2020版高中化学 第四章二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 新人教版必修1

2020版高中化学 第四章二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 新人教版必修1

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