Question

中國環(huán)境監(jiān)測總站數據顯示，顆粒物（PM_2.5等）為連續(xù)霧霾過程影響空氣質量最顯著的污染物，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等．因此，對PM_2.5、SO₂、NOx等進行研究具有重要意義．請回答下列問題：
（1）將PM_2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣．若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表：

離子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO8-	Cl-
濃度/mol?L-1	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根據表中數據計算PM_2.5待測試樣的pH=

 

．
（2）NO_x是汽車尾氣的主要污染物之一．汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N₂和O₂反應，其能量變化示意圖如下：

①N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=

 

．
②汽車汽油不完全燃燒時還產生CO，有人設想按下列反應除去CO：
2CO（g）=2C（s）+O₂（g），已知該反應的△H＞0，該設想能否實現？

 

．你的依據是

 

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

①用離子方程式表示反應器中發(fā)生的反應

 

．
②用化學平衡移動的原理分析，在HI分解反應中使用膜反應器分離出H₂的目的是

 

．
（4）由Mg可制成“鎂一次氯酸鹽”電池，其裝置示意圖如圖，則鎂電極發(fā)生的電極反應式為

 

，該電池總反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：有關反應熱的計算,化學電源新型電池,pH的簡單計算,二氧化硫的污染及治理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據溶液中電荷守恒計算；
（2）①根據能量變化圖計算反應熱，反應熱=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和；
②根據△H-T△S＞0時，反應不能自發(fā)進行；
（3）①從流程圖可知，在反應器中，I₂氧化SO₂，生成硫酸和HI；
②HI分解是可逆反應，分離出氫氣有利于平衡正向移動．
（4）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂，正極得到電子發(fā)生還原反應，負極失去電子發(fā)生氧化反應．

解答： 解：（1）溶液中電荷守恒：C（K⁺）+C（NH₄⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-）+C（NO₃^-）+C（Cl^-），得C（H⁺）=1×10^-4mol?L^-1，pH值為4，
故答案為：4；
（2）①該反應中的反應熱=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol；
故答案為：+183kJ/mol；
②該反應的反應物有2mol氣體，生成物有1mol氣體，△S＜0，△H＞0，所以，△H-T△S＞0，反應不能自發(fā)進行；
故答案為：不能；該反應是焓增、熵減的反應，△H-T△S＞0；
（3）①從流程圖可知，在反應器中，I₂氧化SO₂，生成硫酸和HI，反應方程式為SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺，故答案為：SO₂+I₂+2H₂O=SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
②HI分解為可逆反應，及時分離出產物H₂，有利于反應正向進行；
故答案為：HI分解為可逆反應，及時分離出產物H₂，有利于反應正向進行；
（4）由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO^-、H₂O反應生成Cl^-與Mg（OH）₂，該電池反應的總反應方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，正極電極反應是ClO-離子得到電子發(fā)生還原反應，電極反應為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，負極電極反應是Mg失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應為：Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂；
故答案為：Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂；Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂．

點評：本題考查的知識點較多，既考查了電化學又考查了反應熱的問題，對學生綜合運用知識能力有一定的要求，特別是根據圖中信息寫電極反應，要求學生有較好從圖中獲取信息的能力，整個題目難度較大．