Question

【题目】雾霾含有大量的污染物SO2、NO．工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO2和NO，可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图1（Ce为铈元素）：
（1）装置Ⅰ中的主要离子方程式为 ．
（2）含硫各微粒（H2SO3、HSO3﹣和SO32﹣）存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X（i）与溶液pH的关系如图2所示．①若是0.1mol NaOH反应后的溶液，测得溶液的pH=8时，溶液中个离子由大到小的顺序是 ．
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因： ．
（3）写出装置Ⅱ中，酸性条件下的离子方程式 ．
（4）装置Ⅲ还可以使Ce4+再生，其原理如图3所示．①生成Ce4+从电解槽的（填字母序号）口流出．
②写出与阴极的反应式 ．
（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2﹣的浓度为a gL﹣1 ， 要使1m3该溶液中的NO2﹣完全转化为NH4NO3 ， 需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2L．（用含a代数式表示，计算结果保留整数）

Answer 1

【答案】
（1）SO2+OH﹣=HSO3﹣
（2）c（Na+）＞c（SO32﹣）＞c（HSO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）；HSO3﹣在溶液中存在电离平衡：HSO3﹣?SO32﹣+H+ ， 加CaCl2溶液后，Ca2++SO32﹣=CaSO3↓使电离平衡右移，c（H+）增大
（3）NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3﹣+4H+
（4）a；2HSO3﹣+4H++4e﹣=S2O32﹣+3H2O
（5）243a
【解析】解：（1）二氧化硫是酸性氧化物，能和强碱氢氧化钠之间发生反应：SO2+OH﹣=HSO3﹣ ， NO和氢氧化钠之间不会反应，故答案为：SO2+OH﹣=HSO3﹣；（2）①当溶液的pH=8时，根据图示得到溶液是亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物，离子浓度大小顺序是：c（Na+）＞c（SO32﹣）＞c（HSO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+），故答案为：c（Na+）＞c（SO32﹣）＞c（HSO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）；②NaHSO3溶液中HSO3﹣的电离大于水解，HSO3﹣SO32﹣+H+ ， 溶液显示酸性，加入CaCl2溶液后，Ca2++SO32﹣=CaSO3↓使电离平衡右移，故答案为：HSO3﹣在溶液中存在电离平衡：HSO3﹣SO32﹣+H+ ， 加CaCl2溶液后，Ca2++SO32﹣=CaSO3↓使电离平衡右移，c（H+）增大；（3）在酸性环境下，NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应：NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2﹣+2H+ ， 故答案为：NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3﹣+4H+；（4）①在电解池中，阳极上是Ce3+失电子成为Ce4+的过程，所以生成Ce4+从电解槽的阳极上极a极流出，故答案为：a；②电解池的阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为：2HSO3﹣+4H++4e﹣=S2O32﹣+3H2O，故答案为：2HSO3﹣+4H++4e﹣=S2O32﹣+3H2O；（5）NO2﹣的浓度为a gL﹣1 ， 要使1m3该溶液中的NO2﹣完全转化为NH4NO3 ， 则失去电子数目是： ，设消耗标况下氧气的体积是V，则失电子数目是： ，根据电子守恒： = ，解得V=243a，故答案为：243a． （1）二氧化硫是酸性氧化物，能和强碱之间发生反应；（2）①当溶液的pH=8时，根据图示得到溶液是亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物，根据离子浓度大小比较的方法来回答；②NaHSO3溶液中HSO3﹣的电离大于水解，溶液显示酸性，根据平衡移动原理来回答；（3）在酸性环境下，NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应；（4）在电解池中，阳极上发失去电子的氧化反应，阴极上发生得电子的还原反应；（5）根据氧化还原反应中电子守恒来计算．