Question

【题目】科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

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

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

则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H=____________________

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为_____L（标准状况下）。

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离程度_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；请写出Na2SO3溶液中，c(Na+)、c(H2SO3)、c(SO32-)、c(HSO3-)的大小关系：_____。

（4）利用Fe2（SO4）3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8molL﹣1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入_____；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过_____。（常温下，Ksp[Fe(OH) 2]=1.8×10﹣16）

Answer 1

【答案】﹣1160 kJmol-1 6.72 增大 c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(H2SO3) 铁粉 6

【解析】

（1）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－1，③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，根据推出：2×②－①得出：△H=(－867×2＋574)kJ·mol－1=－1160kJ·mol－1；

（2）反应II中发生的反应方程式为2NO2＋4Na2SO3=N2＋4Na2SO4，反应I中转移电子数与反应II中生成N2的物质的量的关系为：5mole－～NO2～0.5molN2，因此反应I中转移3mol电子，则反应II中可生成N2的体积为3×0.5×22.4/5L=6.72L；

（3）NaOH抑制水的电离，反应后生成Na2SO3，SO32－发生水解反应，促进水的电离，因此吸收过程中水的电离程度增大；Na2SO3溶液中：SO32－＋H2OHSO3－＋OH－、HSO3－＋H2OH2SO3＋OH－，水解的程度微弱，第一步水解为主，因此微粒浓度大小顺序是c(Na＋)>c(SO32－)>c(HSO3－)>c(H2SO3)；

（4）为防止Fe2＋被氧化，不引入新的杂质，同时又因为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，因此往往常加入铁粉或铁屑；氢氧化铁达到饱和，c(OH－)=mol·L－1=1×10－8mol·L－1，则pH不超过6。