Question

9．大氣污染問題日益引起全民關(guān)注．

（1）PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm（1μm=10³nm）的顆粒物．下列說法不正確的是bc（填字母序號(hào)）．
a．PM2.5主要來源于火力發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程
b．PM2.5顆粒小，所以對人體無害
c．直徑介于1～2.5μm的顆粒物分散到空氣中可形成膠體
d．推廣使用電動(dòng)汽車，可以減少PM2.5的污染
（2）北京科研工作者用五年時(shí)間研究出利用石灰乳除工業(yè)燃煤尾氣中的硫（SO₂、SO₃）和氮（NO、NO₂）的新工藝，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的CaSO₄和Ca（NO₂）₂．（如圖1）
①硫酸型酸雨的形成過程是大氣中的SO₂溶于雨水生成某種弱酸，在空氣中經(jīng)催化氧化生成硫酸，該過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+H₂O H₂SO₃、2H₂SO₃+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂SO₄．
②CaSO₄可以調(diào)節(jié)水泥的硬化時(shí)間．尾氣中2molSO₂被石灰乳逐漸吸收最終生成了1mol CaSO₄，該過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2N_A
③Ca（NO₂）₂可制成混凝土防凍劑、鋼筋阻銹劑等．尾氣中NO、NO₂與石灰乳反應(yīng)生成Ca（NO₂）₂的化學(xué)方程式NO+NO₂+Ca（OH）₂=Ca（NO₂）₂+H₂O．
（3）人類活動(dòng)產(chǎn)生的CO₂長期積累，威脅到生態(tài)環(huán)境，其減排問題受到全世界關(guān)注．工業(yè)上常用高濃度的K₂CO₃溶液吸收CO₂，得溶液X，再利用電解法使K₂CO₃溶液再生，其裝置示意圖如圖2：
①在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑和H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑．
②簡述CO₃^2-在陰極區(qū)再生的原理陰極H⁺放電OH^-濃度增大，OH^-與HCO₃^-反應(yīng)生成CO₃^2-，CO₃^2-再生．
③再生裝置中產(chǎn)生的CO₂和H₂在一定條件下反應(yīng)生成甲醇，工業(yè)上利用該反應(yīng)合成甲醇．
已知：25℃，101KPa下：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-242kJ/mol
CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂ （g）+2H₂O（g）△H₂=-676kJ/mol
寫出CO₂和H₂生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-50 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）a．PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物．它的主要來源是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物；
b．PM2.5表面積大，具有吸附性，能吸附大量有毒物質(zhì)；
c．膠體微粒直徑在10^-7m～10^-9m之間，PM2.5粒子的大小不符合；
d．減少機(jī)動(dòng)車尾氣排放，減少了煙塵，能降低空氣中PM2.5；
（2）①硫酸型酸雨形成過程是SO₂溶于水生成亞硫酸，再被空氣中的氧氣氧化成硫酸；
②尾氣中SO₂與氧氣和石灰乳反應(yīng)生成CaSO₄和水；
③尾氣中NO、NO₂與石灰乳反應(yīng)生成Ca（NO₂）₂和水，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的特征書寫；
（3）①陽極上氫氧根離子放電生成氧氣；
②碳酸氫根離子存在電離平衡、氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子；
③根據(jù)蓋斯定律計(jì)算．

解答 解：（1）a．PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物．它的主要來源是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，故a正確；
b．PM2.5表面積大，具有吸附性，能吸附大量有毒物質(zhì)，故b錯(cuò)誤；
c．膠體微粒直徑在10^-7m～10^-9m之間，PM2.5粒子的大小不符合，故c錯(cuò)誤；
d．減少機(jī)動(dòng)車尾氣排放，減少了煙塵，能降低空氣中PM2.5，故d正確；
故選：bc；
（2）①硫酸型酸雨形成過程是SO₂溶于水生成亞硫酸，SO₂+H₂O?H₂SO₃；再被空氣中的氧氣氧化成硫酸，2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄，
故答案為：SO₂+H₂O?H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂SO₄；
②尾氣中SO₂與氧氣和石灰乳反應(yīng)生成CaSO₄和水，反應(yīng)方程式為：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂═2CaSO₄+2H₂O，方程式中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成1mol CaSO₄轉(zhuǎn)移2mol電子，
故答案為：2N_A；
③尾氣中NO、NO₂與石灰乳反應(yīng)生成Ca（NO₂）₂和水，反應(yīng)方程式為：NO+NO₂+Ca（OH）₂═Ca（NO₂）₂+H₂O；故答案為：NO+NO₂+Ca（OH）₂═Ca（NO₂）₂+H₂O；
（3）①陽極上氫氧根離子放電生成氧氣和水，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②HCO₃^-存在電離平衡：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，陰極H⁺放電濃度減小平衡右移，CO₃^2-再生；陰極H⁺放電OH^-濃度增大，OH^-與HCO₃^-反應(yīng)生成CO₃^2-，CO₃^2-再生，
故答案為：陰極H⁺放電OH^-濃度增大，OH^-與HCO₃^-反應(yīng)生成CO₃^2-，CO₃^2-再生；
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-242kJ/mol①
CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-676kJ/mol②
將方程式3①-②得CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=3×（-242kJ/mol）-（-676kJ/mol）=-50 kJ/mol，
故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-50 kJ/mol．

點(diǎn)評 本題考查了PM2.5、酸雨的形成、硫氮尾氣的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的書寫、電解原理、蓋斯定律的應(yīng)用等知識(shí)，難度不大，抓好基礎(chǔ)是關(guān)鍵．