题目内容
2014年初，雾覆天气多次肆虐我国中东部地区．加强汽车尾气排放监测和燃煤企业的治理对于减少雾霾具有重要的意义．
（1）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图1所示．该电池中电解质为熔融碳酸盐，CO32-在固体介质中可以自由移动，气体A为 ，正极发生的电极反应式 ．
（2）某化学兴趣小组用如图所示流程，测定标准状况下体积为V L的燃煤烟气中SO2的含量： ．
尾气中SO2的体积分数为 （用含有V、m的代数式表示）．
（3）已知常温下弱电解质的电离平衡常数如下
①若用氨水吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时，则此时溶液呈 性（填“酸”“碱”或“中”）．
②在通入废气的过程中，水的电离程度如何变化．当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为 ．
③可通过电解法使吸收液再生而循环利用（电极均为石墨电极），并生成化工原料硫酸．其工作示意图见图2，试写出生成硫酸的电极反应式 ．
（1）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图1所示．该电池中电解质为熔融碳酸盐，CO32-在固体介质中可以自由移动，气体A为
（2）某化学兴趣小组用如图所示流程，测定标准状况下体积为V L的燃煤烟气中SO2的含量：
尾气中SO2的体积分数为
（3）已知常温下弱电解质的电离平衡常数如下
| NH3?H2O | Kb=1.8×10-5mol?L-1 |
| H2SO3 | Ka1=1.2×10-2mol?L-1 Ka2=1.3×10-8mol?L-1 |
②在通入废气的过程中，水的电离程度如何变化．当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为
③可通过电解法使吸收液再生而循环利用（电极均为石墨电极），并生成化工原料硫酸．其工作示意图见图2，试写出生成硫酸的电极反应式
考点：常见的生活环境的污染及治理,原电池和电解池的工作原理,化学平衡常数的含义
专题：化学平衡专题,电化学专题
分析：（1）由题意知多空电极a为负极，CO在负极发生氧化反应，多空电极b为正极，氧气在正极发生还原反应；
（2）mg是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算二氧化硫的体积，进而计算二氧化硫的体积分数；
（3）①当吸收液失去吸收能力，生成亚硫酸氢铵，根据电离常数的大小可以确定亚硫酸氢铵溶液的酸碱性；
②正盐为亚硫酸铵，根据Kb＞Ka2判断亚硫酸铵溶液的酸碱性及离子浓度的大小；
③由图2可知，硫酸从阳极产生，阴离子交换膜允许阴离子通过，因此为亚硫酸根离子移动阳极放电产生硫酸根离子．
（2）mg是硫酸钡的质量，计算硫酸钡的物质的量，根据硫元素守恒计算二氧化硫的体积，进而计算二氧化硫的体积分数；
（3）①当吸收液失去吸收能力，生成亚硫酸氢铵，根据电离常数的大小可以确定亚硫酸氢铵溶液的酸碱性；
②正盐为亚硫酸铵，根据Kb＞Ka2判断亚硫酸铵溶液的酸碱性及离子浓度的大小；
③由图2可知，硫酸从阳极产生，阴离子交换膜允许阴离子通过，因此为亚硫酸根离子移动阳极放电产生硫酸根离子．
解答：
解：（1）在此原电池中，CO充入负极区，CO失电子在熔融态碳酸盐中生成二氧化碳，氧气充入正极区，得电子与二氧化碳生成碳酸根，
故答案为：CO2；O2+4e-+2CO2=2CO32-；
（2）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为
=
mol，根据硫元素守恒可知二氧化硫的体积为=
mol×22.4L/mol=
L，故尾气中二氧化硫的体积分数为
×100%，
故答案为：
×100%；
（3）①由于Ka1＞Kb＞Ka2，亚硫酸铵溶液水解呈碱性，亚硫酸氢铵溶液水解呈酸性，所以若用氨水吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时所得到的溶液为亚硫酸氢铵溶液，所以显酸性，答案为：酸；
②氨水中水的电离受到抑制，吸收二氧化硫过程中，碱性逐渐减弱，水的电离程度增强，最后生成正盐亚硫酸铵，盐类的水解促进水的电离，因此水的电离程度逐渐增大；正盐为亚硫酸铵，在亚硫酸铵溶液中，由于Kb＞Ka2，故亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子，因此c（NH4+）＞c（SO32-）、c（OH-）＞c（H+），由亚硫酸根离子的两步水解可知c（OH-）＞c（HSO3-），碱性溶液c（H+）最小；氨水中水的电离受到抑制，吸收二氧化硫过程中，碱性逐渐减弱，水的电离程度增强，生成正盐亚硫酸铵时，水解促进水的电离，因此水的电离程度逐渐增大，
故答案为：水的电离程度逐渐增大；c（NH4+）＞c（SO32-）＞c（OH-）＞c（HSO3-）＞c（H+）；
③有图可知，硫酸从阳极产生，因此可以推断亚硫酸根离子通过阴离子交换膜移到阳极放电，根据原子守恒可知：反应物中还要有水参加，故答案为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+．
故答案为：CO2；O2+4e-+2CO2=2CO32-；
（2）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为
| mg |
| 233g/mol |
| m |
| 233 |
| m |
| 233 |
| 22.4m |
| 233 |
| ||
| V |
故答案为：
| 22.4m |
| 233V |
（3）①由于Ka1＞Kb＞Ka2，亚硫酸铵溶液水解呈碱性，亚硫酸氢铵溶液水解呈酸性，所以若用氨水吸收工业废气中的SO2，当吸收液失去吸收能力时所得到的溶液为亚硫酸氢铵溶液，所以显酸性，答案为：酸；
②氨水中水的电离受到抑制，吸收二氧化硫过程中，碱性逐渐减弱，水的电离程度增强，最后生成正盐亚硫酸铵，盐类的水解促进水的电离，因此水的电离程度逐渐增大；正盐为亚硫酸铵，在亚硫酸铵溶液中，由于Kb＞Ka2，故亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子，因此c（NH4+）＞c（SO32-）、c（OH-）＞c（H+），由亚硫酸根离子的两步水解可知c（OH-）＞c（HSO3-），碱性溶液c（H+）最小；氨水中水的电离受到抑制，吸收二氧化硫过程中，碱性逐渐减弱，水的电离程度增强，生成正盐亚硫酸铵时，水解促进水的电离，因此水的电离程度逐渐增大，
故答案为：水的电离程度逐渐增大；c（NH4+）＞c（SO32-）＞c（OH-）＞c（HSO3-）＞c（H+）；
③有图可知，硫酸从阳极产生，因此可以推断亚硫酸根离子通过阴离子交换膜移到阳极放电，根据原子守恒可知：反应物中还要有水参加，故答案为：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+．
点评：本题是运用原电池原理和电解池原理去解题的综合性大题，也是电化学考查的核心知识点，涉及根据电力平衡常数判断水解程度的大小是难点．
练习册系列答案
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①该溶液的pH＜7 ②HA的酸性很弱，A-水解程度较大
③c（A-）+c（HA）=0.02mol?L-1 ④n（A-）+n（OH-）=0.01mol．
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| ||||
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