Question

14．大氣污染物主要成分是SO₂、NO₂、C_xH_y及可吸入顆粒等，主要來(lái)自于燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣和工業(yè)廢氣．
（1）上述成分中能形成酸雨的是SO₂ 和 NO₂（填化學(xué)式）．
（2）煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑之一．利用煤的氣化獲得的水煤氣（主要成分為CO、CO₂和
H₂）在催化劑作用下可以合成綠色燃料甲醇．
已知：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-58.7kJ•mol^-1
CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂=+41.0kJ•mol^-1
CO 與 H₂生成 CH₃OH 氣體反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-99.7 kJ•mol^-1．
（3）空氣質(zhì)子交換法治理SO₂，其原理是將含有SO₂的煙氣與O₂通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)制得硫酸，負(fù)極的電極反應(yīng)式是SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．
（4）濕法吸收工業(yè)尾氣中的NO₂，常選用純堿溶液，將NO₂轉(zhuǎn)化為兩種氮元素的常見含氧酸鹽．反應(yīng)的離子方程式是CO₃^2-+2NO₂=NO₂^-+NO₃^-+CO₂．
（5）用高能電子束激活煙氣（主要成分是SO₂、NO₂、H₂O等），會(huì)產(chǎn)生O₃等強(qiáng)氧化性微粒．煙氣經(jīng)下列過(guò)程可獲得化肥．

該化肥中含有的離子是NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-（填離子符號(hào)）．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要?dú)怏w；
（2）結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式，
①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-58.7kJ•mol^-1
②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂=+41.0kJ•mol^-1
蓋斯定律計(jì)算①-②得到CO 與 H₂生成 CH₃OH 氣體反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（3）原電池中負(fù)極是二氧化硫失電子被氧化為硫酸，結(jié)合電話守恒書寫電極反應(yīng)；
（4）純堿溶液，將NO₂轉(zhuǎn)化為兩種氮元素的常見含氧酸鹽，結(jié)合原子守恒和氧化還原反應(yīng)電子守恒分析反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽；
（5）電子束脫硫技術(shù)是一種物理與化學(xué)方法相結(jié)合的高新技術(shù)．它利用電子加速器產(chǎn)生的等離子體氧化煙氣中的SO₂、NO₂，并與注入的NH₃反應(yīng)，生成硫銨和硝銨化肥，實(shí)現(xiàn)脫硫、脫硝目的；

解答 解：（1）二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要?dú)怏w，
故答案為：SO₂ 和 NO₂；
（2）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-58.7kJ•mol^-1
②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂=+41.0kJ•mol^-1
蓋斯定律計(jì)算①-②得到CO 與 H₂生成 CH₃OH 氣體反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-99.7 kJ•mol^-1，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-99.7 kJ•mol^-1；
（3）空氣質(zhì)子交換法治理SO₂，電解質(zhì)溶液為酸性溶液，其原理是將含有SO₂的煙氣與O₂通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)制得硫酸，負(fù)極的電極反應(yīng)式是：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
（4）純堿溶液，將NO₂轉(zhuǎn)化為兩種氮元素的常見含氧酸鹽，結(jié)合原子守恒和氧化還原反應(yīng)電子守恒分析反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，反應(yīng)的離子方程式為：CO₃^2-+2NO₂=NO₂^-+NO₃^-+CO₂，
故答案為：CO₃^2-+2NO₂=NO₂^-+NO₃^-+CO₂；
（5）在輻射場(chǎng)中，燃煤煙氣中的主要成分O₂、H₂O（氣），吸收高能電子的能量，生成大量反應(yīng)活性極強(qiáng)的活性基團(tuán)和氧化性物質(zhì)，如O、OH、O₃、H₂O．這些氧化性物質(zhì)與氣態(tài)污染物進(jìn)行各種氧化反應(yīng)，舉例如下：
SO₂+2OH→H₂SO₄
NO+O→NO₂
NO₂+OH→HNO₃
生成的H₂SO₄和HNO₃ 與加入的NH₃發(fā)生如下反應(yīng)：
H₂SO₄+2NH₃→（NH₄）₂SO₄
HNO₃+NH₃ →NH₄NO₃，
該化肥中含有的離子是NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-，
故答案為：NH₄⁺、SO₄^2-、NO₃^-；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了環(huán)境保護(hù)和廢氣處理方法，主要是熱化學(xué)方程式書寫、原電池原理應(yīng)用、離子方程式書寫等，注意知識(shí)積累，題目難度中等．