Question

防治環(huán)境污染是當(dāng)前環(huán)保工作的重要研究?jī)?nèi)容之一．二氧化硫和氮氧化物是大氣的主要污染物．
（1）將1.5mol SO₂用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后，假設(shè)硫元素不損失，理論上可得到

 

g石膏（CaSO₄?2H₂O）．
（2）用CH₄消除NO_x污染的化學(xué)方程式為：
CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O；       CH₄+2NO₂=N₂+CO₂+2H₂O
現(xiàn)有11.2L NO₂、NO的混合氣體NO_x，將其還原為N₂，需要4.48L 的CH₄，則混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)的量之比為

 

．（體積都已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）
（3）（a）常溫下用氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x轉(zhuǎn)變?yōu)镹₂，同時(shí)ZnFe₂O_y轉(zhuǎn)變?yōu)閆nFe₂O₄．若2mol　ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol　N₂，則y=

 

．
（b）氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_z化學(xué)式的氧化物形式為aZnO?bFeO?cFe₂O₃．已知1mol　ZnFe₂O_z最多能使4.0L（標(biāo)況）NO_1.4轉(zhuǎn)化為N₂．則上述氧化物形式的化學(xué)式可具體表示為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：復(fù)雜化學(xué)式的確定,二氧化硫的污染及治理,有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：（1）根據(jù)S元素守恒n（CaSO₄?2H₂O）=n（SO₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算石膏的質(zhì)量；
（2）令混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，結(jié)合混合氣體的體積及消耗的氧氣的體積列方程計(jì)算；
（3）（a）依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒計(jì)算ZnFe₂O_y中Fe元素化合價(jià)，再根據(jù)化合物中的元素化合價(jià)代數(shù)為0計(jì)算y的值；
（b）依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒計(jì)算ZnFe₂O_z中Fe元素化合價(jià)，根據(jù)化合價(jià)確定+2Fe與+3價(jià)Fe的原子數(shù)目之比，據(jù)此書(shū)寫(xiě)氧化物氧化物形式的化學(xué)式；再根據(jù)化合物中的元素化合價(jià)代數(shù)為0計(jì)算z的值，據(jù)此改寫(xiě)．

解答： 解：（1）根據(jù)S元素守恒n（CaSO₄?2H₂O）=n（SO₂）=1.5mol，故石膏的質(zhì)量為1.5mol×172g/mol=258g，
故答案為：258；
（2）11.2L NO₂、NO的混合氣體的物質(zhì)的量為

11.2L

22.4L/mol

=0.5L，4.48L的CH₄的物質(zhì)的量為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，令混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

x+y=0.5 1 2 x+ 1 4 y=0.2

，解得：x=0.3，y=0.2，故答案為：3：2；
（3）（a）2mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol N₂，則ZnFe₂O_y被還原為ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_y中鐵元素的化合價(jià)為a，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.5mol×2×4，解得a=2，化合價(jià)代數(shù)和為0，則2+2×2=2y，解得y=3，故答案為：3；
（b）1molZnFe₂O_z最多能使4.0L（標(biāo)況）NO_1.4轉(zhuǎn)化為N₂，則ZnFe₂O_z被還原為ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_z中鐵元素的化合價(jià)為b，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知1mol×2×（3-b）=

4L

22.4L/mol

×2.8，解得b=2.75，令+2Fe與+3價(jià)Fe的原子數(shù)目之比為m：n，根據(jù)平均化合價(jià)，則2m+3n=2.75m+2.75n，整理得m：n=1：3，氧化物化學(xué)式為aZnO?2FeO?3Fe₂O₃，化學(xué)式中n（Fe）=2n（Zn），故a=4，即氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_z的氧化物形式為4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃，故答案為：4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃．

點(diǎn)評(píng)：本題以消除NO_x污染治理為載體，考查混合物有關(guān)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、根據(jù)方程式的計(jì)算等，題目計(jì)算量較大，數(shù)據(jù)繁瑣，是對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)的考驗(yàn)，難度較大，為易錯(cuò)題．