Question

SO₂、NO_x是重要的空气污染源，必须经过处理后才能排放．一种工业尾气含SO₂、O₂、N₂和CO₂，某同学采用图示装置来测定该尾气中SO₂的含量．
（1）实验过程中将观察到的现象是

 

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（2）若该测定实验在标准状况下进行，且已知酸性高锰酸钾溶液的体积和浓度．现要通过上述装置测定尾气中SO₂的体积分数，实验过程中，在已知尾气流速（恒定）的情况下，还需测定的数据是

 

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（3）有专家提出：利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂氧化为SO₄^2-而实现SO₂的处理（总反应为2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄）．已知，尾气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，一个反应为4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，另一反应的离子方程式为

 

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（4）处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-1160kJ?mol^-1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：

 

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Answer 1

分析：（1）二氧化硫具有还原性，可以被高锰酸钾氧化；
（2）根据标准状况下二氧化硫和高锰酸钾的量之间的关系以及气体的流速和气体的体积、时间之间的关系来回答；
（3）三价铁离子具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者之间可以发生氧化还原反应；
（4）根据盖斯定律计算化学反应的焓变，并书写热化学方程式．

解答：解：（1）二氧化硫具有还原性，可以被高锰酸钾氧化，所以当尾气通过高锰酸钾溶液时会看到紫红色退去，
故答案为：酸性高锰酸钾溶液的紫红色逐渐褪去；
（2）根据标准状况下二氧化硫和高锰酸钾的量之间的关系可以计算二氧化硫的体积，气体的流速×高锰酸钾溶液退色的时间=气体的体积，所以还需测定的数据是溶液退色的时间，
故答案为：溶液退色的时间；
（3）三价铁离子具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者之间可以发生氧化还原反应，即SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-1160kJ?mol^-1
由盖斯定律（①+②）×

1

2

得到CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-867kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-867kJ?mol^-1．

点评：本题考查学生二氧化硫的化学性质以及热化学方程式的书写以及盖斯定律的应用知识，注意知识之间的联系，难度不大．