Question

中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站數(shù)據(jù)顯示，顆粒物(PM2.5等)為連續(xù)霧霾過(guò)程影響空氣質(zhì)量最顯著的污染物，其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此，對(duì)PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴ 將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：

離子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO3-	Cl－
濃度/mol?L－1	4×10－6	6×10－6	2×10－5	4×10－5	3×10－5	2×10－5

 

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算PM2.5待測(cè)試樣的pH ＝　 　。

⑵ NOx是汽車尾氣的主要污染物之一。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：

① N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＝　 　。

② 當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式　 　。

③ 汽車汽油不完全燃燒時(shí)還產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：

2CO(g)＝2C(s)＋O2(g),已知該反應(yīng)的△H＞0，該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？　 　。

⑶ 碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時(shí)又能制得氫氣，具體流程如下：

① 用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)　 　。

② 用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是 　。

③ 用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH）表示），NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量、長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：Ni(OH)2＋MNiO(OH)＋MH，電池放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式為　 　； 充電完成時(shí)，全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)，若繼續(xù)充電，將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極電極反應(yīng)式為　　　　　 　　 　。

 

Answer 1

⑴4 ⑵ ① +183 kJ·mol－1 ② 2NO＋2CO2CO2＋N2 ③ 不能

⑶ ① SO2＋I(xiàn)2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+ HI分解為可逆反應(yīng)，及時(shí)分離出產(chǎn)物H2，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行

③MH＋OH－－e－＝H2O＋M 4O2＋4e－＋2H2O＝4OH－

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)溶液呈電中性的原理可得c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42－)+c(NO3－)+c(Cl－)。將各個(gè)數(shù)值代入上述式子可得c(H+)=1.0×10－4mol/L,所以pH=4；(2)① N2(g)＋O2(g) 2NO(g) △H＝945kJ/mol+498kJ/mol-2×630kJ/mol=+183 kJ/mol. ②NO被CO還原的化學(xué)方程式為2NO＋2CO2CO2＋N2。③由于反應(yīng)2CO（g）= 2C（s）+O2（g）△H>0是個(gè)體系混亂程度減小的吸熱反應(yīng)。ΔH>0；△S<0，根據(jù)體系的自由能ΔG=ΔH-T·ΔS>0，.所以該設(shè)想不能實(shí)現(xiàn)。⑶ ①反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)離子方程式為：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O＝SO42-＋2I－＋4H+。②2HI H2+I2 .該發(fā)生是可逆反應(yīng)。若在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2，由于減小生成物的濃度，平衡正向移動(dòng)，就可以使更多的HI分解，制得氫氣。③由電池放電、充電的方程式可知：在電池放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式為MH＋OH－－e－＝H2O＋M；充電完成時(shí)，全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)，若繼續(xù)充電，將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極電極反應(yīng)式為4O2＋4e－＋2H2O=4OH－。

考點(diǎn)：考查溶液的電中性原理、熱化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)的化學(xué)方程式、離子方程式的書寫及反應(yīng)的自發(fā)性的判斷原電池、電解池的工作原理的知識(shí)。