Question

2013年1月13日．北京市發(fā)布了北京氣象史上首個霾橙色預(yù)警，部分地區(qū)PM2.5實時濃度一度超過900微克/立方米．PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，又稱“可入肺顆粒”，這種有毒顆粒物的主要來源是汽車尾氣、生活燃煤產(chǎn)生的廢氣以及工業(yè)廢氣等．
（1 ）在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)換器，可有效減少CO、氮氧化物和碳?xì)浠�合�?nbsp;等有害氣體的排放．在轉(zhuǎn)換器的前半部，CO和氮氧化物在催化劑的作用下，生成可參 與大氣循環(huán)的兩種無毒氣體，其化學(xué)方程式為

 

（氮氧化合物用NO_x表示）．在轉(zhuǎn)換器的后半部，參與的烴及CO在催化劑的作用下被氧化生成

 

兩種無毒物質(zhì)．
（2）氨氣也可用來處理氮氧化合物．如在一定條件下，氮氣與NO₂反應(yīng)生成氮氣和水．若某廠排出的氣體中NO₂的含量為0.6%（體積分?jǐn)?shù)），則處理1m³這種廢氣需要相同條件下氨氣的體積至少為

 

L．
（3 ）利用鈉堿循環(huán)法可脫除工業(yè)廢氣中的SO₂．
①在鈉堿循環(huán)法中，利用亞硫酸鈉溶液作為吸收液，該反應(yīng)的離子方程式為

 

；

n（SO32-）：n（HSO3-）	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

當(dāng)吸收液呈酸性時，溶液中離子濃度的正確關(guān)系是

 

；
A．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）
B．c（Na⁺）＜2c（SO₃^2-）+（HSO₃^-）
C．c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
（4）治理含SO₂的氣體也可利用原電池原理，用SO₂和O₂來制備硫酸，裝置如圖所示．電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸．
①B極的電極反應(yīng)式為

 

．
②溶液中H⁺的移動方向為由

 

極區(qū)到

 

極區(qū)．（填“A”或“B”）
（5）為了測定某硫酸廠周圍的空氣中二氧化硫的含量，某學(xué)習(xí)小組取1m³（已折算 成標(biāo)準(zhǔn)狀況）該地區(qū)空氣，通入裝有過量溴水溶液的吸收瓶中，充分反應(yīng)．在吸收后的水 溶液中加人足量BaCl₂溶液，生成白色沉淀0.12g．則該空氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論,電化學(xué)專題,元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)特點和元素守恒進行分析；
（2）結(jié)合反應(yīng)的方程式計算；
（3）①根據(jù)原料配平即可；
 ②根據(jù)守恒關(guān)系及表中數(shù)據(jù)進行分析；
（4）本題為SO₂與O₂反應(yīng)生成SO₃，SO₃再與水化合生成硫酸，根據(jù)硫酸的出口判斷正負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，原電池放電時，電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動；
（5）利用關(guān)系式：SO₂～SO₄^2-～BaSO₄，根據(jù)BaSO₄沉淀的質(zhì)量求出SO₂的體積，最后求出體積分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）該反應(yīng)中反應(yīng)物是氮氧化物和一氧化碳，生成物是氮氣和二氧化碳，反應(yīng)條件是催化劑和加熱，所以該反應(yīng)方程式為2NO_x+2xCO

催化劑  .

N₂+2xCO₂，
故答案為：2NO_x+2xCO

催化劑  .

N₂+2xCO₂  CO₂和 H₂O
（2）發(fā)生反應(yīng)為8NH₃+6NO₂═7N₂+12H₂0，
工廠排出的氣體中二氧化氮為1×m³×0.6%=0.006m³=6L，
由8NH₃+6NO₂═7N₂+12H₂0，可知需要氨氣6L×

8

6

=8L，
故答案為：8；
（3）①利用亞硫酸鈉溶液作為吸收液吸收SO₂，該反應(yīng)的離子方程式為 SO₃^2-+SO₂+H₂O═2HSO₃^-，故答案為：SO₃^2-+SO₂+H₂O═2HSO₃^-；
②A、利用物料守恒列式：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），故A錯誤；
B、因為溶液顯酸性，故c（H⁺）＞c（OH^-），結(jié)合電荷守恒式c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），可得c（Na⁺）＜2c（SO₃^2-）+（HSO₃^-），故B正確
C、當(dāng)n（SO₃²）：n（HSO₃^-）=1：1時，pH為7.2，根據(jù)表中變化規(guī)律可知酸性時，n（SO₃²）＜n（HSO₃^-），所以c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（SO₃^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故C正確；
故答案為：BC；
（4）該原電池中，負(fù)極上失電子被氧化，所以負(fù)極通入的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子；正極上通入的是氧氣，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，根據(jù)硫酸和水的出口方向知，B極是負(fù)極，A極是正極，所以B極上的電極反應(yīng)式為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，原電池放電時，氫離子由負(fù)極B移向正極A，故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺；B；A；
（5）利用關(guān)系式：SO₂ ～SO₄^2-～BaSO₄，
             n（SO₂）=n（BaSO₄）=

0.12

233

mol
1L空氣中SO₂的體積為22.4L/mol×

0.12

233

mol=0.0115L，SO₂的體積分?jǐn)?shù)為

0.0115L

1L

×100%=1.15×10^-3%，
故答案為：1.15×10^-3%．

點評：本題考查了化學(xué)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式的書寫、離子濃度大小等問題，綜合性較強．