Question

6．硫和氮氧化物是形成酸雨、霧霾等環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)�，采用合適的措施消除其污染是保護(hù)環(huán)境的重要舉措．
（1）研究發(fā)現(xiàn)利用NH₃可消除硝酸尾氣中的NO污染．NH₃與NO的物質(zhì)的量之比分別為1﹕3、3﹕1、4﹕1時，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示：
①用化學(xué)反應(yīng)方程式表示NH₃消除NO的反應(yīng)原理4NH₃+6NO=5N₂+6H₂O（不用注明反應(yīng)條件）．
②曲線b 對應(yīng)NH₃與NO的物質(zhì)的量之比是3：1．
③曲線a中，NO的起始濃度為6×10^-4mg/m³，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s，該時間段內(nèi)NO的脫除速率為1.5×10^-4 mg/（m³•s）．
（2）NO、NO₂混合氣體能被NaOH溶液吸收生成NaNO₂和NaNO₃，若吸收的溶液中NO₂^-的濃度為ag•L^-1，要使1m³該溶液中的NO₂^-完全轉(zhuǎn)化為NH₄NO₃，至少需通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂243.5aL．（用含a的代數(shù)式表示，計算結(jié)果保留整數(shù)）
（3）SO₂被少許NaOH溶液吸收生成能使pH試紙變紅的NaHSO₃溶液，工業(yè)上可電解NaHSO₃得到重要化工產(chǎn)品Na₂S₂O₄．
①NaHSO₃溶液中離子濃度大小為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．
②寫出生成S₂O₄^2-的電極反應(yīng)式2H⁺+2 HSO₃^-+2e^-=S₂O₄^2-+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①NH₃與NO在一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N₂和H₂O：4NH₃+6NO=5N₂+6H₂O；
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；
③曲線a中，NO的起始濃度為6×10^-4mg/m³，A點(diǎn)的脫除率為55%，B點(diǎn)的脫除率為75%，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8 s，該時間段內(nèi)NO的脫除速率=$\frac{一氧化氮脫硫的變化}{變化時間}$×100%；
（2）NO、NO₂混合氣體能被NaOH溶液吸收生成NaNO₂和NaNO₃，2NaOH+NO+NO₂=2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO₂^-的濃度為ag•L^-1，要使1m³該溶液中的NO₂^-完全轉(zhuǎn)化為NH₄NO₃，則失去電子物質(zhì)的量=$\frac{1000ag}{46g/mol}$×2，1molO₂獲得4mol電子，設(shè)消耗標(biāo)況下氧氣的體積是VL，則有：$\frac{VL}{22.4L/mol}$×4=$\frac{1000ag}{46g/mol}$×2，解得V=243.5a．
（3）①NaHSO₃溶液呈酸性，說明HS的電離程度大于其水解程度；
②HSO₃^-到S₂O₄^2-轉(zhuǎn)化過程中S元素價態(tài)變化（由+4→+3價）可知，HSO₃^-在電解時得到電子生成S₂O₄^2-，結(jié)合電荷守恒和原子守恒配平寫出電極反應(yīng)．

解答 解：（1）①NH₃與NO在一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成N₂和H₂O，結(jié)合原子守恒配平書寫方程式為：4NH₃+6NO=5N₂+6H₂O，
故答案為：4NH₃+6NO=5N₂+6H₂O；
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，
故答案為：3：1；
③曲線a中，NO的起始濃度為6×10^-4mg/m³，A點(diǎn)的脫除率為55%，B點(diǎn)的脫除率為75%，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8 s，該時間段內(nèi)NO的脫除速率=$\frac{（75%-55%）×6×1{0}^{-4}}{0.8s}$=1.5×10^-4mg/（m³•s），
故答案為：1.5×10^-4mg；
（2）NO₂^-的濃度為ag•L^-1，要使1m³該溶液中的NO₂^-完全轉(zhuǎn)化為NH₄NO₃，則失去電子物質(zhì)的量=$\frac{1000ag}{46g/mol}$×2，1molO₂獲得4mol電子，設(shè)消耗標(biāo)況下氧氣的體積是VL，則有：$\frac{VL}{22.4L/mol}$×4=$\frac{1000ag}{46g/mol}$×2，解得V=243.5a，
故答案為：243.5a；
（3）①NaHSO₃溶液呈酸性，說明HS的電離程度大于其水解程度，故溶液中離子濃度大小為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；
②HSO₃^-到S₂O₄^2-轉(zhuǎn)化過程中S元素價態(tài)變化（由+4→+3價）可知，HSO₃^-在電解時得到電子生成S₂O₄^2-，所以其電極反應(yīng)為：2H⁺+2 HSO₃^-+2e^-=S₂O₄^2-+2H₂O，故答案為：2H⁺+2 HSO₃^-+2e^-=S₂O₄^2-+2H₂O．

點(diǎn)評 本題根據(jù)高考命題理念，將化學(xué)基本理論與元素及其化合物的性質(zhì)、圖表數(shù)據(jù)、計算、實(shí)際應(yīng)用等結(jié)合，旨在考查學(xué)生綜合應(yīng)用化學(xué)知識的能力，解答的關(guān)鍵：一是根據(jù)圖分析出NH₃與NO反應(yīng)時，在NO不變的情況下，NH₃的量增加必定提高NO的脫除率，從而得出a、b、c曲線的含義．二是書寫HS→S₂的電極反應(yīng)時，首先根據(jù)S元素的價態(tài)變化，得出得失電子情況，然后注意反應(yīng)介質(zhì)（酸性或堿性）從而得出正確的電極反應(yīng)方程式．