工业生产中产生的SO2.NO直接排放将对大气造成严重污染．利用电化学原理吸收SO2和NO.同时获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的工艺流程图如图1．请回答下列问题．(1)装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO-2的离子方程式NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+．(2)取装置Ⅰ中的吸收液vmL.用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定．酸性高锰酸钾溶液应装在酸式� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．工业生产中产生的SO₂、NO直接排放将对大气造成严重污染．利用电化学原理吸收SO₂和NO，同时获得 Na₂S₂O₄和 NH₄NO₃产品的工艺流程图如图1（Ce为铈元素）．

请回答下列问题．
（1）装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO-2的离子方程式NO+H₂O+Ce⁴⁺=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺．
（2）取装置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定．酸性高锰酸钾溶液应装在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，判断滴定终点的方法是滴入最后一滴溶液呈紫红色且半分钟颜色不变．
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如图2所示．图2中右侧反应室中发生的主要电极反应式为
2HSO₃^-+2H⁺+2e-=S₂O₄^2-+2H₂O．

分析装置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物，能和强碱氢氧化钠之间发生反应：SO₂+OH^-=HSO₃^-，NO和氢氧化钠之间不会反应，装置Ⅱ中NO在酸性条件下，NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应：NO+H₂O+Ce⁴⁺=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺，NO+2H₂O+3Ce⁴⁺=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺，装置Ⅲ中，在电解槽的阳极2Ce³⁺-2e^-=2Ce⁴⁺，阴极电极反应式为：2HSO₃^-+2H⁺+2e-=S₂O₄^2-+2H₂O，装置Ⅳ中通入氨气、氧气，2NO₂^-+O₂+2H⁺+2NH₃=2NH₄⁺+2NO₃^-，
（1）在酸性环境下，NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应；
（2）酸式滴定管只能盛放酸性溶液、碱式滴定管只能盛放碱性溶液；酸性高锰酸钾具有强氧化性，能氧化碱式滴定管橡皮管；原溶液无色，KMnO₄为紫红色，当溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反应完全时，溶液呈紫红色且半分钟颜色不变；
（3）生成Ce⁴⁺为氧化反应，发生在阳极上，反应物是HSO₃^-被还原成S₂O₄^2-，得到电子．

解答解：装置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物，能和强碱氢氧化钠之间发生反应：SO₂+OH^-=HSO₃^-，NO和氢氧化钠之间不会反应，装置Ⅱ中NO在酸性条件下，NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应：NO+H₂O+Ce⁴⁺=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺，NO+2H₂O+3Ce⁴⁺=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺，装置Ⅲ中，在电解槽的阳极2Ce³⁺-2e^-=2Ce⁴⁺，阴极电极反应式为：2HSO₃^-+2H⁺+2e-=S₂O₄^2-+2H₂O，装置Ⅳ中通入氨气、氧气，2NO₂^-+O₂++2H⁺+2NH₃=2NH₄⁺+2NO₃^-，
（1）装置Ⅱ中NO在酸性条件下NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应：NO+H₂O+Ce⁴⁺=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺，NO+2H₂O+3Ce⁴⁺=3Ce³⁺+NO₃^-+4H⁺，
故答案为：NO+H₂O+Ce⁴⁺=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺；
（2）酸式滴定管只能盛放酸性溶液、碱式滴定管只能盛放碱性溶液，酸性高锰酸钾溶液呈酸性，则可以盛放在酸式滴定管中；原溶液无色，而KMnO₄为紫红色，所以当溶液中的H₂C₂O₄和KHC₂O₄反应完全时，滴入最后一滴溶液呈紫红色且半分钟颜色不变；
故答案为：酸式；滴入最后一滴溶液呈紫红色且半分钟颜色不变；
（3）生成Ce⁴⁺为氧化反应，发生在阳极上，因此再生时生成的Ce⁴⁺在电解槽的阳极，连接电源正极，反应物是HSO₃^-被还原成S₂O₄^2-，得到电子，电极反应式为：2HSO₃^-+2H⁺+2e-=S₂O₄^2-+2H₂O，
故答案为：2HSO₃^-+2H⁺+2e-=S₂O₄^2-+2H₂O．

点评本题考查电工业生产中化学原理吸收SO₂和NO的工艺，为高频考点，侧重分析、计算能力的考查，题目涉及氧化还原反应、离子浓度比较、电化学等，综合性强，题目难度较大．

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6．高锰酸钾是强氧化剂，它的用途遍布各个行业．
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②步骤二以石墨为阳极，铁为阴极，电解锰酸钾（K₂MnO₄）溶液，在阳极区（填“阴极区”或“阳极区”）得到高锰酸钾．阴极反应的电极反应式是2H⁺+2e^-=H₂↑．
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①轧钢废酸中Fe²⁺的作用是将高价的锰元素还原成Mn²⁺．
②操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ的名称是过滤．
③溶液C中除含有Ca²⁺、Mn²⁺、H⁺外，还含有的阳离子是K⁺、Na⁺、NH₄⁺．
④若固体C中不含CaCO₃，则溶液C中$\frac{c（C{a}^{2+}）}{c（M{n}^{2+}）}$＜500．
[已知：Ksp（MnCO₃）=1×10^-11，Ksp（CaCO₃）=5×10^-9]．

13．

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