Question

工业上吸收工业尾气SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下（Ce为铈元素）：

（1）Na₂S₂O₄中S元素的化合价为

 

．
（2）写出装置Ⅱ中反应的离子方程式

 

．
（3）装置Ⅲ中电解槽阴极发生的电极反应为

 

．
（4）从装置Ⅳ获得粗产品NH₄NO₃的实验操作依次为

 

、

 

过滤、洗涤等．

Answer 1

考点：二氧化硫的化学性质,氮的氧化物的性质及其对环境的影响

专题：元素及其化合物

分析：一氧化氮、二氧化硫经过盛有氢氧化钠溶液的装置Ⅰ反应生成亚硫酸氢钠，将二氧化硫吸收，剩余的一氧化氮在装置Ⅱ中在酸性环境下，NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应生成硝酸根、亚硝酸根离子，装置Ⅲ中电解亚硫酸氢钠溶液生成Na₂S₂O₄，剩余溶液在装置Ⅳ中通入氧气、氨气发生反应生成硝酸铵，
（1）依据化合价代数和为0；
（2）在酸性环境下，NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应；
（3）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；
（4）根据获得粗产品的实验步骤来分析．

解答： 解：（1）Na₂S₂O₄中钠元素为+1价，氧元素为-2价，依据代数和为0，可知硫元素化合价为+3价；
故答案为：+3；
（2）在酸性环境下，NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应：NO+3Ce⁴⁺+2H₂O=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺，NO+Ce⁴⁺+H₂O=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺；
故答案为：NO+3Ce⁴⁺+2H₂O=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺，NO+Ce⁴⁺+H₂O=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺；
（3）电解池的阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为：2HSO₃^--2e^-+2H⁺=S₂O₄^2-+2H₂O
，故答案为：2HSO₃^--2e^-+2H⁺=S₂O₄^2-+2H₂O；
（4）获得粗产品的实验步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
故答案为：蒸发浓缩  冷却结晶．

点评：本题为工艺流程题，考查了含氮元素、含硫元素物质的性质知识，熟悉相关物质的性质和电解原理是解题关键，题目难度中等．