第四章 专项特训2　非金属及其化合物对环境的影响

专项特训2　非金属及其化合物对环境的影响

一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。

1．我国计划在2030年实现“碳达峰”，体现了对解决全球环境问题的大国担当。下列说法正确的是(　　)

A．利用火力发电，减少CO2的排放

B．燃煤中加入CaO减少CO2气体的排放

C．采取节能低碳生活方式，禁止使用化石燃料

D．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，实现CO2的资源化利用

答案　D

解析　利用火力发电，会增加煤炭的燃烧，不利于减少CO2的排放，故A错误；CaO和CO2高温下几乎不反应，因此燃煤中加入CaO不能减少CO2气体的排放，故B错误；采取节能低碳生活方式，不能禁止使用化石燃料，只能尽量使用新能源代替化石燃料，故C错误。

2．目前，O3污染已经引起社会越来越多的关注，对流层中由氮氧化物参与的臭氧循环如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．O3具有强还原性

B．O3是工业生产中直接排放的污染物

C．大气中O3的浓度通常冬季比夏季的大

D．控制氮氧化物等污染物排放可有效防止臭氧污染

答案　D

解析　O3具有强氧化性，A错误；臭氧污染是排放到空气中的氮氧化物引起的二次污染，O3不是工业生产中直接排放的污染物，B错误；夏季太阳辐射强，温度高，有利于NO2光解为NO和O，O与O2结合生成O3，所以夏季大气中O3的浓度更大，C错误。

3．(2022·绍兴市高三模拟)SO2是引起酸雨的因素之一，工业上通过NaClO碱性溶液(含NaOH)吸收SO2来控制和治理。在45 ℃时，将含有SO2的烟气和NaClO碱性溶液按图1方式通入反应釜；常加Ni2O3作催化剂，催化过程如图2所示。下列说法不正确的是(　　)

A．催化过程1的化学方程式：Ni2O3＋NaClO===2NiO2＋NaCl

B．催化过程2的离子方程式：2NiO2＋ClO－===Ni2O3＋Cl－＋2O

C．反应釜中的总反应：NaClO＋SO2＋2NaOH===NaCl＋Na2SO4＋H2O

D．用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫效果更好，可生成难溶CaSO4有利于反应进行

答案　D

解析　用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫，虽然也能将SO2氧化为H2SO4并最终转化为CaSO4，但难溶的CaSO4会堵塞催化剂层的气孔，使SO2、Ca(ClO)2溶液、催化剂三者难以充分接触，从而降低脱硫效果，D不正确。

4．(2022·淮南市高三模拟)水体中过量氨氮(以NH3表示)或总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素总量)含量过高会导致水体富营养化。用次氯酸钠除去氨氮的一种原理如下图所示：

下列说法错误的是(　　)

A．NaClO除去氨氮的总反应的化学方程式：2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O

B．整个过程中发生的反应都是氧化还原反应

C．在较高温度下，氨氮去除率会升高

D．NaClO投入过多，总氮去除率可能会下降

答案　BC

解析　盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水的反应不是氧化还原反应，B错误；较高温度下，次氯酸容易分解，氨氮去除率降低，C错误；次氯酸钠投入过多，可能将氨气氧化为硝酸根离子，总氮去除率降低，D正确。

5．煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)∶n(NO)＝3∶2]同时脱硫脱硝(分别生成SO、NO)，得到NO、SO2脱除率如图，下列说法不正确的是(　　)

A．脱除NO的反应：2NO＋3ClO－＋H2O===2H＋＋2NO＋3Cl－

B．SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO

C．依据图中信息，在80 min时，吸收液中n(NO)∶n(Cl－)＝2∶3

D．随着脱除反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小

答案　C

解析　SO2比NO更易溶于水，更容易发生反应，故B正确；脱除反应的化学原理分别为2NO＋3ClO－＋H2O===2H＋＋2NO＋3Cl－、SO2＋ClO－＋H2O===2H＋＋SO＋Cl－；已知n(SO2)∶n(NO)＝3∶2，依据图中信息及离子方程式中的比例关系得：在80 min时，NO脱除率40%，即反应的NO为2 mol×40%＝0.8 mol，0.8 mol NO生成0.8 mol NO和1.2 mol Cl－；SO2脱除率100%，即3 mol SO2全部反应生成3 mol Cl－，所以Cl－共4.2 mol；吸收液中n(NO)∶n(Cl－)＝0.8∶4.2＝4∶21，故C错误；由脱除反应的化学原理知，生成大量H＋，pH减小，所以吸收剂溶液的pH逐渐减小，故D正确。

6．(2022·河北高三模拟)科学研究发现在不同金属催化剂的作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO)，以达到消除污染的目的，其工作原理如图所示。

下列说法错误的是(　　)

A．铱(Ir)的表面发生反应：H2＋N2ON2＋H2O

B．导电基体上消除含氮污染物的总反应为2H＋＋4H2＋2NON2O＋5H2O

C．若导电基体上只有单原子Pt，含氮污染物也能被消除

D．导电基体上的Pt颗粒增多不利于降低溶液中的含氮量

答案　C

解析　由图示可知，导电基体上的转化原理是在单原子Pt和单原子Cu协同催化作用下，将溶液中的NO转化为N2O气体，在气体中又在铱的催化作用下将氢气和N2O转化成无污染的N2，C错误。

7．(2022·拉萨高三模拟)在酸性环境中，纳米Fe/Ni复合材料去除污染水体中NO的反应过程(Ni不参与反应)如图所示：

下列表达反应过程或现象的方程式错误的是(　　)

A．反应步骤ⅰ：NO＋Fe＋2H＋===NO＋Fe2＋＋H2O

B．反应步骤ⅱ：NO＋3Fe＋8H＋===3Fe2＋＋NH＋2H2O

C．反应进行一段时间，过滤出水体中出现的白色絮状物，白色絮状物在空气中最终变成红褐色：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

D．硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸发现溶液变黄：2Fe2＋＋SO＋4H＋===2Fe3＋＋SO2↑＋2H2O

答案　D

解析　根据图示可知，酸性环境中，纳米Fe/Ni去除NO分两步，反应i中NO在吸附点被Fe还原为NO，离子方程式为NO＋Fe＋2H＋===NO＋Fe2＋＋H2O；反应ⅱ中NO在另外的吸附点被Fe还原为NH，离子方程式为NO＋3Fe＋8H＋===3Fe2＋＋NH＋2H2O。

二、非选择题

8．采用科学技术减少氮氧化物、SO2等物质的排放，可促进社会主义生态文明建设。

(1)氨法脱硫。该方法是一种高效低耗能的湿法脱硫方式，利用氨水吸收废气中的SO2，并在富氧条件下氧化为硫酸铵，得到化肥产品。反应的化学方程式：_________________________。

(2)SO2烟气脱除的一种工业流程如图：

①用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HSO，反应的离子方程式：_________________________。

②若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO2的物质的化学式：________________________________________________________________________。

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示：

①SCR技术中的氧化剂为__________。

②当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生反应。该反应的化学方程式为___________________________________________________________。

当有3 mol电子发生转移时，则参与反应的NO的物质的量为__________。

答案　(1)4NH3·H2O＋2SO2＋O2===2(NH4)2SO4＋2H2O　 (2)①H2O＋2SO2＋CO===2HSO＋CO2　②Ca(OH)2　(3)①NO、NO2

②2NH3＋NO＋NO2===2N2＋3H2O(g)　0.5 mol

解析　(3)②当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生反应生成氮气和水蒸气，该反应的化学方程式为2NH3＋NO＋NO2===2N2＋3H2O(g)。根据方程式可知消耗1 mol NO，转移6 mol电子，则当有3 mol电子发生转移时，则参与反应的NO的物质的量为0.5 mol。