煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。(

煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。(

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煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘,会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工后再燃烧,或将废气净化后再排放。
(1)将煤直接进行燃烧,造成环境污染的主要原因之一是形成硝酸型酸雨。
①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式____________________________。
②以下是对硝酸型酸雨的评价,其中正确的是_________________________(用序号填空)。
a.***死水中的浮游生物,减少鱼类食物来源,破坏水生生态系统
b.对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害
c.破坏臭氧层
d.硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐,向植物提供氮肥
(2)如图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图,试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式_______。

(3)脱硫以后,在废气中含量明显增加的不良气体是(写物质名称)_______,它对环境的负面影响是____________________________________________。
(4)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是_________________________。
答案
(1)①2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO ②a、b、d
(2)CaCO3+SO2=CaSO3+CO2
2CaSO3+O2=2CaSO4
CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O
(3)二氧化碳    使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖
(4)将气体通入品红溶液观察品红溶液是否褪色,品红褪色,说明废气中还含有SO2;品红溶液不褪色,说明废气中不含SO2
解析
(1)形成硝酸型酸雨,这说明煤燃烧生成了NO和NO2等氮氧化物,NO跟O2反应生成NO2,NO2跟H2O反应生成HNO3。硝酸型酸雨有它的危害性,但它所含有的氮元素又是植物所需要的主要元素之一。因此应该一分为二地评价酸雨的利与弊。这里不是对NO和NO2的评价,而是对硝酸型酸雨的评价,该酸雨对臭氧层没有破坏作用。
(2)由图可知,脱硫是硫元素转化为CaSO4,最终产品是石膏CaSO4·2H2O。
(3)通过问题(2)的解答可知,在脱硫的同时生成了CO2,并且CO2与SO2以等物质的量代换。
(4)检验SO2的高效试剂是品红溶液,并且这里没有干扰因素。
举一反三
工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。
(1)电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2
①请用离子方程式说明上述除杂的原理                                          
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是     (填序号)
A.Ba(NO3)2B.BaCl2C.Ba(OH)2D.溶有NH3的BaCl2溶液
③若将足量SO2气体通入0.2 mol·L-1的NaOH溶液,所得溶液呈酸性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为                          
(2)采用电解法处理含有Cr2O72的酸性废水,在废水中加入适量NaCl,用铁电极电解一段时间后,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,从而降低废水中铬元素的含量。若阳极用石墨电极则不能产生Cr(OH)3沉淀,用必要的化学语言说明原因___________________。
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。如图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作       极(填“正”“负”“阴”或“阳”),其电极反应式为       ;T℃下,某研究员测定NH3·H2O的电离常数为1.8×10-5,NH4+的水解平衡常数为1.5×10-8(水解平衡也是一种化学平衡,其平衡常数即水解常数),则该温度下水的离子积常数为          ,请判断T      25℃(填“>”“<”“=”)。

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为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。
实验Ⅰ 反应产物的定性探究
实验装置如图所示。(固定装置已略去)

(1)A中反应的化学方程式为                                            
(2)F烧杯中的溶液通常是               
(3)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是                                                                                               
(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是                                                                                                                                                                                               
(5)为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断,还须进行一次实验。实验方案为                                                                                                                                                                                               
实验Ⅱ 反应产物的定量探究
(6)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
资料1:
硫酸/mol·L-1
黑色物质出现的温度/℃
黑色物质消失的温度/℃
15
约150
约236
16
约140
约250
18
约120
不消失
 
资料2:X射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。仅由上述资料可得出的正确结论是       __。
a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
b.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质
c.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15  mol·L-1
d.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
(7)为测出硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液,取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡,以淀粉溶液为指示剂,用b  mol·L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液V mL。若反应消耗铜的质量为a g,则硫酸铜的产率为    _。(已知:2Cu2+4I=2CuI+I2,2S2O32-+I2=S4O62-+2I
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硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。
(1)某研究小组设计的制备Na2S2O3·5H2O的装置和部分操作步骤如下。

Ⅰ.打开K1关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸,加热。
Ⅱ.C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少,当C中溶液的pH 接近7时,打开K2,关闭K1即停止C中的反应,停止加热。
Ⅲ.过滤C中的混合液。
Ⅳ.将滤液经过              、过滤、洗涤、烘干,得到产品Na2S2O3·5H2O。
①Ⅱ中,“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是                             (用离子方程式表示)。
②Ⅳ中,操作步骤是                      
③装置B中盛放的试剂是(填化学式)           溶液。
④有一小组在实验中发现,二氧化硫气体产生缓慢以致后续现象不明显,但又不存在气密性问题,请你推测可能的原因                                                                                                                                               
(2)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2的浓度,步骤如下:取废水25.00 mL,控制适当的酸度加入足量 K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解,此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;再加过KI溶液,充分反应后得混合溶液V mL,将其平均分成4等份,加入淀粉溶液作指示剂,用0.001 0 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行滴定,反应完全时,相关数据记录如下表所示:
编号
1
2
3
4
消耗Na2S2O3标准
 
 
 
 
溶液的体积/mL
18.02
17.98
18.00
20.03
 
部分反应离子方程式为:
①Cr2O72-+6I+14H=2Cr3+3I2+7H2O;
②I2+2S2O32-=2I+S4O62-
则判断达到滴定终点的现象是                                                                                                                                               ,废水中Ba2的物质的量浓度                                                     _。
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请回答下列化工生产中的一些问题:
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在       的郊区(填标号)。
A.有丰富黄铁矿资源的城市
B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市
D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)CuFeS2 是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为                                                         
(3)为提高SO3吸收率,实际生产中通常用                 吸收SO3
(4)已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH <0,现将0.050 mol SO2和0.030 mol O2充入容积为1 L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%,则该条件下SO2的转化率为         ;该条件下的平衡常数为               
(5)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃
600
620
640
炉渣中CuSO4的质量数/%
9.3
9.2
9.0
 
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因                                                                                                                                                                                                                       
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用         (填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式                                                                                                                                               
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(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                                                                                                                                               
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