Question

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、碳氫化合物轉化成無毒物質，從而減少汽車尾氣污染。已知：}

^{N2(g)+ O2(g)＝2NO(g)     △H＝＋180.5 kJ/mol}

^{2C(s)+ O2(g)＝2CO(g)     △H＝—221.0 kJ/mol}

^{C(s)+ O2(g)＝CO2(g)       △H＝—393. 5 kJ/mol}

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

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

（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。

①相同條件下，Fe (OH)₃、Al(OH)₃、Cr(OH)₃三種物質的溶度積常數最大的是                ，

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

【知識點】熱化學方程式的書寫 電解原理  難溶物的沉淀溶解平衡F1  F4  H5

【答案解析】（1）2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)  △H=-746.5KJ/mol

（2）1:3（3）正極；2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O（4）①Cr(OH)₃、C ②1×10^-15

解析：（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol①
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol②
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol ③
方程式③×2-②-①得NO （g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）
所以△H=（-393.5kJ/mol）×2-（-221.0kJ/mol）-（+180.5kJ/mol）=-746.5 kJ/mol；     
（2）根據反應可知：氨氣被氧化為氮氣，二氧化氮被還原為氮氣
設一氧化氮體積為x，二氧化氮體積為3-x，氨氣的體積為3.5L，根據電子守恒可知：3.5L×3=2x+4×（3-x），
x=0.75L，二氧化氮體積為2.25L，相同條件下，混合氣體中NO和NO₂的體積比等于物質的量之比為：0.75：2.25=1：3；
（3）由圖示知在Ag-Pt電極上NO₃^-發(fā)生還原反應，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負極，A為電源正極，在陰極反應是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應生成N₂，所以陰極上發(fā)生的電極反應式為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O；

（4）①圖象分析判斷，相同條件下，Fe（OH）₃、Al（OH）₃、Cr（OH）₃三種物質的溶度積常數最大的是Cr（OH）₃；曲線上的點為飽和溶液，曲線左邊是未飽和溶液，右邊為過飽和溶液,C點為過飽和溶液要有固體析出，其溶質的沉淀速率大于溶解速率；
②由圖象可知，當PH=9時，c（Fe²⁺）=1×10^-5mol•L^-1，Ksp=c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1×10^-5×（1×10^-5）² =1×10^-15，

【思路點撥】本題考查了熱化學方程式的書寫、電解原理及電極反應書寫、難溶物的沉淀溶解平衡等知識，試題涉及的知識點較多、綜合性強，熟練掌握基本知識并能靈活應用是解題的關鍵。