Question

（14分）工業(yè)上通常用下列方法治理含氮化合物的污染。

（1）用稀土等催化劑能將汽車尾氣中的CO、NOx、碳氫化合物轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，從而減少汽車尾氣污染。已知：

①N2(g)+ O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5 kJ/mol ②2C(s)+ O2(g)＝2CO(g) △H＝—221.0 kJ/mol

③C(s)+ O2(g)＝CO2(g) △H＝—393. 5 kJ/mol

寫出NO(g)與CO(g)催化轉(zhuǎn)化成N2(g)和CO2(g)的熱化學方程式 。

（2）用NH3還原NOx生成N2和H2O。現(xiàn)有NO、NO2的混合氣3 L，可用同溫同壓下3.5 L的NH3恰好使其完全轉(zhuǎn)化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為 。

（3）電化學降解治理水中硝酸鹽污染。在酸性條件下，電化學降解NO的原理如圖1，A為電源的 極，陰極反應(yīng)式為 。

（4）通過控制溶液的pH對工業(yè)廢水中的金屬離子進行分離。圖2是某些金屬氫氧化物在不同濃度和pH時的沉淀——溶解圖像，圖中直線上的點表示平衡狀態(tài)。當溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時，認為該離子沉淀完全。

①Fe (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三種物質(zhì)的溶度積常數(shù)最大的是 ，

圖中A、B、C三點中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是 。

②由圖可得Fe(OH)2的溶度積的值為 。

 

Answer 1

（1）2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)；ΔH=－746.5KJ/mol；（2） 1:3；（3）正極；2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O；（4） ①Cr(OH)3、C ；②1×10-15。

【解析】

試題分析：③×2－②－①，整理可得：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)；ΔH=－746.5KJ/mol；（2）用NH3還原NOx生成N2和H2O。現(xiàn)有NO、NO2的混合氣3 L，可用同溫同壓下3.5 L的NH3恰好使其完全轉(zhuǎn)化為N2，在反應(yīng)中化合價升降總數(shù)相等，3×2x=3.5×3,解得x=1.75.設(shè)原混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為m：n,則(m+2n)÷(m+n)= 1.75，m：n=1:3 ；（3）電化學降解治理水中硝酸鹽污染。在酸性條件下，電化學降解NO在Ag—Pt電極上得到電子被還原變?yōu)镹2，所以該電極是陰極，B是電源的負極，則A為電源的正極，陰極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O；（4）①Fe (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三種物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)相同，當溶液中金屬離子濃度相同時，哪種微粒的溶液中c(OH-)越大，則根據(jù)沉淀溶度積常數(shù)Ksp=c(M3+)·c3(OH-)的定義可知哪種金屬沉淀物的溶度積常數(shù)就越大，畫一條離子濃度小于1×10-5 mol/L的水平線，會發(fā)現(xiàn)：Cr(OH)3的c(OH-)最大，因此Fe (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三種物質(zhì)的溶度積常數(shù)最大的是Cr(OH)3；圖中A在沉淀溶解平衡先下側(cè)，還沒有達到沉淀溶解平衡，溶解速率大于沉淀速率，物質(zhì)在不斷的溶解；B點處于沉淀溶解平衡中，沉淀速率等于溶解速率，C點處于過飽和狀態(tài)，沉淀速率大于溶解速率。因此A、B、C三點中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是C點；②由圖可得Fe(OH)2的溶度積的值為Ksp(Fe(OH)2)= c(Fe2+)·c2(OH-) =1×10-5× (1×10-5)2 = 1×10-15。

考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)中的計算、電化學的應(yīng)用、沉淀溶解平衡的影響因素的知識。