题目内容

8.SO2、NO是大气污染物.工业上吸收SO2和NO,同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图(Ce为铈元素):

(1)装置Ⅰ中生成HSO3-的离子方程式为SO2+OH-=HSO3-;
(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: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)装置Ⅲ中,电解槽的阳极发生的电极反应为Ce3+-e-═Ce4+;
(4)从装置Ⅳ中获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等.
(5)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O2243aL.(用含a代数式表示,计算结果保留整数)

分析 SO2、NO是大气污染物,通过氢氧化钠溶液吸收得到亚硫酸氢钠,一氧化氮不反应,通过装置Ⅱ加入Ce4+氧化还原反应得到Ce3+、NO2-、NO3-等,和亚硫酸氢钠混合,在电解池中通电电解得到Ce4+循环使用,获得Na2S2O4,NO2-、NO3-等加入氨气和氧气在装置Ⅳ中发生反应得到NH4NO3产品,
(1)二氧化硫是酸性氧化物,能和强碱之间发生反应;
(2)NaHSO3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)在电解池中,阳极上发失去电子的氧化反应;
(4)根据获得粗产品的实验步骤来分析,溶液中得到溶质固体是通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤等操作得到;
(5)根据氧化还原反应中电子守恒来计算.

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:过量的二氧化硫和碱反应生成亚硫酸氢盐,反应的离子方程式为:SO2+OH-=HSO3-,NO和氢氧化钠之间不会反应,故答案为:SO2+OH-=HSO3-;
(2)NaHSO3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)电解池的阳极上发失去电子的氧化反应,流程图分析可知是Ce3+变化为Ce4+,电极反应为:Ce3+-e-═Ce4+,故答案为:Ce3+-e-═Ce4+;
(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;
(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:$\frac{1000a}{46}$×2,设消耗标况下氧气的体积是V,则得到电子数目是:$\frac{V}{22.4}$×4,根据电子守恒:$\frac{1000a}{46}$×2=$\frac{V}{22.4}$×4,解得V=243a,故答案为:243a.

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.

练习册系列答案
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16.碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z]常用作电子材料,磁性材料的添加剂,受热时可分解生成三种氧化物.为了确定其组成,某化学兴趣小组同学设计了如图所示装置进行实验.

(1)请完成下列实验步骤:
①称取3.65g样品置于硬质玻璃管内,称量乙、丙装置的质量;
②按如图所示装置组装好仪器,并检验装置气密性;
③加热甲中玻璃管,当乙装置中不再有气泡产生(填实验现象),停止加热;
④打开活塞a,缓缓通入空气数分钟后,称量乙、丙装置的质量;
⑤计算.
(2)步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中
(3)某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷,为解决这一问题,可选用下列装置中的D(填字母)连接在活塞a前(或装置甲前)(填装置连接位置).

(4)若按正确装置进行实验,测得如下数据:
乙装置的质量/g丙装置的质量/g
加热前80.0062.00
加热后80.3662.88
则该碱式碳酸钴的化学式为Co3(OH)4(CO3)2.
(5)含有Co(AlO2)2的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应,该玻璃的颜色为蓝色.
(6)CoCl2•6H2O常用作多彩水泥的添加剂,以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2•6H2O的一种工艺如下:

已知:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2CO(OH)2Al(OH)2
开始沉淀(PH)2.37.57.63.4
完全沉淀(PH)4.19.79.25.2
①净除杂质时,加入H2O2发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
②加入CoCO3调PH为5.2~7.6,则操作Ⅰ获得的滤渣成分为Fe(OH)3和Al(OH)3.
③加盐酸调整PH为2~3的目的为抑制CoCl2的水解.
④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶(填操作名称)、过滤.

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