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、霧霾等環境污染的罪魁禍首，采用合適的措施消除其污染是保護環境的重要措施。

I．研究發現利用NH3可消除硝酸工業尾氣中的NO污染。NH3與NO的物質的量之比分別為1:3、3:1、4:1時，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示。

①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點到B點經過0.8 s，該時間段內NO的脫除速率為___________________mg／(m3．s)。

②曲線b對應的NH3與NO的物質的量之比是_______，其理由是___________________。

（2）已知在25℃，101 kPa時：

請寫出用NH3脫除NO的熱化學方程式：_______________________________。

Ⅱ．工業上還可以變“廢”為“寶”，將霧霾里含有的SO2、NO等污染物轉化為Na2S2O4（保險粉）和NH4NO3等化工用品，其生產流程如下：

含硫各微粒（H2SO3、HSO3-和SO32-）存在于裝置I反應后的溶液中，它們的物質的量分數X(i)與溶液pH的關系如下圖所示。

①溶液的pH=8時，溶液中各離子濃度由大到小的順序是_________________。

②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定濃度的CaCl2溶液，溶液中出現渾濁，pH降為2，用化學平衡移動原理解釋溶液pH降低的原因：___________________________。

（4）裝置Ⅱ中NO轉變為NO3-的反應的離子方程式為______________________。

Answer 1

【答案】 1.5×10－4 3:1 NH3 與NO的物質的量比值越大，NO的脫除率越大 4NH3(g)＋6NO(g)=5N2(g)＋6H2O(l) ΔH=－(3Q2＋3Q3－2Q1)kJ/mol c(Na＋)＞c(SO32－)＞c(HSO3－)＞c(OH－) ＞c(H＋) HSO3－在溶液中存在電離平衡：HSO3－SO32－＋H＋，加入CaCl2溶液后， Ca2＋＋SO32－ ===CaSO3↓，使電離平衡向右移，c(H＋)增大 3Ce4＋＋NO＋2H2O===3Ce3＋＋NO3－＋4H＋

【解析】試題分析： I．①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點到B點經過0.8 s，該時間段內NO的濃度變化為6×10-4mg/m3×（0.75-0.55）=1.2×10-4mg/m3，根據 計算脫除速率；②氨氣的濃度越大，NO脫除率越高；（2）根據蓋斯定律

計算用NH3脫除NO的焓變；

Ⅱ．(1)①溶液的pH=8時，圖像中的c(SO32-)＞c(HSO3-)，而c(OH-)=10-6mol/L，遠大于c(OH-)。

②HSO3-在溶液中存在電離平衡:HSO3-SO32-+H+，加入CaCl2溶液后，Ca2++SO32-= CaSO3↓使電離平衡右移，c(H+)增大。
(3)在酸性條件下裝置Ⅱ中，Ce4+將NO氧化為NO3-或NO2-，本身還原為Ce3+，

解析： I．①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，從A點到B點經過0.8 s，該時間段內NO的濃度變化為6×10-4mg/m3×（0.75-0.55）=1.2×10-4mg/m3，根據，NO的脫除速率1.5×10－4 mg／(m3．s) ；

②NH3 與NO的物質的量比值越大，NO的脫除率越大，所以b對應的NH3與NO的物質的量之比是3:1；

（2）①

②

③

根據蓋斯定律②×3＋③×3－①×2得4NH3(g)＋6NO(g)=5N2(g)＋6H2O(l) ΔH=－(3Q2＋3Q3－2Q1)kJ/mol；

Ⅱ．(1)①溶液的pH=8時，圖像中的c(SO32-)＞c(HSO3-)，而c(OH-)=10-6mol/L，遠大于c(OH-)，所以溶液中離子濃度為:c(Na+＞c(SO32-)＞c(HSO3-)＞c(OH-)＞c(H+)。

②HSO3-在溶液中存在電離平衡:HSO3-SO32-+H+，加入CaCl2溶液后，Ca2++SO32-= CaSO3↓使電離平衡右移，c(H+)增大。
(3)在酸性條件下裝置Ⅱ中，Ce4+將NO氧化為NO3-或NO2-，本身還原為Ce3+，反應離子方程式為3Ce4＋＋NO＋2H2O===3Ce3＋＋NO3－＋4H＋；