Question

17．SO₂和NO_x都是大氣污染物．
（1）汽車排放的尾氣中含CO和NO，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的NO和CO可通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為兩種無(wú)污染的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO₂+N₂．
（2）采取還原法，用炭粉可將氮氧化物還原．
已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.6kJ•mol^-1     
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
則反應(yīng)C（s）+2NO（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-574.1kJ•mol^-1．
（3）利用氨水可以將SO₂和NO₂吸收，原理如圖1所示：

NO₂被吸收的離子方程式是2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺
（4）利用圖2所示裝置（電極均為惰性電極）也可吸收SO₂，并用陰極排出的溶液吸收NO₂．①b極的電極反應(yīng)式為2HSO₃^-+2H⁺+2e^-=S₂O₄^2-+2H₂O
②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO₂，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，同時(shí)有SO₃^2-生成．該反應(yīng)離子方程式為4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O
（5）已知水的比熱容為4.18×10^-3 kJ•g^-1•℃^-1，10g硫黃在O₂中完全燃燒生成氣態(tài)SO₂，放出的熱量能使500g H₂O的溫度由18℃升至62.4℃，則表示硫黃的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-297 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)CO和NO₂通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器將其轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的兩種氣體是氮?dú)夂投�氧化碳進(jìn)行解答；
（2）已知：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.6kJ•mol^-1 ①
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1 ②
將②-①可得：C（s）+2NO（g）=CO₂（g）+N₂（g），據(jù)此計(jì)算；
（3）根據(jù)圖示可知，二氧化硫溶于氨水后得到的HSO₃^-與二氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，據(jù)此寫出離子方程式；
（4）①b極上HSO₃^-得電子生成S₂O₄^2-；
②依據(jù)在堿性條件下，陰極排出的溶液為S₂O₄^2-，二氧化氮與其發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)猓?br />（5）先根據(jù)H₂O溫度由18℃升至62.4℃利用公式 Q=m•c（t2-t1）求出10g硫磺燃燒共放出熱量，然后求出1mol（32g）硫磺燃燒放出的熱量，從而得到燃燒熱的熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）CO和NO₂通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器將其轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的兩種氣體是氮?dú)夂投�氧化碳，反�?yīng)為2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO₂+N₂，
故答案為：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO₂+N₂；
（2）已知：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.6kJ•mol^-1 ①
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1 ②
將②-①可得：C（s）+2NO（g）=CO₂（g）+N₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1-180.6kJ•mol^-1=-574.1KJ/mol；
故答案為：-574.1；
（3）氨水可以將SO₂和NO₂同時(shí)吸收處理，二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸氫根離子，NO₂被吸收的離子方程式是2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺；
（4）①依據(jù)圖示可知，陰極上HSO₃^-得電子生成S₂O₄^2-，陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)2HSO₃^-+2H⁺+2e^-=S₂O₄^2-+2H₂O；
故答案為：2HSO₃^-+2H⁺+2e^-=S₂O₄^2-+2H₂O；
②陰極排出的溶液為S₂O₄^2-，二氧化氮與其發(fā)生反應(yīng)，S₂O₄^2-中硫元素由+3價(jià)，變?yōu)榱蛩岣�中硫元素�?4價(jià)，S₂O₄^2-被氧化是還原劑；二氧化氮中的氮元素化合價(jià)為+4價(jià)變?yōu)榈獨(dú)?價(jià)，二氧化氮被還原為氧化劑，依據(jù)原子守恒和得失電子守恒可得，發(fā)生的離子方程式為4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O，
故答案為：4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O；
（5）10g硫磺燃燒共放出熱量為：Q=m•c（t2-t1）=500g×4.18×10^-3 kJ•（g•℃）-1×（62.4-18）℃=92.8 kJ，
則1mol（32g）硫磺燃燒放出的熱量為：92.8kJ×32/10=297 kJ，所以硫磺的燃燒熱為 297 kJ•mol^-1，
熱化學(xué)方程式為S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-297 kJ•mol^-1，
故答案為：S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-297 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、氮的氧化物的性質(zhì)以及電解原理的分析應(yīng)用等，題目比較綜合，題目難度中等，明確蓋斯定律的應(yīng)用方法和電解池電極方程式的書寫方法是解題的關(guān)鍵，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．