Question

【题目】工业废气中的二氧化硫和氮氧化物是大气主要污染物，脱硫脱氮是环境治理的热点问题。回答下列问题：

（1）已知氮及其化合物发生如下反应：

N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1

则2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH___kJ·mol-1。

（2）利用KMnO4脱除二氧化硫的离子方程式为：___

①□MnO+□SO2+□H2O□MnO+□ +□ 。（在“□”里填入系数，在“__”上填入微粒符号）

②在上述反应中加入CaCO3可以提高SO2去除率，原因是___。

（3）CaSO3与Na2SO4混合浆液可用于脱除NO2，反应过程为：

I.CaSO3(s)+SO(aq)CaSO4(s)+SO(aq)

II.SO(aq)+2NO2(g)+H2O(l)SO(aq)+2NO(aq)+2H+(aq)

浆液中CaSO3质量一定时，Na2SO4的质量与NO2的去除率变化趋势如图所示。

a点后NO2去除率降低的原因是___。

（4）检测烟道气中NOx含量的步骤如下：

I.将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO；

II.加水稀释至100.00mL，量取20.00mL该溶液，与V1mLc1mol·L-1FeSO4标准溶液（过量）充分混合；

III.用c2mol·L-1KMnO4标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗V2mL。

①NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为___。

②滴定过程中主要使用的玻璃仪器有___和锥形瓶等。

③滴定过程中发生下列反应：

3Fe2++NO+4H+=NO↑+3Fe3++2H2O

MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

烟气气样中NOx折合成NO2的含量为__mg·m-3。

Answer 1

【答案】-112 2MnO4-+1SO2+2H2O2MnO42-+ SO42-+4H+ CaCO3与H+作用，c(H+)下降，同时生成的Ca2+与SO42-结合生成CaSO4使得c(SO42-)下降平衡正向移动，从而提高SO2的去除率 a点后c(SO42-)过高时，以反应II平衡的逆向移动为主，NO2去除率降低 2NO+3H2O2=2NO3-+2H++2H2O 酸式滴定管

【解析】

（1）由盖斯定律计算可得；

（2）①二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成锰酸锰、硫酸钾、硫酸和水；

②向反应中加入CaCO3，CaCO3与反应生成的H+和SO42-反应，使H+和SO42-的浓度减小，使平衡向正反应方向移动；

（3）由反应II可知，若硫酸根浓度过大，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的浓度增大；

（4）①一氧化氮与过氧化氢发生氧化还原反应生成硝酸和水；

②KMnO4标准溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管；

③由得失电子数目守恒和氮原子个数守恒计算可得。

（1）将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知，②—①得一氧化氮与氧气反应的热化学方程式2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，则ΔH=（+68kJ·mol-1）—（+180kJ·mol-1）=-112 kJ·mol-1，故答案为：-112；

（2）①二氧化硫具有还原性，高锰酸钾溶液具有强氧化性，二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成锰酸锰、硫酸钾、硫酸和水，则配平的离子方程式为2MnO4-+1SO2+2H2O2MnO42-+SO42-+4H+，故答案为：2MnO4-+1SO2+2H2O2MnO42-+SO42-+4H+；

②向反应中加入CaCO3，CaCO3与反应生成的H+和SO42-反应，使H+和SO42-的浓度减小，使平衡向正反应方向移动，从而可以提高SO2去除率，故答案为：CaCO3与H+作用，c(H+)下降，同时生成的Ca2+与SO42—结合生成CaSO4使得c(SO42-)下降平衡正向移动，从而提高SO2的去除率；

（3）由反应II可知，若硫酸根浓度过大，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的浓度增大，去除率下降，故答案为：a点后c(SO42-)过高时，以反应II平衡的逆向移动为主，NO2去除率降低；

（4）①一氧化氮具有还原性，过氧化氢具有氧化性，一氧化氮与过氧化氢发生氧化还原反应生成硝酸和水，反应的离子方程式为2NO+3H2O2=2NO3-+2H++2H2O，故答案为：2NO+3H2O2=2NO3-+2H++2H2O；

②KMnO4标准溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以滴定过程中应选用酸式滴定管，故答案为：酸式滴定管；

③由得失电子数目守恒可得：n(Fe2+)= 3n(NO3-)+5n(MnO4-)，n(NO3-)=，由氮原子个数守恒可知n(NO2)= n(NO3-)=mol，则烟气气样中NOx折合成NO2的含量为 =mg·m-3，故答案为：。