近年来，“雾霾”问题日益引发广泛关注。面对雾霾带来的污染，很多科学家寻求通过化学手段加以解...

近年来，“雾霾”问题日益引发广泛关注。面对雾霾带来的污染，很多科学家寻求通过化学手段加以解决：近期，斯坦福大学教授崔屹课题组在Nano Letters上发表论文，认为很多PM 2. 5物质都是在高温环境下排放，如果想要从源头上解决问题，所用材料必须具有一定的高温稳定性。下列说法正确的是：

A. PM 2. 5指环境空气中直径小于等于2. 5 微米的颗粒物，它能较长时间悬浮于空气中

B. 绿色化学就是去对生产终端或生产过程的污染进行控制或处理

C. 气态氢化物的稳定性：CH4 ＞ NH3 ＞ H2O ＞ HF

D. 热稳定性：NaHCO3 ＞ Na2CO3

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近年来，随着人类社会的快速发展，环境污染日益严重，而环境污染中的很多问题是由于氮磷富集化引起的，所以如何降低水体中的氮磷含量问题受到广泛关注。目前有两种较为有效的氨氮废水处理方法。

I.化学沉淀法

利用了Mg2+与PO43-与氨氮生成MgNH4PO4∙6H2O沉淀以达到去除氨氮的效果。

已知：磷在pH=8-10时主要存在形式为HPO42-

Ksp（MgNH4PO4∙6H2O）=2.5×10-13

(1)请写出pH=8时，化学沉淀法去除NH4+的离子方程式为_。

(2)氨氮去除率与含磷微粒浓度随pH变化如图1所示，已知：Ksp[Mg3(PO4)2]=6.3×10-26，请解释pH>10时氨氮去除率随pH变化的原因：__。

II.光催化法

(3)光催化降解过程中形成的羟基自由基（·OH）和超氧离子（·O2-）具有光催化能力，催化原理如图2所示。请写出NO3-转化为无毒物质的电极反应式：__。

(4)经过上述反应后，仍有NH4+残留，探究其去除条件。

①温度对氨氮去除率影响如图3所示。温度升高，氨氮去除率变化的可能原因是：__；__（请写出两条）。

②选取TiO2作为催化剂，已知：TiO2在酸性条件下带正电，碱性条件下带负电。请在图4中画出pH=5时，氨氮去除率变化曲线_____。

(5)为测定处理后废水中（含少量游离酸）残留NH4+浓度，可选用甲醛-滴定法进行测定。取20mL的处理后水样，以酚酞为指示剂，用0.0100mol/LNaOH滴定至酚酞变红，此时溶液中游离酸被完全消耗，记下消耗NaOH的体积V1mL；然后另取同样体积水样，加入甲醛，再加入2-3滴酚酞指示剂，静置5min，发生反应：6HCHO+4NH4+=(CH2)6N4H+ +6H2O+3H+，继续用NaOH滴定，发生反应：(CH2)6N4H++OH-=(CH2)6N4+H2O；H++OH-=H2O。滴定至终点，记录消耗NaOH的体积V2mL，水样中残留NH4+浓度为__mol/L。

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近年来，为应对温室气体排放问题和日益增长的能源需求问题，CO2综合利用技术作为潜在的解决方案受到了研究者的广泛关注。请按照要求回答问题

（1）CO常用于工业冶炼金属，下图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中与温度（t）的关系曲线图。下列说法正确的是________。（填序号）

A 工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量

B CO不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr）

C 工业冶炼金属铜（Cu）时较低的温度有利于提高CO的利用率

D CO还原PbO2的反应△H>0

（2）一定条件下Pd－Mg/SiO2催化剂可使CO2 “甲烷化”变废为宝，最佳催化温度是200℃～300℃左右，超过300℃催化剂会完全失活、反应停止。向密闭容器通入v（CO2）：v（H2）＝1：4的反应气体，常温进料开始加热，画出生成甲烷的量随温度的变化曲线_________。

（3）在载人航天器中应用电化学原理，以Pt为阳极，Pb（CO2的载体）为阴极KHCO3溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO，则阴极的电极反应式为___________；室温下H2CO3电离常数约为K1＝4×10－7，K2＝5×10－11，则0.025 mol·L－1的H2CO3溶液的pH约等于__________（不考虑第二步电离和H2O的电离）

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日本科学家发现一种可降解PET塑料的细菌，有望解决PET塑料带来的污染问题。PET朔料由甲、乙两种单体合成:

下列说法中，正确的是

A. 单体乙与乙醇互为同系物

B. PET的化学式为(C10H9O4)n

C. 1mol甲与Na2CO3反应最多生成CO21mol

D. 与甲互为同分异构体的芳香族化合物有两种

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（14分）近几年来，我国中东部地区陷入严重的雾霾天气，面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。非金属氧化物的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识，回答下列问题：

Ⅰ、目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH4（g）+4NO2（g）＝4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）　 △H＝－57kJ•mol-1

②4CH4（g）+4NO（g）＝2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H＝－1160kJ•mol-1

③H2O（g）＝H2O（l）　 △H＝－44.0kJ•mol-1

写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g），CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式________________。

（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+ 2NO（g） N2（g）+CO2（g）某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①T℃时该反应的平衡常数为____________（结果保留两位有效数字）。

②30 min后改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是___________________。

③若30min后升高温度重新达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则该反应

△H_________0（填“＜”“＞”“＝”）。

Ⅱ、某科研小组为治理SO2对大气的污染，利用烟气中的SO2为原料制取硫酸。

（1）利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式__________。

（2）利用Na2SO3溶液充分吸收SO2制得NaHSO3溶液。

①常温时吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32－)：n(HSO3－)变化关系如下表：

以下离子浓度关系的判断正确的是

A．NaHSO3溶液中c（H+）＜c （OH-）

B．Na2SO3溶液中c（Na+）＞c （SO32-）＞c （HSO3-）＞c （OH-）＞c（H+）

C．当吸收液呈中性时，c（Na+）＞c （HSO3-）＞c （SO32-）＞c（OH-）＝c（H+）

D．当n(SO32－)：n(HSO3－)＝1:1时，c（Na+）=c （HSO3-）+2c （SO32-）

②然后电解该NaHSO3溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式______________________________________。

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空气污染问题日益引起全民关注。工业生产中产生的SO2、NO等为主要污染物。根据你所学化学知识完成下列问题：

Ⅰ．（1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm（1μm=103nm）的颗粒物。下列说法不正确的是_________（填字母序号）。

a．PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程

b．PM2.5颗粒小，所以对人体无害

c．直径介于1～2.5μm的颗粒物分散到空气中可形成胶体

d．推广使用电动汽车，可以减少PM2.5的污染

（2）SO2为重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一。在实验室中，若用70%的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫，并要求方便控制反应速率，可选用如图所示气体发生装置中的_______（填下列序号字母）。

（3）为研究SO2的性质，如图在注射器中加入少量Na2SO3晶体，并吸入少量浓硫酸（以不接触纸条火准）。

下列有关说法正确的是___________

A．蓝色石蕊试纸先变红后褪色

B．湿润的品红试纸、蘸有KMnO4溶液的滤纸均褪色证明SO2具有漂白性

C．湿润的淀粉KI－试纸未变蓝说明SO2的氧化性强于I2

D．NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2

（4）一定温度下，在密闭容器中SO2与O2反应生成1molSO3气体时，放出akJ热量。

①该温度下SO2与O2反应的热化学方程式为__________________________。

②已知：2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)　　 △H= -b kJ•mol-1　 （a＞b＞0）

则反应NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)　 的△H=________________。

Ⅱ．硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%（体积分数）时需要处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中的二氧化硫的含量，采用以下方案：

实验步骤如下图流程图所示：

（1）步骤①中反应的离子方程式为____________________________。

（2）步骤②中Ba(OH)2是否足量的判断方法是____________________________。

Ⅲ．工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO2和NO，同时获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的工艺流程图如下（Ce为铈元素）．

请回答下列问题．

（1）装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行，写出NO被氧化为NO2-的离子方程式__________。

（2）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如图所示；

图中A为电源的______（填“正”或“负”）极.右侧反应室中发生的主要电极反应式为__________。

（3）已知进人装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为 0.75mol/L，要使 1m3该溶液中的NO2-完全转化为 NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O2的体积为_______L。

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国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)自2018年7月开始，通过每月评选，向世界介绍118位优秀青年化学家，并形成一张“青年化学家元素周期表”。其中，华东师范大学姜雪峰教授被IUPAC遴选为硫元素代言人，苏州大学刘庄教授被遴选为汞元素代言人，为中国青年化学家赢得了世界荣耀。下列有关硫、汞及其化合物的说法正确的是

A. S2与S8互为同位素

B. 汞是常温、常压下唯一以液态存在的金属，俗称水银

C. 硫在自然界中只有化合态形式

D. 加热条件下，硫粉与铜反应直接化合生成CuS

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空气污染问题日益引起全民关注。

（1）汽车尾气中存在大量的CO、NO、NO2和碳氢化合物，可采用铂等贵金属作为催化剂，使CO和NO转化为无毒的气体，请写出其化学方程式____________________________

（2）科研工作者研究出利用石灰乳除工业燃煤尾气中的硫 （SO2、SO3）和氮 （NO、NO2）的新工艺，既能净化尾气，又能获得应用广泛的CaSO4 和Ca（NO3）2  。

①硫酸型酸雨的形成过程是大气中的SO2 溶于雨水生成某种弱酸，在空气中经催化氧化生成硫酸，该过程中反应的化学方程式为 ____________________________、 ______________________________

②CaSO4 可以调节水泥的硬化时间。尾气中 SO2 与石灰乳反应生成CaSO4 的化学方程式为___________________________

③ Ca（NO3）2可制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等.尾气中NO、NO2与石灰乳反应生成Ca（NO3）2的化学方程式 ___________________________

（3）还可用NaClO2溶液（溶液呈碱性）作为吸收剂，对含有SO2和NOX的燃煤烟气进行脱硫、脱硝。（已知：酸性条件下，ClO2-会转化成ClO2和Cl-。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体，具有强氧化性，能氧化SO2或NOX）在鼓泡反应期中通入含SO2和NO的烟气，反应温度为323K，NaClO2溶液的浓度为5×10-3mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_____________________________。增加压强，NO的转化率_______（填“提高”、“不变”或“降低”）。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐__________（填“提高”、“不变”或“减小”）。

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近期，我国爆发了新冠状病毒感染导致的肺炎，很多现象可以利用化学知识加以解释。下列过程不涉及化学反应的是

A.使用医用酒精杀死病毒的过程

B.制药厂中合成抗病毒药物达芦那韦的过程

C.患者呼出的病群形成气溶胶的过程

D.病毒在被感染的宿主细胞中的增殖过程

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核安全与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站周围含有放射性物质 碘-131和钙-137。碘-131 —旦被人体吸入，可能会引发甲状腺肿大等疾病。

(1)与钠同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素X、Y、Z的第一电离能如下表：

基态Z原子倒数第二层电子的排布式为______。X、Y、Z三种元素形成的单质熔点由高到低的顺序为_______(用元素符号表示)，其原因为___________ .

(2)F与I同主族,BeF2分子中心原子的杂化类型为_________ ,BeF2分子是________分子(选填“极性”或“非极性”)。

(3)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6 和HIO4 ,二者酸性强弱顺序为:H5IO6 ________HIO4(选填">"或"<"“=”)。从电子云的重叠方式的角度分析,H5IO6分子中的化学键有________(写出两种).

(4)131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中平均含有________个131I原子，晶体中碘分子的排列有_________种不同的方向。

(5)KI的晶胞结构如图乙所示，每个K＋周围紧邻的K＋个数为_______个。KI晶体的密度为ρg.cm-3　 ,K和I的原子半径分别为rkcm和rI cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则 KI晶胞中的空间利用率为_______. ［空间利用率=(球体积/晶胞体积)×100%,用相关字母的代数式表示即可］

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