Question

防止和治理環(huán)境污染是當前環(huán)保工作的重要研究內容之一．
（1）氮肥廠的氨氮廢水經過初步處理后可得到低濃度氨氮廢水，后續(xù)處理流程如下：
低濃度氨氮廢水

I

含HNO₃廢水

II

達標廢水
過程I：在硝化細菌作用下，O₂將NH₄⁺氧化為NO₃^-；過程II：加入甲醇，NO₃^-和甲醇反應轉化CO₂和N₂．請寫出過程I步的離子方程式：

 

．
（2）Hg是水體污染的重金屬元素之一．水溶液中二價汞的主要存在形態(tài)與Cl^-、OH^-的濃度關系如圖1所示[圖中的物質或粒子只有Hg（OH）₂為難溶物；pC1=-1gc（C1^-）]
①下列說法中正確的是

 

．
A．為了抑制Hg²⁺水解，配制Hg（NO₃）₂溶液時應將Hg（NO₃）₂固體溶于濃硝酸后再稀釋．
B．當c（C1^-）=10^-1mol?L^-時，汞元素一定全部以HgCl₄^2-形式存在
C．HgCl₂是一種弱電解質，其電離方程式是：HgCl₂=HgCl⁺+C1^-
D．當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl₂轉化為Hg（OH）₂
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點549K，加熱能升華，其晶體是

 

（填晶體類型）．
（3）汽車尾氣是城市空氣污染的一個重要因素，常用以下反應凈化汽車尾氣：
2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）
在某溫度T₁℃下，2L密閉容器中充入NO、CO各0.4mol，測得不同時間的NO和CO物質的量如下表：

時間（s）	0	2	4	6	8	10
n（NO）（mol）	0.4	0.32	0.26	0.22	0.20	0.20

①根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，在圖2中畫出CO₂的物質的量與時間的關系曲線．
②上述反應達到平衡后，繼續(xù)加入NO、CO、CO₂各0.2mol
和N₂

 

mol時，平衡不移動．
③在上述條件下該反應能夠自發(fā)進行，如果把溫度從T₁℃升高到T₂℃，平衡常數(shù)K將

 

（填寫“變大”、“變小”、“不變”）．
④一種CO分析儀的傳感器可測定汽車尾氣是否符合排放標準，該分析儀的工作原理類似燃料電池，其中的固體電解質是Y₂O₃-Na₂O，O^2-可以在其中自由移動，負極的反應式為

 

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Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論,元素及其化合物

分析：（1）在硝化細菌作用下，O₂將NH₄⁺氧化為NO₃^-，根據(jù)氧化還原反應書寫；
（2）①A．根據(jù)鹽的類型判斷溶液酸堿性；
B．當c（C1^-）=10^-1 mol?L^-即pCl=1時，根據(jù)圖象分析；
C．HgCl₂是一種弱電解質，根據(jù)溶液中離子存在方式判斷電解質電離方式；
D．根據(jù)圖象可知當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，根據(jù)圖片中微粒存在方式判斷；
②分子晶體的熔沸點較低；
（3）①根據(jù)2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）以及上表的數(shù)據(jù)，一氧化氮的消耗量與CO₂的生成量成正比作圖；
②反應達到平衡后，繼續(xù)加入NO、CO、CO₂各0.2mol和N₂，平衡不移動，說明K不變，根據(jù)K不變列方程求解；
③根據(jù)反應能夠自發(fā)判斷△H，再根據(jù)升溫平衡移動判斷K；
④CO發(fā)生氧化反應與O^2-結合生成CO₃^2-．

解答： 解：（1）在硝化細菌作用下，O₂將NH₄⁺氧化為NO₃^-，根據(jù)氧化還原反應書寫方法則反應的離子方程式為：2O₂+NH₄⁺═NO₃^-+2H⁺+H₂O，
故答案為：2O₂+NH₄⁺═NO₃^-+2H⁺+H₂O；    
（2）①A．Hg²⁺水解溶液顯酸性，所以為了防止Hg2+水解，配制Hg（NO₃）₂溶液時應將Hg（NO₃）₂固體溶于濃硝酸后再稀釋，故A正確；
B．當c（C1^-）=10^-1mol?L^-即pCl=1時，汞元素主要是以HgCl₄^2ˉ形式存在，故B錯誤；
C．HgCl2是一種弱電解質，其電離方程式是：2HgCl₂?HgCl++HgCl₃ˉ，故C錯誤；
D．根據(jù)圖象可知當溶液pH保持在4，pCl由2改變至6時，可使HgCl2轉化為Hg（OH）₂，故D正確；
故選：AD；
②HgCl₂又稱“升汞”，熔點549K，加熱能升華，這說明晶體是分子晶體，故答案為：分子晶體．
（3）①根據(jù)2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）以及上表的數(shù)據(jù)，一氧化氮的消耗量與CO₂的生成量成正比作圖，故答案為：；
②由表格數(shù)據(jù)得  2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）
          開始 0.4     0.4           0         0
          轉化 0.2     0.2           0.2       0.1
          平衡 0.2     0.2           0.2       0.1
故K=

( 0.2 2 ) 2× 0.1 2

( 0.2 2 ) 2×( 0.2 2 ) 2

=5，反應達到平衡后，繼續(xù)加入NO、CO、CO₂各0.2mol
和N₂，平衡不移動，說明K不變，所以設加入的氮氣為xmol，則K=

( 0.4 2 ) 2× 0.1+x 2

( 0.4 2 ) 2×( 0.4 2 ) 2

=5，解得x=0.3mol，故答案為：0.3mol；

③根據(jù)反應能夠自發(fā)則△G=△H-T△S＜0，又根據(jù)反應方程式判斷△S＜0，所以△H＜0，故把溫度從T₁℃升高到T₂℃平衡向逆反應方向移動，所以K變小，故答案為：變��；
④負極CO發(fā)生氧化反應與O^2-結合生成CO₂，負極電極反應式為：CO+O^2--2e^-=CO₂，
故答案為：CO+O^2--2e^-=CO₂；

點評：本題綜合考查學生含氮元素、含硫元素物質的性質知識，注意知識的梳理和歸納是關鍵，比較綜合，難度較大．