Question

【題目】污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。硫、氮氧化物是形成酸雨、霧霾等環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)�，采用合適的措施消除其污染是保護(hù)環(huán)境的重要措施。

I．研究發(fā)現(xiàn)利用NH3可消除硝酸工業(yè)尾氣中的NO污染。NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為1:3、3:1、4:1時(shí)，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示。

①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8 s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為___________________mg／(m3．s)。

②曲線b對(duì)應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是_______，其理由是___________________。

（2）已知在25℃，101 kPa時(shí)：

請(qǐng)寫出用NH3脫除NO的熱化學(xué)方程式：_______________________________。

Ⅱ．工業(yè)上還可以變“廢”為“寶”，將霧霾里含有的SO2、NO等污染物轉(zhuǎn)化為Na2S2O4（保險(xiǎn)粉）和NH4NO3等化工用品，其生產(chǎn)流程如下：

含硫各微粒（H2SO3、HSO3-和SO32-）存在于裝置I反應(yīng)后的溶液中，它們的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X(i)與溶液pH的關(guān)系如下圖所示。

①溶液的pH=8時(shí)，溶液中各離子濃度由大到小的順序是_________________。

②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定濃度的CaCl2溶液，溶液中出現(xiàn)渾濁，pH降為2，用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋溶液pH降低的原因：___________________________。

（4）裝置Ⅱ中NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3-的反應(yīng)的離子方程式為______________________。

Answer 1

【答案】 1.5×10－4 3:1 NH3 與NO的物質(zhì)的量比值越大，NO的脫除率越大 4NH3(g)＋6NO(g)=5N2(g)＋6H2O(l) ΔH=－(3Q2＋3Q3－2Q1)kJ/mol c(Na＋)＞c(SO32－)＞c(HSO3－)＞c(OH－) ＞c(H＋) HSO3－在溶液中存在電離平衡：HSO3－SO32－＋H＋，加入CaCl2溶液后， Ca2＋＋SO32－ ===CaSO3↓，使電離平衡向右移，c(H＋)增大 3Ce4＋＋NO＋2H2O===3Ce3＋＋NO3－＋4H＋

【解析】試題分析： I．①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8 s，該時(shí)間段內(nèi)NO的濃度變化為6×10-4mg/m3×（0.75-0.55）=1.2×10-4mg/m3，根據(jù) 計(jì)算脫除速率；②氨氣的濃度越大，NO脫除率越高；（2）根據(jù)蓋斯定律

計(jì)算用NH3脫除NO的焓變；

Ⅱ．(1)①溶液的pH=8時(shí)，圖像中的c(SO32-)＞c(HSO3-)，而c(OH-)=10-6mol/L，遠(yuǎn)大于c(OH-)。

②HSO3-在溶液中存在電離平衡:HSO3-SO32-+H+，加入CaCl2溶液后，Ca2++SO32-= CaSO3↓使電離平衡右移，c(H+)增大。
(3)在酸性條件下裝置Ⅱ中，Ce4+將NO氧化為NO3-或NO2-，本身還原為Ce3+，

解析： I．①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8 s，該時(shí)間段內(nèi)NO的濃度變化為6×10-4mg/m3×（0.75-0.55）=1.2×10-4mg/m3，根據(jù)，NO的脫除速率1.5×10－4 mg／(m3．s) ；

②NH3 與NO的物質(zhì)的量比值越大，NO的脫除率越大，所以b對(duì)應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是3:1；

（2）①

②

③

根據(jù)蓋斯定律②×3＋③×3－①×2得4NH3(g)＋6NO(g)=5N2(g)＋6H2O(l) ΔH=－(3Q2＋3Q3－2Q1)kJ/mol；

Ⅱ．(1)①溶液的pH=8時(shí)，圖像中的c(SO32-)＞c(HSO3-)，而c(OH-)=10-6mol/L，遠(yuǎn)大于c(OH-)，所以溶液中離子濃度為:c(Na+＞c(SO32-)＞c(HSO3-)＞c(OH-)＞c(H+)。

②HSO3-在溶液中存在電離平衡:HSO3-SO32-+H+，加入CaCl2溶液后，Ca2++SO32-= CaSO3↓使電離平衡右移，c(H+)增大。
(3)在酸性條件下裝置Ⅱ中，Ce4+將NO氧化為NO3-或NO2-，本身還原為Ce3+，反應(yīng)離子方程式為3Ce4＋＋NO＋2H2O===3Ce3＋＋NO3－＋4H＋；