Question

20．某化學(xué)科研小組對(duì)周?chē)�大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5微米的懸浮顆粒物），其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等．因此，對(duì)PM2.5、SO₂、NO_x燈進(jìn)行研究具有重要意義．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）將PM2.5樣品配成待測(cè)試樣，若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及平均濃度如下表：

離　子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO3-	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(jì)算該試樣的pH=4．
（2））①為減少SO₂的排放，可洗滌含SO₂的煙氣，作為洗滌劑下列物質(zhì)最好選擇a（填字母）．
a．氨水　　　b．Na₂CO₃　　　c．O₂　　　d．NaHSO₃
②濃度均為0.1mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂、NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₃，其中c（NH₄⁺）最大的是（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（填化學(xué)式）．
（3）①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H＞0．汽車(chē)啟動(dòng)后，汽缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，NO的含量增大．
②汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)計(jì)下列反應(yīng)除去CO：2CO（g）═2C（s）+O₂（g）．已知該反應(yīng)的△H＞0，試判斷該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)并簡(jiǎn)述理由否，因△H＞0且△S＜0，則在任何溫度下△G＞0，不可能自發(fā)進(jìn)行．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)溶液中電荷守恒計(jì)算氫離子的濃度，然后求出pH；
（2）①二氧化硫使酸性氧化物和堿或堿性鹽溶液反應(yīng)；
②物質(zhì)的量濃度相等的這幾種溶液中，NH₃•H₂O溶液中c（NH₄⁺）小于銨鹽的c（NH₄⁺），銨根離子水解程度較小，所以要比較銨根離子濃度大小，先比較鹽中銨根離子的系數(shù)，系數(shù)越大，溶液中銨根離子濃度越大，相同系數(shù)的銨鹽溶液，再根據(jù)溶液中其它離子是促進(jìn)銨根離子水解還是抑制銨根離子水解判斷即可；
（3）①依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)原理分析判斷；
②根據(jù)G=△H-T•△S判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行．

解答 解：（1）觀察表格中發(fā)現(xiàn)NH₄⁺水解顯酸性，PM2.5的酸堿性為酸性；試樣的pH值根據(jù)溶液中電荷守恒：c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（NO₃^-）+c（Cl^-）計(jì)算H⁺離子濃度為10^-4，該樣本的pH=4，
故答案為：4；
（2）洗滌含SO₂的煙氣，根據(jù)酸性氧化物的性質(zhì)可選a．氨水 b．Na₂CO₃，而氯化鈣和亞硫酸氫鈉不與二氧化硫反應(yīng)，碳酸鈉堿性較弱，最好選用氨水，
故答案為：a；
②（NH₄）₂Fe（SO₄）₂、（NH₄）₂SO₃中銨根離子系數(shù)是2，NH₄HSO₄中銨根離子系數(shù)都是1，所以（NH₄）₂Fe（SO₄）₂、（NH₄）₂SO₃比NH₄HSO₄的大，（NH₄）₂Fe（SO₄）₂中二價(jià)鐵離子抑制銨根離子水解，濃度最大，
故答案為：（NH₄）₂Fe（SO₄）₂；
（3）①氣缸溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大，原因是溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移；
故答案為：吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，NO的含量增大；
②2CO（g）=2C（s）+O₂（g），該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)．根據(jù)G=△H-T•△S，G＞0，不能實(shí)現(xiàn)，
故答案為：否，因△H＞0且△S＜0，則在任何溫度下△G＞0，不可能自發(fā)進(jìn)行．

點(diǎn)評(píng) 該題考查較為綜合，涉及離子的水解、pH值的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、自由能的應(yīng)用等知識(shí)，題目難度中等，明確反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的條件為解答關(guān)鍵，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系．