高中化学保护水资源填空题

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空：
(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是         (填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠      g(保留一位小数)；如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数)，被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠       g(保留一位小数)。
(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。
石灰—石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为：SO₂+Ca(OH)₂=CaSO₃↓+H₂O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO₃+O₂+4H₂O=2CaSO₄·2H₂O。其流程如下图：


碱法的吸收反应为SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图：

已知：

试剂	Ca(OH)2	NaOH
价格(元/kg)	0.36	2.9
吸收SO2的成本(元/mol)	0.027	0.232

 
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                 。和碱法相比，石灰-石膏法的优点是             ，缺点是                。
(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。

电镀厂镀铜废水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-离子,需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理， 回答下列问题：

（1）上述处理废水流程中主要使用的方法是     。
（2）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为    。
（3）步骤③中，每处理0.4mol Cr₂O₇^2-时转移电子2.4mol，该反应离子方程式为      。
（4）取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，再加Na₂S溶液， 蓝色沉淀转化成黑色沉淀，请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因    。
（5）目前处理酸性Cr₂O₇^2-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO₄·7H₂O将Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，调节pH，Fe、Cr转化成相当于(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，下列结论正确的是      。

A．x ="0.5" ,a =8

B．x ="0.5" ,a = 10

C．x =" 1.5" ,a =8

D．x =" 1.5" ,a = 10

中国环境监测总站数据显示，颗粒物(PM_2.5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PM_2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
⑴ 将PM_2.5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PM_2.5待测试样的pH ＝　       　。
⑵ 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：

① N₂(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 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO(g)＝2C(s)＋O₂(g),已知该反应的△H＞0，该设想能否实现？　  　。
⑶ 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 用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH）表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：Ni(OH)₂＋MNiO(OH)＋MH，电池放电时，负极电极反应式为　                                　； 充电完成时，全部转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极电极反应式为　　　　　    　　    　。

分析以下两个案例，回答后面问题。
(1)某城镇生产、生活的分布情况如图所示，河流中W、X、Y、Z处某次水样抽测结果如表所示。

地点 项目	W	X	Y	Z
水温/℃	15	18	26	25
pH	6	8	5	5
溶解氧量/(mg·L^－1)	11	9	7	3

①导致X、Y处水样pH变化的原因可能是______________________________；
②Z处鱼类大量减少，产生这种现象的原因可能是_________________________。
(2)某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe₂O₃、还含有SiO₂等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区建设大型炼铁厂。

①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系。据此确定上图中相应工厂的名称A________、B________、C________、D________；
②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式_____________________________________________________________；
③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有____________(列举2种即可)。

某自来水厂利用河水处理成自来水的工艺流程示意图如下图所示：

提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液、NaOH溶液、生石灰、CCl₄、BaCl₂溶液、KOH溶液
（1）为除去水中含有的Ca^2＋、Mg^2＋、HCO₃^-、Cl^－、SO₄^2-，试剂a代表两种化学物质，主要是除去水中SO₄^2-、Mg^2＋和HCO₃^-，这两种试剂是________和________(只填化学式)。
（2）凝聚剂A常用FeSO₄·7H₂O，最终生成红褐色胶体沉淀，该胶状沉淀的化学式为________，可以除去其中的悬浮固体颗粒，该过程是________(填序号)。
A．只有物理变化，无化学变化
B．只有化学变化，无物理变化
C．既有化学变化，又有物理变化
（3）通入CO₂的目的是__________和__________。
（4）传统的氧化剂是Cl₂，现代工艺用ClO₂取代Cl₂，通入ClO₂的作用是________________________；优点是________________________________。
（5）离子交换柱X、Y中有一种是H^＋型交换柱，另一种是OH^－型离子交换柱，目的是除去水中残留的杂质离子，则X应是哪种交换柱？________(填“H^＋型”或“OH^－型”)；如果两个交换柱位置颠倒会产生什么后果？_______________________________________
________________________________________________________________________。

水处理技术在生产、生活中应用广泛。
（1）工业上常用绿矾作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加入绿矾。请解释这一做法的原因：_______________________________________________________________________。
(用必要的离子方程式和文字做答)
（2）根据水中Ca^2＋、Mg^2＋的多少，把天然水分为硬水和软水，硬水必须经过软化才能使用。①硬水软化的方法通常有________、________和离子交换法。离子交换树脂使用一段时间后，逐渐由NaR型变为CaR₂(或MgR₂)型，而失去交换能力。把CaR₂(或MgR₂)型树脂置于________中浸泡一段时间，便可再生。
②当洗涤用水硬度较大时，洗衣粉与肥皂相比，________洗涤效果较好，原因是________________________________________________________________________。
（3）我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中，当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性炭，活性炭的作用是________________________________________。
（4）若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脱氮工艺进行处理。首先在硝化细菌作用下将NH₄⁺氧化为NO₃^-：________NH₄⁺＋________O₂=________NO₃^-＋________H^＋＋______H₂O，然后，加入甲醇与NO₃^-生成N₂：______NO₃^-＋______CH₃OH=________N₂↑＋________CO₂↑＋________H₂O＋________OH^－。
试配平以上两个离子方程式。

（1）火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸。

请回答下列问题：
①为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装             （填设备名称）。吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是                         。
②为使硫黄充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO₂转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为       。假设接触室中SO₂的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为       。（空气中氧气的体积分数按0.2计），该尾气的处理方法是                                                     _。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是       （可多选）。
A．耗氧量减少
B．二氧化硫的转化率提高
C．产生的废气减少
D．不需要使用催化剂
（2）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面       （可多选）。
A．橡胶的硫化
B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
D．过磷酸钙的制备
（3）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO₂的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO₂的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式                                                                                                                                               。

煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识，解答下列问题：
（1）煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。煤的液化技术又分为          和               
（2）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示：

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为                       ；第二步反应的离子方程式为                 。
（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、             、              等。
（4）湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO₂与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：______________________。
②用石灰石浆液作SO₂吸收剂而不用熟石灰吸收SO₂的原因是：_________________________
③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是____________________________________  。
（5）某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO₄·xH₂O)即测定x值，做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2．72g后不再改变。①石膏的化学式为_______________。②图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。

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____。

垃圾焚烧发电产生的烟气中含烟尘、二氧化硫、氮氧化物、氯化氢等有害物质，某处理流程如下：

（1）麻石洗涤塔中设置多层格栅，上面放置大量耐酸碱塑料小球，塔内设置多层上喷下淋水嘴，“烟气”从塔底进入，目的是_____________________________________________。
（2）若NO₂和NO气体以物质的量之比1∶1混合通入石灰水中，发生氧化还原反应生成一种正盐和水，请写出该反应的化学方程式：_________________________________________；
已知此正盐的水溶液呈碱性，用离子方程式表示：__________________________________。
（3）废液在沉淀池中慢慢沉降，沉淀主要含________；在回收再生池中加入NaOH固体的作用是___________________________________________。
（4）环境检测部门测量处理前后烟气中烟尘的含量见下表：

项　目	监测结果	国标号
处理前	处理后	GWKB3－2000
烟尘（mg·m^－3）	13 929.0	61.0	80

 
简述其获得监测结果中的数据使用的测定方法：__________________________________。

海水是宝贵的自然资源．利用海水水可以得到一系列产品．也可以进行废气处理。
（1）利用氯碱工业产品处理含SO₂的烟气的流程如下：

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是                   .
②上述流程中循环利用的物质是               。
（2）利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧排放的SO₂造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示：

天然海水吸收含硫的烟气后．需要用氧气进行氧化处理．其反应原理的化学方程式是         ；氧化后的海水需要加入氢氧化钠．与之混合后才能排放．该操作的主要目的是        。
（3）从海水中捉纯粗盐后的母液中含有K⁺、Na⁺、Mg²⁺等阳离子．对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
①从离子反席的角度思考．在母液中加入石灰乳所起的作用是             。
②要利用MgCl₂·6H₂O制得尢水氯化镁．应采取的措施是             。
③电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁．下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是      （填字母）。
A．Ar   B．CO₂    C 空气    D．O₂    E．水蒸气

水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。
（1）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。以下处理措施和方法都正确的是________（填字母编号，可多选）。

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	含纯碱的废水	加石灰水反应	化学法

 
（2）下图是某市污水处理的工艺流程示意图：

① 下列物质中不可以作为混凝剂（沉降剂）使用的是        （填字母编号，可多选）。
A.偏铝酸钠      B.氧化铝      C.碱式氯化铝       D.氯化铁
② 混凝剂除去悬浮物质的过程是         （填字母编号）。
A．只是物理过程    B. 只是化学过程    C. 是物理和化学过程
（3）在氯氧化法处理含CN^一的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L^-1。现用氯氧化法处理，发生如下反应：
KCN + 2KOH + Cl₂ =" KOCN" + 2KCl + H₂O 再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氯化为氮气。请配平下列化学方程式：口KOCN + 口KOH + 口Cl₂→口CO₂ + 口N₂ + 口KCl + 口H₂O若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯        g。

煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识，解答下列问题：
（1）煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。煤的液化技术又分为        和        。
（2）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示：

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为                       ，
第二步反应的离子方程式为                                            。
（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、             、              等。
（4）湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO₂与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：__________________________________。
②用石灰石浆液作SO₂吸收剂而不用熟石灰吸收SO₂的原因是：______________________________。
③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是___________________________________________________。
（5）某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO₄·xH₂O)即测定x值，做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。①石膏的化学式为_______________。②图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。

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                。

水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。
（1）下列项目：色度、浊度、pH、某些金属离子、氯离子、硫酸根离子、氮和磷的化合物、         、生化需氧量等都是评价水质需要检测的项目，其中生化需氧量主要是检测水体中             （填“哪类物质”）消耗氧气的量。
（2）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。以下处理措施和方法都正确的是________（填字母编号，可多选）。

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	含纯碱的废水	加石灰水反应	化学法

 
（3）下图是某市污水处理的工艺流程示意图：

① 下列物质中不可以作为混凝剂（沉降剂）使用的是        （填字母编号，可多选）。
A.偏铝酸钠      B.氧化铝      C.碱式氯化铝       D.氯化铁
② 混凝剂除去悬浮物质的过程是         （填字母编号）。
A．只是物理过程    B. 只是化学过程    C. 是物理和化学过程
（4）在氯氧化法处理含CN^一的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L^-1。现用氯氧化法处理，发生如下反应：
KCN + 2KOH + Cl₂ =" KOCN" + 2KCl + H₂O 再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氯化为氮气。请配平下列化学方程式：口KOCN + 口KOH + 口Cl₂→ 口CO₂ + 口N₂ + 口KCl + 口H₂O若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯        g。