Question

汽车尾气中CO、NO_x 以及燃煤废弃中的SO₂都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。

Ⅰ．CH₄(g)+4NO₂(g) = 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)     △H₁= —574 kJ·mol^{- 1} ．

    CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)      △H₂= 一1160 kJ·mol^{- 1}

(1)甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为                                             ；

Ⅱ．吸收SO₂和NO，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下(Ce为铈元素)：

(2)装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce ⁴⁺ 氧化的产物主要是NO₃^- 、NO₂^- ，写出只生成NO₃^- 的离子方程式                                             ；

(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。

①生成的Ce⁴⁺ 从电解槽的         (填字母序号)口流出；

②生成S₂O₄^{2 -} 的电极反应式为                           ；

(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^- 的浓度为a g·L^{- 1} ，要

使1m³该溶液中的NO₂^- 完全转化为NH₄NO₃，至少需向装置Ⅳ

中通入标准状况下的O₂         L。(用含a代数式表示，计算结果保留整数)

Answer 1

【知识点】化学反应与能量  电化学  F1 F2 F3

【答案解析】

解析：（1）△H=（△H1+△H2）/2，消去NO

（2）NO被氧化为硝酸根，Ce⁴⁺被还原为Ce³⁺，酸性环境，缺氧补水，缺氢补氢离子

（3）生成Ce⁴⁺为氧化反应，发生在阳极上，连接电源正极，因此从a口流出

（4）反应物是HSO₃^-被还原成S₂O₄^2-，得到电子

（5）NO₂^-的浓度为a g•L^-1，要使1m³该溶液中的NO₂^-完全转化为NH₄NO₃，则失去电子数目是：1000×(5−3)a/46，设消耗标况下氧气的体积是V，则失电子数目是：V÷22.4×2×(2−0)，根据电子守恒：

1000a×(5−3)÷46=V÷22.4×2×(2−0)，解得V=243a，故答案为：243a．

【思路点拨】本题综合考查学生含氮元素、含硫元素物质的性质知识，注意知识的梳理和归纳是关键，难度中等．