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2.化学与环境密切相关.近年来雾霾问题已成为百姓所关注的主要问题,今年入秋以来,我国大部分地区更是“霾伏”四起,部分地区持续出现中度至重度霾,环境治理刻不容缓.回答下列问题:
(1)下列有关说法正确的是AC
A.光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物受紫外线作用后产生的有毒烟雾
B.PH小于7的雨水都是酸雨
C.PM2.5含量的增加是形成雾霾天气的重要原因之一
D.大气中CO2含量的增加会导致臭氧空洞的加剧
(2)盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”.现就硫酸、硝酸与金属铜反应的情况,回答下列问题:
①工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后,在加热情况下跟稀硫酸反应,有关的化学方程式是:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;(两个);不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是生成等量的硫酸铜时需要硫酸较多且生成的二氧化硫污染环境(答两点)
②在一定体积的10mol•L-1的浓硫酸中加入过量铜片,加热使之反应,被还原的硫酸为0.9mol.则浓硫酸的实际体积大于(填“大于”、“等于”或“小于”)180mL.
③若使剩余的铜片继续溶解,可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液),则该反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
④将8gFe2O3投入到150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉,充分反应后,收集到1.68LH2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol•L-1的NaOH溶液150mL.则原硫酸的物质的量浓度为2mol/L.

分析 (1)A.大气中的碳氢化合物和NOx等为一次污染物,在太阳光中紫外线照射下能发生化学反应,衍生种种二次污染物.由一次污染物和二次污染物的混合物(气体和颗粒物)所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾;
B.酸雨是指pH<5.6的降水;
C.PM2.5是形成雾霾天气罪魁祸首;
D.二氧化碳会导致温室效应.
(2)①加热条件下,Cu和氧气反应生成CuO,碱性氧化物和酸反应生成盐和水,铜和浓硫酸反应生成二氧化硫会污染空气;
②浓硫酸和铜在加热条件下反应,而稀硫酸和铜不反应;
③在酸性条件下,硝酸根离子和铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO;
④该过程中发生的反应为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+H2SO4=FeSO4+H2、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,最终溶液中的溶质是Na2SO4,根据原子守恒计算硫酸的浓度.

解答 解:(1)A.光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在阳光(紫外光)作用下会发生光化学反应生成二次污染物,故A正确;
B.由于空气中二氧化碳的溶入,正常的降雨的pH也小于7,而酸雨是指pH<5.6的降水,故B错误;
C.PM2.5是形成雾霾天气罪魁祸首,是导致雾霾的主要原因之一,故C正确;
D.二氧化碳会导致温室效应,是形成温室效应的主要原因,与臭氧空洞,故D正确.
故答案为:AC;
(2)①加热条件下,Cu和氧气反应生成CuO,反应方程式为:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO,CuO和稀硫酸反应方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,浓硫酸和铜反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2+2H2O;Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫,生成等量的硫酸铜时需要硫酸较多且生成的二氧化硫污染环境;
故答案为:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;生成等量的硫酸铜需硫酸较多,且生成的二氧化硫污染环境;
②在加热条件下,浓硫酸和铜反应生成二氧化硫,稀硫酸和铜不反应,但浓硫酸浓度达到一定值后变为稀硫酸,稀硫酸和铜不反应,所以被还原的硫酸为0.9mol.则浓硫酸的实际体积大于180mL,
故答案为:大于;
③在酸性条件下,硝酸根离子和铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO,所以离子反应方程式为:3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O,
故答案为:3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O;
④该过程中发生的反应为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+H2SO4=FeSO4+H2、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,最终溶液中的溶质是Na2SO4,原子守恒得$\frac{1}{2}$n(NaOH)=n(Na2SO4)=n(H2SO4),则c(H2SO4)=$\frac{n(NaOH)}{2×0.15L}$=$\frac{4mol/L×0.15L}{2×0.15L}$=2 mol•L-1,
故答案为:2mol/L.

点评 本题考查了物质的推断硝酸的性质及物质的量浓度计算,根据物质之间的反应来分析解答,明确物质的性质及特殊反应现象是解本题关键,根据物质的溶解性、物质的性质及题给信息来分析解答,题目难度中等.

练习册系列答案
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17.乙酸正丁酯是无色透明有愉快果香气味的液体,可由乙酸和正丁醇制备.反应的化学方程式如下:
CH3COOH+CH2CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
发生的副反应如下:2CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$
CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$
有关化合物的物理性质见表:
化合物密度(g•cm-3)水溶性沸点(℃)
冰乙酸1.05易溶118.1
正丁醇0.80微溶117.2
正丁醚0.77不溶142.0
乙酸正丁酯0.90微溶126.5
已知:乙酸正丁酯、正丁醇和水组成三元共沸物恒沸点为90.7℃.
合成:
方案甲:采用装置甲(分水器预先加入水,使水面略低于分水器的支管口),在干燥的50mL圆底烧瓶中,加入13.8mL(0.150mol)正丁醇和7.2mL(0.125mol)冰醋酸,再加入3~4滴浓硫酸和2g沸石,摇匀.按下图安装好带分水器的回流反应装置,通冷却水,圆底烧瓶在电热套上加热煮沸.在反应过程中,通过分水器下部的旋塞分出生成的水(注意保持分水器中水层液面仍保持原来高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中).反应基本完成后,停止加热.
方案乙:采用装置乙,加料方式与方案甲相同.加热回流,反应60min后停止加热.

提纯:甲乙两方案均采用蒸馏方法.操作如下:

请回答:
(1)方案甲中使用分水器不断分离除去水的目的是有利于平衡向生成乙酸正丁酯的反应方向移动.
(2)仪器a的名称接受器或牛角管,仪器b的名称球形冷凝管.
(3)提纯过程中,步骤②的目的是为了除去有机层中残留的酸,步骤④加入少量无水MgSO4的目的是干燥.
(4)下列有关洗涤过程中分液漏斗的使用正确的是AB.
A.分液漏斗使用前必须要检漏,只要分液漏斗的玻璃塞和旋塞芯处不漏水即可使用
B.洗涤时振摇放气操作应如图所示

C.放出下层液体时,不需将要玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
D.洗涤完成后,先放出下层液体,然后继续从下口放出有机层置于干燥的锥形瓶中
(5)按装置丙蒸馏,最后圆底烧瓶中残留的液体主要是正丁醚;若按图丁放置温度计,则收集到的产品馏分中还含有正丁醇.
(6)实验结果表明方案甲的产率较高,原因是通过分水器及时分离出产物水,有利于酯化反应的进行,提高酯的产率.

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