Question

2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部，该地区PM2.5严重超标。研究表明，PM2.5约60%来源于某些气体污染物在空气中转变而成的二次颗粒物。这些气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。因此，控制、治理PM2.5污染源成为环保的重要课题。

（1）研究表明，TiO₂在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，如图所示，OH与NO₂的反应为NO₂＋OHHNO₃。写出OH与NO反应的化学方程式：_____________，该反应中被氧化的元素是        。

（2）如图所示的电解装置能吸收和转化NO₂、NO和SO₂。阴极排出的溶液中含S₂O₄^2-离子，能吸收NO_x气体，生成的SO₃^2-可在阴极区再生。请将S₂O₄^2-吸收NO₂的离子方程式配平，并标明电子转移的方向和数目。

____S₂O₄^2-＋____NO₂＋____OH^－     SO₃^2-＋____N₂＋____

（3）已知上述电解装置阳极反应为：SO₂－2e^－＋2H₂OSO₄^2-＋4H^＋，阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84 L的气体，阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100 g，则被吸收气体中NO₂和NO的物质的量之比为              。

（4）PM2.5产生的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。一般而言，粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自扬尘等；2.5微米以下的细颗粒物（PM2.5）则主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）、挥发性有机物的排放等。请你结合信息，给出降低PM2.5排放的对策（至少两条）：           ______      。

 

Answer 1

【答案】

(本题共8分) （1）NO＋3OH→HNO₃＋H₂O (1分)    +2价的N(1分)

（2）　(3分)

（3）3∶4(2分)    （4）采用新能源、减少机动车有害尾气的排放(1分)

【解析】

试题分析：（1）根据方程式NO₂＋OH→HNO₃可知，活性基团OH具有强氧化性，所以OH具有能把NO氧化生成硝酸。根据原子守恒可知，反应中还应该有水生成，因此反应的化学方程式是NO＋3OH→HNO₃＋H₂O。在反应中NO中＋2价的氮元素化合价升高到＋5价，所以被氧化的元素是氮元素。

（2）根据方程式可知，S₂O₄^2-中S元素的化合价从＋3价升高到＋4价，失去1个电子。NO₂中氮元素的化合价从＋4价降低到0价，得到4个电子，所以根据电子得失守恒可知，氧化剂NO₂与还原剂S₂O₄^2-中S₂O₄^2-的物质的量之比是1:2。根据原子守恒可知，反应中还应该有水生成，所以配平后的方程式应该是。

（3）标准状况下7.84 L的气体的物质的量是7.84L÷22.4L/mol＝0.35mol，设NO₂和NO的物质的量分别是是x和y，则x＋y＝0.35mol。100 g 49%的硫酸中硫酸的质量是49g，物质的量是49g÷98g/mol＝0.5mol，则根据方程式SO₂－2e^－＋2H₂O→SO₄^2-＋4H^＋可知，转移电子的物质的量是0.1mol，所以根据电子得失守恒可知，4x＋2y＝1mol，解得x＝0.15mol、y＝0.20mol，所以被吸收气体中NO₂和NO的物质的量之比为3∶4。

（4）由于2.5微米以下的细颗粒物（PM2.5）主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）、挥发性有机物的排放等，所以要降低PM2.5排放的对策应该是采用新能源、减少机动车有害尾气的排放。

考点：考查氧化还原反应方程式的配平、计算以及有关判断；大气污染以及治理；电解原理的有关应用等