Question

(16分)中國環(huán)境監(jiān)測總站數(shù)據(jù)顯示，顆粒物(PM2.5等)為連續(xù)霧霾過程影響空氣質(zhì)量最顯著的污染物，其主要來源為燃煤、機(jī)動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請回答下列問題：

（1） 將PM2.5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(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：

離子	K+	Na+	NH	SO	NO	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(jù)表中數(shù)據(jù)計算PM2.5待測試樣的pH ＝ 。

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

① N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＝ 。

②當(dāng)尾氣中空氣不足時，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式 。

（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(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng) 。

②用化學(xué)平衡移動的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是_____________________。

③用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH）表示），NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量、長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為：Ni(OH)2＋MNiO(OH)＋MH，電池放電時，負(fù)極電極反應(yīng)式為 ； 充電完成時，全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)，若繼續(xù)充電，將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極電極反應(yīng)式為 。

 

Answer 1

（1）4 （3分） （2）①+183 kJ·mol－1 （3分） ②2NO＋2CO2CO2＋N2（2分）

（3）①SO2＋I(xiàn)2＋2H2O＝SO＋2I－＋4H+（2分）②HI分解為可逆反應(yīng)，及時分離出產(chǎn)物H2，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行（2分） ③ MH＋OH－－e－=H2O＋M（2分） O2＋4e－＋2H2O=4OH－（2分）

【解析】

試題分析：（1）在溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等。陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)是：2c(SO)+c(NO)+c(Cl－)=2×4×10－5+1×3×10－5+1×2×10－5=1.3×10－4mol/L,陽離子所帶的正電荷總數(shù)是：c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)=4×10－6+6×10－6+2×10－5=3×10－5 mol/L<1.3×10－4mol/L,因此溶液顯酸性，c(H+)=1.3×10－4mol/L－3×10－5 mol/L=1×10－4mol/L,所以pH=4;（2） ① N2(g)＋O2(g) 2NO(g) △H＝+945 kJ/mol＋498kJ/mol－2×630 kJ/mol=+183 kJ/mol；②NO被CO還原的化學(xué)方程式是2NO＋2CO2CO2＋N2；（3）①SO2和I2在溶液中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硫酸和氫碘酸，用離子方程式表示是SO2＋I(xiàn)2＋2H2O＝SO＋2I－＋4H+；②HI分解為氫氣和I2的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，若及時分離出產(chǎn)物H2，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行從而可以提高H2的產(chǎn)率；③根據(jù)電池的總方程式可知：電池放電時，在負(fù)極MH失去電子形成的H+與溶液中的OH-結(jié)合形成水，電極反應(yīng)式為MH＋OH－－e－=H2O＋M；在陰極上氧氣得到電子形成OH－；電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。

考點：考查溶液中的電荷守恒、熱化學(xué)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、影響化學(xué)平衡的因素、原電池、電解池的反應(yīng)原理及應(yīng)用的知識。