Question

【題目】硝酸工業(yè)尾氣中含有NO，可以利用強(qiáng)氧化劑過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)氧化脫除NO，可以消除污染。

（1）NO3-空間構(gòu)型為__________。

（2）O、N、S三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>____________。

（3）在反應(yīng)2中，NO2-的初始濃度為0.1 mol·L－1，反應(yīng)為NO2-＋S2O82-＋2OH－NO3-＋2SO42-＋H2O。不同溫度下，達(dá)到平衡時(shí)NO2-的脫除率與過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)初始濃度的關(guān)系如圖1所示。

圖中點(diǎn)a、點(diǎn)b和點(diǎn)c的平衡常數(shù)K的大小關(guān)系____。

（4）間接電化學(xué)法可對(duì)大氣污染物NO進(jìn)行無(wú)害化處理，其工作原理如圖2所示，質(zhì)子膜允許H＋和H2O通過(guò)。電極 Ⅰ 的電極反應(yīng)式為____，每處理1 mol NO，可同時(shí)得到____g O2。

Answer 1

【答案】平面正三角形 S＜O＜N Ka =Kc ＜Kb 2HSO3- + 2e-+ 2H+＝S2O42- + 2H2O 16

【解析】

（1）根據(jù)價(jià)電子互斥理論分析NO3-的空間構(gòu)型；

（2）N原子2p能級(jí)半充滿(mǎn)，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定；

（3）由圖象可知，Na2S2O8初始濃度相同時(shí)，NO2-的脫除率隨溫度升高而增大；

（4）由圖示可知，電極Ⅰ發(fā)生HSO3- →S2O42-反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒計(jì)算生成氧氣的質(zhì)量。

（1）NO3-中N原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)是，配位原子數(shù)為3，無(wú)孤電子對(duì)，NO3-空間構(gòu)型為平面正三角形；

（2）同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，N原子2p能級(jí)半充滿(mǎn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以第一電離能O＜N；同主族元素從上到下第一電離能減小，所以第一電離能S＜O，O、N、S三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>S＜O＜N；

（3）K只與溫度有關(guān)，則Ka = Kc ，Na2S2O8初始濃度相同時(shí)，NO2-的脫除率隨溫度升高而增大，即升高溫度，平衡正向移動(dòng)，所以溫度越高K越大，點(diǎn)a、點(diǎn)b和點(diǎn)c的平衡常數(shù)K的大小關(guān)系為Ka = Kc ＜Kb；

（4）由圖示可知，電極Ⅰ發(fā)生HSO3- →S2O42-反應(yīng)，S元素得電子化合價(jià)降低，電極Ⅰ的電極反應(yīng)式為2HSO3- + 2e-+ 2H+＝S2O42- + 2H2O；NO→N2，N元素化合價(jià)由+2降低為0，處理1 mol NO轉(zhuǎn)移2mol電子，電極Ⅱ的電極反應(yīng)式是2H2O- 4e-＝4H+ +O2↑，根據(jù)得失電子守恒，生成氧氣的質(zhì)量是16g。