Question

2013年初，霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部，該地區(qū)PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)。研究表明，PM2.5約60%來(lái)源于某些氣體污染物在空氣中轉(zhuǎn)變而成的二次顆粒物。這些氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機(jī)物。因此，控制、治理PM2.5污染源成為環(huán)保的重要課題。

（1）研究表明，TiO₂在紫外線照射下會(huì)使空氣中的某些分子產(chǎn)生活性基團(tuán)OH，如圖所示，OH與NO₂的反應(yīng)為NO₂＋OHHNO₃。寫(xiě)出OH與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________，該反應(yīng)中被氧化的元素是        。

（2）如圖所示的電解裝置能吸收和轉(zhuǎn)化NO₂、NO和SO₂。陰極排出的溶液中含S₂O₄^2-離子，能吸收NO_x氣體，生成的SO₃^2-可在陰極區(qū)再生。請(qǐng)將S₂O₄^2-吸收NO₂的離子方程式配平，并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

____S₂O₄^2-＋____NO₂＋____OH^－     SO₃^2-＋____N₂＋____

（3）已知上述電解裝置陽(yáng)極反應(yīng)為：SO₂－2e^－＋2H₂OSO₄^2-＋4H^＋，陰極生成的吸收液每吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下7.84 L的氣體，陽(yáng)極區(qū)新生成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%的硫酸100 g，則被吸收氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量之比為              。

（4）PM2.5產(chǎn)生的主要來(lái)源是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣排放等過(guò)程中經(jīng)過(guò)燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)。一般而言，粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來(lái)自揚(yáng)塵等；2.5微米以下的細(xì)顆粒物（PM2.5）則主要來(lái)自化石燃料的燃燒（如機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣、燃煤）、揮發(fā)性有機(jī)物的排放等。請(qǐng)你結(jié)合信息，給出降低PM2.5排放的對(duì)策（至少兩條）：           ______      。

 

Answer 1

【答案】

(本題共8分) （1）NO＋3OH→HNO₃＋H₂O (1分)    +2價(jià)的N(1分)

（2）　(3分)

（3）3∶4(2分)    （4）采用新能源、減少機(jī)動(dòng)車(chē)有害尾氣的排放(1分)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)方程式NO₂＋OH→HNO₃可知，活性基團(tuán)OH具有強(qiáng)氧化性，所以O(shè)H具有能把NO氧化生成硝酸。根據(jù)原子守恒可知，反應(yīng)中還應(yīng)該有水生成，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式是NO＋3OH→HNO₃＋H₂O。在反應(yīng)中NO中＋2價(jià)的氮元素化合價(jià)升高到＋5價(jià)，所以被氧化的元素是氮元素。

（2）根據(jù)方程式可知，S₂O₄^2-中S元素的化合價(jià)從＋3價(jià)升高到＋4價(jià)，失去1個(gè)電子。NO₂中氮元素的化合價(jià)從＋4價(jià)降低到0價(jià)，得到4個(gè)電子，所以根據(jù)電子得失守恒可知，氧化劑NO₂與還原劑S₂O₄^2-中S₂O₄^2-的物質(zhì)的量之比是1:2。根據(jù)原子守恒可知，反應(yīng)中還應(yīng)該有水生成，所以配平后的方程式應(yīng)該是。

（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下7.84 L的氣體的物質(zhì)的量是7.84L÷22.4L/mol＝0.35mol，設(shè)NO₂和NO的物質(zhì)的量分別是是x和y，則x＋y＝0.35mol。100 g 49%的硫酸中硫酸的質(zhì)量是49g，物質(zhì)的量是49g÷98g/mol＝0.5mol，則根據(jù)方程式SO₂－2e^－＋2H₂O→SO₄^2-＋4H^＋可知，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.1mol，所以根據(jù)電子得失守恒可知，4x＋2y＝1mol，解得x＝0.15mol、y＝0.20mol，所以被吸收氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量之比為3∶4。

（4）由于2.5微米以下的細(xì)顆粒物（PM2.5）主要來(lái)自化石燃料的燃燒（如機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣、燃煤）、揮發(fā)性有機(jī)物的排放等，所以要降低PM2.5排放的對(duì)策應(yīng)該是采用新能源、減少機(jī)動(dòng)車(chē)有害尾氣的排放。

考點(diǎn)：考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平、計(jì)算以及有關(guān)判斷；大氣污染以及治理；電解原理的有關(guān)應(yīng)用等