题目内容

防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一.
(1)氮肥厂的氨氮废水经过初步处理后可得到低浓度氨氮废水,后续处理流程如下:
低浓度氨氮废水
I
含HNO3废水
II
达标废水
过程I:在硝化细菌作用下,O2将NH4+氧化为NO3-;过程II:加入甲醇,NO3-和甲醇反应转化CO2和N2.请写出过程I步的离子方程式:
 
.
(2)Hg是水体污染的重金属元素之一.水溶液中二价汞的主要存在形态与Cl-、OH-的浓度关系如图1所示[图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物;pC1=-1gc(C1-)]
①下列说法中正确的是
 
.
A.为了抑制Hg2+水解,配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释.
B.当c(C1-)=10-1mol?L-时,汞元素一定全部以HgCl42-形式存在
C.HgCl2是一种弱电解质,其电离方程式是:HgCl2=HgCl++C1-
D.当溶液pH保持在4,pCl由2改变至6时,可使HgCl2转化为Hg(OH)2
②HgCl2又称“升汞”,熔点549K,加热能升华,其晶体是
 
(填晶体类型).
(3)汽车尾气是城市空气污染的一个重要因素,常用以下反应净化汽车尾气:
2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g)
在某温度T1℃下,2L密闭容器中充入NO、CO各0.4mol,测得不同时间的NO和CO物质的量如下表:
时间(s)0246810
n(NO)(mol)0.40.320.260.220.200.20
①根据上表的数据,在图2中画出CO2的物质的量与时间的关系曲线.
②上述反应达到平衡后,继续加入NO、CO、CO2各0.2mol
和N2
 
mol时,平衡不移动.
③在上述条件下该反应能够自发进行,如果把温度从T1℃升高到T2℃,平衡常数K将
 
(填写“变大”、“变小”、“不变”).
④一种CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似燃料电池,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动,负极的反应式为
 
.

考点:常见的生活环境的污染及治理,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素
专题:基本概念与基本理论,元素及其化合物
分析:(1)在硝化细菌作用下,O2将NH4+氧化为NO3-,根据氧化还原反应书写;
(2)①A.根据盐的类型判断溶液酸碱性;
B.当c(C1-)=10-1 mol?L-即pCl=1时,根据图象分析;
C.HgCl2是一种弱电解质,根据溶液中离子存在方式判断电解质电离方式;
D.根据图象可知当溶液pH保持在4,pCl由2改变至6时,根据图片中微粒存在方式判断;
②分子晶体的熔沸点较低;
(3)①根据2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g)以及上表的数据,一氧化氮的消耗量与CO2的生成量成正比作图;
②反应达到平衡后,继续加入NO、CO、CO2各0.2mol和N2,平衡不移动,说明K不变,根据K不变列方程求解;
③根据反应能够自发判断△H,再根据升温平衡移动判断K;
④CO发生氧化反应与O2-结合生成CO32-.
解答: 解:(1)在硝化细菌作用下,O2将NH4+氧化为NO3-,根据氧化还原反应书写方法则反应的离子方程式为:2O2+NH4+═NO3-+2H++H2O,
故答案为:2O2+NH4+═NO3-+2H++H2O;    
(2)①A.Hg2+水解溶液显酸性,所以为了防止Hg2+水解,配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释,故A正确;
B.当c(C1-)=10-1mol?L-即pCl=1时,汞元素主要是以HgCl42ˉ形式存在,故B错误;
C.HgCl2是一种弱电解质,其电离方程式是:2HgCl2?HgCl++HgCl3ˉ,故C错误;
D.根据图象可知当溶液pH保持在4,pCl由2改变至6时,可使HgCl2转化为Hg(OH)2,故D正确;
故选:AD;
②HgCl2又称“升汞”,熔点549K,加热能升华,这说明晶体是分子晶体,故答案为:分子晶体.
(3)①根据2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g)以及上表的数据,一氧化氮的消耗量与CO2的生成量成正比作图,故答案为:;
②由表格数据得  2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g)
          开始 0.4     0.4           0         0
          转化 0.2     0.2           0.2       0.1
          平衡 0.2     0.2           0.2       0.1
故K=
(
0.2
2
) 2×
0.1
2
(
0.2
2
) 2×(
0.2
2
) 2
=5,反应达到平衡后,继续加入NO、CO、CO2各0.2mol
和N2,平衡不移动,说明K不变,所以设加入的氮气为xmol,则K=
(
0.4
2
) 2×
0.1+x
2
(
0.4
2
) 2×(
0.4
2
) 2
=5,解得x=0.3mol,故答案为:0.3mol;

③根据反应能够自发则△G=△H-T△S<0,又根据反应方程式判断△S<0,所以△H<0,故把温度从T1℃升高到T2℃平衡向逆反应方向移动,所以K变小,故答案为:变小;
④负极CO发生氧化反应与O2-结合生成CO2,负极电极反应式为:CO+O2--2e-=CO2,
故答案为:CO+O2--2e-=CO2;
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,比较综合,难度较大.
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