

能力提升

1.(双选)绿色植物是天然的空气“净化器”,研究发现,1公顷柳杉每月可以吸收160 kg SO2,则下列说法正确的是(　　)。

A.1公顷柳杉每月可以吸收2.5 mol SO2

B.SO2为酸性氧化物,可以用熟石灰吸收

C.大气中的SO2主要来源于煤的燃烧,可以判断煤中S元素的化合价应低于+4价

D.二氧化碳与二氧化硫均为酸性氧化物,均可以与氢氧化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液反应

答案:BC

解析:1公顷柳杉每月可以吸收160kgSO2,其物质的量为2500mol,A项错误;SO2为酸性氧化物,可以用熟石灰吸收,B项正确;大气中的SO2主要来源于煤的燃烧,可以判断煤中S元素的化合价应低于+4价,C项正确;CO2不与酸性高锰酸钾溶液反应,D项错误。

2.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下:

下列有关说法不正确的是(　　)。

A.光照是酸雨形成的必要条件之一

B.所涉及的变化均为氧化还原反应

C.污染指数越高,形成酸雨的速率越快

D.优化能源结构能有效遏制酸雨污染

答案:B

解析:由图示可知,酸雨形成的两个途径中都需要光照的条件,A正确;三氧化硫与水反应生成硫酸,没有化合价变化,不属于氧化还原反应,B错误;污染指数越高则二氧化硫含量越高,所以形成酸雨的速率越快,C正确;优化能源结构能减少化石燃料的使用,所以排放的二氧化硫含量少,能有效遏制酸雨污染,D正确。

3.天然气是应用广泛的燃料,但含有少量H2S等气体。在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)。

A.过程甲中发生反应的离子方程式为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+

B.脱硫过程O2间接氧化H2S

C.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液

D.过程乙发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O

答案:C

解析:根据原理图,过程甲中硫酸铁与硫化氢反应生成硫酸亚铁、单质硫,则反应的离子方程式为2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+,A正确;过程乙是氧气氧化亚铁离子为铁离子,过程甲是铁离子氧化硫化氢,则脱硫过程O2间接氧化H2S,B正确;该脱硫过程,Fe3+、Fe2+相互转化,不需要添加Fe2(SO4)3溶液,C错误;过程乙是氧气氧化亚铁离子为铁离子,发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,D正确。

4.对某次酸雨成分的分析数据如表,此次酸雨中c(H+)约为(　　)。

A.1×10-3 mol·L-1 

B.1×10-4 mol·L-1

C.1×10-5 mol·L-1 

D.1×10-6 mol·L-1

答案:B

解析:溶液中阴、阳离子所带电荷总数相等,则c(N)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(N)+2×c(S),即2.0×10-5mol·L-1+1.9×10-5mol·L-1+c(H+)=6.0×10-5mol·L-1+2.3×10-5mol·L-1+2×2.8×10-5mol·L-1,解得c(H+)=10-4mol·L-1,则酸雨的pH=4。

5.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)结合你所学的化学知识,你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是 　　　　　　　　　　　　　 (写出一条即可)。

答案:(1)2H2SO3+ O22H2SO4

(2)改变能源结构,开发新能源(答案合理即可)