Question

【題目】污染物的有效去除和資源的充分利用是化學造福人類的重要研究課題．硫、氮氧化物是形成酸雨、霧霾等環(huán)境污染的罪魁禍首，采用合適的措施消除其污染是保護環(huán)境的重要措施．
（1）Ⅰ．研究發(fā)現(xiàn)利用NH3可消除硝酸工業(yè)尾氣中的NO污染．NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為1：3、3：l、4：1時，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖2所示．
①曲線a中，NO的起始濃度為6×10﹣4mg/m3 ， 從A點到B點經(jīng)過0.8s，該時間段內(nèi)NO的脫除速率為mg/（m3s）．
②曲線b對應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是 ， 其理由是
③已知在25℃，101kPa時：
N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=﹣Q1/mol
2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）△H=﹣Q2kJ/mo1
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+Q3kJ/mo1；
請寫出用NH3脫除NO的熱化學方程式 ．
（2）Ⅱ．工業(yè)上還可以變“廢”為“寶”，將霧霾里含有的SO2、NO等污染物轉(zhuǎn)化為Na2S2O4（保險粉）和NH4NO3等化工用品，其生產(chǎn)流程如圖1：①裝置Ⅱ中NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3﹣的反應(yīng)的離子方程式為 ．
②裝置Ⅲ制得Na2S2O4的同時還能讓Ce4+再生，原理如圖3所示．其陰極的電極反應(yīng)式為： ．
③按上述流程處理含有amolSO2、bmolNO的霧霾（b＞a），并制取Na2S2O4和NH4NO3 ． 裝置Ⅰ中SO2、裝置Ⅱ中NO、裝置Ⅲ中HSO3﹣和Ce3+、裝置Ⅳ中NO2﹣全部轉(zhuǎn)化，處理完畢后裝置Ⅱ中Ce4+的剩余量與加入量相比沒有變化，則至少需向裝置Ⅳ中通入標準狀況下的O2L（用含a、b的代數(shù)式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）1.5×10﹣4；3：1；NH3與NO的物質(zhì)的量比值越大，NO的脫除率越大；4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（1）△H=（3Q2﹣2Q1﹣3Q3）KJ/mol
（2）3Ce4++NO+2H2O═3Ce3++NO3﹣+4H+；2HSO3﹣+2e﹣+2H+═S2O42﹣+2H2O；5.6（3b﹣a）
【解析】解：（1）Ⅰ．①曲線a中，NO的起始濃度為6×10﹣4mg/m3 ， A點的脫除率為55%，B點的脫除率為75%，從A點到B點經(jīng)過0.8 s，該時間段內(nèi)NO的脫除速率= =1.5×10﹣4mg/（m3s），所以答案是：1.5×10﹣4；②NH3與NO的物質(zhì)的量的比值越大，NO脫除率越大，故其物質(zhì)的量之比分別為1：3、3：1、4：1時，對應(yīng)的曲線為c、b、a，故曲線b 對應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是3：1，所以答案是：3：1；NH3與NO的物質(zhì)的量比值越大，NO的脫除率越大；②已知在25℃，101kPa時：①N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=﹣Q1/mol②2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）△H=﹣Q2kJ/mo1③N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+Q3kJ/mo1，用NH3脫除NO的化學方程式為4 NH3（g）+6 NO（g）═5 N2（g）+6 H2O（1），可根據(jù)該寺定律，將3×②﹣2×①﹣3×③可得熱化學方程式4 NH3（g）+6 NO（g）═5 N2（g）+6 H2O（1）△H=（3Q2﹣2Q1﹣3Q3）KJ/mol， 所以答案是：4 NH3（g）+6 NO（g）═5 N2（g）+6 H2O（1）△H=（3Q2﹣2Q1﹣3Q3）KJ/mol；（2）Ⅱ．SO2、NO是大氣污染物，通過氫氧化鈉溶液吸收得到亞硫酸氫鈉，一氧化氮不反應(yīng)，通過裝置Ⅱ加入Ce4+氧化還原反應(yīng)得到Ce3+、NO2﹣、NO3﹣等，和亞硫酸氫鈉混合，在電解池中通電電解得到Ce4+循環(huán)使用，獲得Na2S2O4 ， NO2﹣、NO3﹣等加入氨氣和氧氣在裝置Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)得到NH4NO3產(chǎn)品，①裝置Ⅱ中NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3﹣的反應(yīng)的離子方程式為3Ce4++NO+2H2O═3Ce3++NO3﹣+4H+ ， 所以答案是：3Ce4++NO+2H2O═3Ce3++NO3﹣+4H+；
②陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為2HSO3﹣+2e﹣+2H+═S2O42﹣+2H2O，所以答案是：2HSO3﹣+2e﹣+2H+═S2O42﹣+2H2O；（5）amolSO2、bmolNO反應(yīng)后分別生成Na2S2O4、NH4NO3 ， S元素化合價由+4價降低到+3價，N元素化合價由+2價升高到+5價，設(shè)通入xmol氧氣，
由化合價升降總數(shù)相等可知4x+a=3b，x= ，則氧氣的體積為 mol×22.4L/mol=5.6（3b﹣a）L，所以答案是：5.6（3b﹣a）．