Question

17．二氧化硫、一氧化氮是大气污染物．吸收二氧化硫和一氧化氮，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如图1（Ce为铈元素）：

（1）装置Ⅰ中生成HSO₃^-的离子方程式为SO₂+OH^-=HSO₃^-．
（2）含硫各微粒（H₂SO₃、HSO₃^-和SO₃^2-）存在于二氧化硫与氢氧化钠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下列说法正确的是ac（填字母序号）．
A． pH=8时，溶液中c（HSO₃^-）＜c（SO₃^2-）
B． pH=7时，溶液中 c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）
C． 为获得尽可能纯的NaHSO₃，可将溶液的pH控制在4-5左右
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降低的原因：HSO₃^-在溶液中存在电离平衡：HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺，加CaCl₂溶液后，Ca²⁺+SO₃^2-=CaSO₃↓使电离平衡右移，c（H⁺）增大．
（3）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce⁴⁺氧化的产物主要是NO₃^-、NO₂^-，写出生成NO₃^-的离子方程式NO+2H₂O+3Ce⁴⁺=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺．

Answer 1

分析 （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；

解答 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）①a、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（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-），故a正确；
b．pH=7时，溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），溶液中存在电荷守恒：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），故溶液中c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-），故b错误；
c．图象可知，为获得尽可能纯的NaHSO₃，可将溶液的pH控制在4～5左右．故c正确；
故答案为：ac；
②NaHSO₃溶液中HSO₃^-的电离大于水解，HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺，溶液显示酸性，加入CaCl₂溶液后，Ca²⁺+SO₃^2-=CaSO₃↓使电离平衡右移，
故答案为：HSO₃^-在溶液中存在电离平衡：HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺，加CaCl₂溶液后，Ca²⁺+SO₃^2-=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+2H₂O+3Ce⁴⁺=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺，
故答案为：NO+2H₂O+3Ce⁴⁺=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺；

点评 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．