Question

(18分)NOx、SO2是主要的大氣污染物，科學處理這些污染物對改善人們的生存環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。

（1）利用甲烷催化還原氮氧化物。已知：

CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ?mol-1

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ?mol-1

則CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H= kJ?mol-1。

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

寫出反應Ⅱ的化學方程式 ___________________；已知反應I的化學方程式為2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，若反應I中轉(zhuǎn)移0．5mol電子，則反應Ⅱ中可生成N2的體積

為_________L（標準狀況下）。

（3）常溫下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收過程中水的電離平衡_________移動（填“向左”、“向右”或“不”）；試計算溶液中 。

（常溫下H2SO3的電離常數(shù)：）

（4）利用Fe2(SO4)3溶液也可處理SO2廢氣，其流程如下圖所示。

①簡述用Fe2(SO4)3晶體配制溶液A的方法__________________。

②假設反應過程中溶液的體積不變，A、C兩溶液的pH大小關系為：pH___pH。（填

“>”、“=”或“<”）。

③設計實驗驗證溶液B是否仍具有處理廢氣的能力，簡述實驗的操作、現(xiàn)象和結(jié)論_____________________________________________________________________________。

 

Answer 1

(l)—11601。（2）2NO2+4Na2SO3N2+4Na2SO4；1.12L。（3）向右；60。（4）①先將Fe2(SO4)3晶體溶于一定濃度的硫酸，再加水稀釋到所需的濃度。②＜。③取所得溶液少許，滴加硫氰酸鉀溶液，若溶液變血紅色，說明溶液B具有處理廢氣的能力，反之，不具有。

【解析】

試題分析：(l)已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ?mol-1

②CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ?mol-1，根據(jù)蓋斯定律：②×2—①，

則CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=—1160kJ?mol-1。（2）根據(jù)題給流程圖知，反應Ⅱ為二氧化氮與亞硫酸鈉溶液反應生成氮氣和硫酸鈉，化學方程式為2NO2+4Na2SO3N2+4Na2SO4；由反應I知，生成1molNO2轉(zhuǎn)移5mol電子，若反應I中轉(zhuǎn)移0．5mol電子，則反應Ⅰ 中生成0.1molNO2，由反應Ⅱ可知，生成N2的物質(zhì)的量為0.05mol，標準狀況下體積為1.12L。（3）常溫下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收過程中溶液由強堿溶液轉(zhuǎn)化為水解呈堿性的鹽溶液，水的電離平衡向右移動；由H2SO3的二級電離常數(shù)表達式表達式知， =Ka2/c(H＋)=6.0×10—8/10—9=60。（4）①用Fe2(SO4)3晶體配制Fe2(SO4)3溶液時要注意防止鐵離子水解，方法是先將Fe2(SO4)3晶體溶于一定濃度的硫酸，再加水稀釋到所需的濃度。②由題給流程知，該過程中發(fā)生的總反應為：2SO2+O2+2H2O==2H2SO4，A、C兩溶液的pH大小關系為：pHA＜pHC。③驗證溶液B是否仍具有處理廢氣的能力，即為檢驗溶液B中是否含有鐵離子，實驗的操作、現(xiàn)象和結(jié)論是取所得溶液少許，滴加硫氰酸鉀溶液，若溶液變血紅色，說明溶液B具有處理廢氣的能力，反之，不具有。

考點：考查焓變的計算、蓋斯定律，氧化還原方程式的書寫、電子守恒法和關系式法計算，水的電離、電離常數(shù)的計算及溶液的配制、離子檢驗。