Question

工业上通常用下列方法治理含氮化合物的污染。

^{（1）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。已知：}

^{N2(g)+ O2(g)＝2NO(g)     △H＝＋180.5 kJ/mol}

^{2C(s)+ O2(g)＝2CO(g)     △H＝—221.0 kJ/mol}

^{C(s)+ O2(g)＝CO2(g)       △H＝—393. 5 kJ/mol}

^{写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式                   。}

（2）用NH₃还原NO_x生成N₂和H₂O。现有NO、NO₂的混合气3 L，可用同温同压下3.5 L的NH₃恰好使其完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为            。

（3）电化学降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下，电化学降解NO的原理如图1，A为电源的     极，阴极反应式为                                 。

（4）通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离。图2是某些金属氢氧化物在不同浓度和pH时的沉淀——溶解图像，图中直线上的点表示平衡状态。当溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol·L^-1时，认为该离子沉淀完全。

①相同条件下，Fe (OH)₃、Al(OH)₃、Cr(OH)₃三种物质的溶度积常数最大的是                ，

图中A、B、C三点中表示Fe(OH)₃的沉淀速率大于溶解速率的是               。

②由图可得Fe(OH)₂的溶度积的值为            。

Answer 1

【知识点】热化学方程式的书写 电解原理  难溶物的沉淀溶解平衡F1  F4  H5

【答案解析】（1）2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)  △H=-746.5KJ/mol

（2）1:3（3）正极；2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O（4）①Cr(OH)₃、C ②1×10^-15

解析：（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol①
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol②
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol ③
方程式③×2-②-①得NO （g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）
所以△H=（-393.5kJ/mol）×2-（-221.0kJ/mol）-（+180.5kJ/mol）=-746.5 kJ/mol；     
（2）根据反应可知：氨气被氧化为氮气，二氧化氮被还原为氮气
设一氧化氮体积为x，二氧化氮体积为3-x，氨气的体积为3.5L，根据电子守恒可知：3.5L×3=2x+4×（3-x），
x=0.75L，二氧化氮体积为2.25L，相同条件下，混合气体中NO和NO₂的体积比等于物质的量之比为：0.75：2.25=1：3；
（3）由图示知在Ag-Pt电极上NO₃^-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，在阴极反应是NO₃^-得电子发生还原反应生成N₂，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O；

（4）①图象分析判断，相同条件下，Fe（OH）₃、Al（OH）₃、Cr（OH）₃三种物质的溶度积常数最大的是Cr（OH）₃；曲线上的点为饱和溶液，曲线左边是未饱和溶液，右边为过饱和溶液,C点为过饱和溶液要有固体析出，其溶质的沉淀速率大于溶解速率；
②由图象可知，当PH=9时，c（Fe²⁺）=1×10^-5mol•L^-1，Ksp=c（Fe²⁺）•c²（OH^-）=1×10^-5×（1×10^-5）² =1×10^-15，

【思路点拨】本题考查了热化学方程式的书写、电解原理及电极反应书写、难溶物的沉淀溶解平衡等知识，试题涉及的知识点较多、综合性强，熟练掌握基本知识并能灵活应用是解题的关键。