题目内容

NOx、SO2是主要的大气污染物，科学处理这些污染物对改善人们的生存环境具有重要的现实意义．
（1）利用甲烷催化还原氮氧化物．已知：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
则CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=
 
kJ?mol-1
（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：
NO
ClO2
反应Ⅰ
NO2
Na2SO3水溶液
反应Ⅱ
N2
写出反应Ⅱ的化学方程式
 
；已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+HCl，若反应I中转移0.5mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为
 
L（标准状况下）．
（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离平衡
 
移动（填“向左”、“向右”或“不”）；试计算溶液中
c(S
O
2-
3
)
c(HS
O
-
3
)
=
 
．
（常温下H2SO3的电离常数：Ka1=1.0×10-2mol?L-1，Ka2=6.0×10-8mol?L-1）
（4）利用Fe2（SO4）3溶液也可处理SO2废气，其流程如图所示．

①简述用Fe2（SO4）3晶体配制溶液A的方法
 
．
②假设反应过程中溶液的体积不变，A、C两溶液的pH大小关系为：pHA
 
pHC．（填“＞”、“=”或“＜”）．
③设计实验验证溶液B是否仍具有处理废气的能力，简述实验的操作、现象和结论
 
．
考点：热化学方程式,弱电解质在水溶液中的电离平衡,制备实验方案的设计
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（2）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，结合氧化还原反应的规律回答判断；根据反应Ⅰ和Ⅱ方程式找到转移电子数与生成氮气之间的量的关系据此解答；
（3）碱电离产生氢氧根离子抑制水的电离，可水解的盐促进水的电离；依据Ka2=
[H+][SO32-]
[HSO3-]
，得溶液中
c(S
O
2-
3
)
c(HS
O
-
3
)
=
Ka2
C(H+)
以此解答；
（4）①配制硫酸铁溶液，要防止铁离子的水解，需要加入适量稀硫酸．
②依据三价铁离子与二氧化硫反应氧化还原反应生成的产物判断；
③验证溶液B是否仍具有处理废气的能力，只需验证是否存在三价铁离子，检验三价铁离子通常用硫氰酸钾溶液，现象出现红色，据此解答．
解答： 解：（1）①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
②CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ?mol-1
利用盖斯定律，由  ②×2-①得：CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=）△H=-1160kJ?mol-1，
故答案为：-1160；
（2）二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者之间会发生氧化还原反应：2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4；
结合化学反应2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl可知，反应I中转移电子数与反应二中生成的氮气的物质的量的关系为：转移5mol电子～NO2～0.5molN2，所以若反应I中转移0.5mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的物质的量为0.5mol，标况下体积为=0.5mol×22.4mol/L=1.12L，
故答案为；2NO2+4Na2SO3═N2+4Na2SO4；1.12；
（3）氢氧化钠是碱电离产生的氢氧根离子抑制水的电离，吸收二氧化硫后，消耗氢氧根离子，碱性减弱，同时生成亚硫酸钠，是强碱弱酸盐，能够水解，对水的电离起促进的作用，所以吸收二氧化硫过程中水的电离平衡向右移动；
PH=9的溶液中C（H+）=10-9mol/L，依据Ka2=
[H+][SO32-]
[HSO3-]
得：溶液中
c(S
O
2-
3
)
c(HS
O
-
3
)
=
Ka2
C(H+)
=
6.0×10-8mol?L-1
10-9mol/L
=60，
故答案为：向右；60；
（4）①在配制硫酸铁溶液时，需要加入稀硫酸防止铁离子的水解，所以配制方法为：将称量的晶体置于烧杯中，加入一定浓度的硫酸溶液中，在加蒸馏水稀释到所需浓度；
②硫酸铁与二氧化硫发生反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4 H+ 反应生成了硫酸，所以溶液酸性增强，pH值减小，所以pHA＞pHC，
故答案为：＞；
③溶液中能与二氧化硫反应的是三价铁离子，验证溶液B是否仍具有处理废气的能力，只需验证是否存在三价铁离子，选用试剂硫氰酸钾溶液，实验的操作、现象和结论：将称量的晶体置于烧杯中，加入一定浓度的硫酸溶液中，再加蒸馏水稀释到所需浓度，
故答案为：将称量的晶体置于烧杯中，加入一定浓度的硫酸溶液中，再加蒸馏水稀释到所需浓度．
点评：本题考查了盖斯定律求反应热的应用，氧化还原反应方程式书写及计算，弱电解质电离平衡的影响因素，电离常数的应用，离子的检验，涉及考点都是高考热门考点，题目综合性强，难度较大，侧重培养学生熟练运用所学知识分析问题，解决问题的能力．
练习册系列答案
相关题目
NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A、标准状况下11.2L的水中含有0.5个NA水分子
B、22.4L N2的所含的电子数是14NA个
C、氧化还原反应中，若消耗7.1g Cl2，必转移0.2NA个电子
D、常温常压下，1mol N2和NO的混合气体中含2NA个原子
在50mL bmol?L-1的AlCl3溶液中加入50mL amol?L-1 NaOH溶液．
（1）当a、b满足
 
条件时，无沉淀产生．
（2）当a、b满足
 
条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al（OH）3的质量为
 
克．
（1）原电池反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应是
 
（填序号），理由是
 
．
A．C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H＞0
B．Ba（OH）2?8H2O（s）+2NH4Cl（s）═BaCl2（aq）+2NH3?H2O（l）+8H2O（l）△H＞0
C．CaC2（s）+2H2O（l）═Ca（OH）2（s）+C2H2（g）△H＜0
D．CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H＜0
（2）电解原理在化学工业中有着广泛的应用．现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则：
①若X和Y均为惰性电极，a为饱和的NaCl溶液，则电解时，检验Y电极反应产物的方法是
 
．
②若X、Y分别为石墨和铁，a仍为饱和的NaCl溶液，则电解过程中生成的白色固体物质露置在空气中可观察到的现象为
 
．
现有氧化铜和炭粉的混合物共Amol，将它在隔绝空气的条件下加热．反应完全后，冷却，得到残留固体．
（1）写出可能发生反应的化学方程式．
（2）若氧化铜在混合物中所占的比值为x（0＜x＜1），问：x为何值时，残留固体为何种物质？写出残留固体的物质的量（用A、x表示）与x值之间的关系．
将结果填入下表：
X值 残留固体
化学式 物质的量
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机物．已知：A中碳的质量分数为44.12%，氢的质量分数为8.82%；只含一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团；能与乙酸按物质的量之比1：4完全发生酯化反应，但是不能发生消去反应．请填空：
（1）A的分子式是
 
，其结构简式为
 
．
（2）写出A与乙酸反应的化学方程式
 
．
（3）写出所有满足下列三个条件的A的同分异构体的结构简式
 
．
①属直链化合物；②A具有相同的官能团；③每个碳原子上最多只连一个官能团．
现有A、B、C、D四种气体，A是密度最小的气体，B在通常情况下呈黄绿色，把四种气体分别通入酸性硝酸银溶液中，通入B、D气体时立即出现白色沉淀，纯净的A可以在B中安静地燃烧，发出苍白色的火焰并生成D．把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊．
（1）A、B、C、D的名称分别为：
A
 
   B
 
    C
 
    D
 

（2）写出下列各反应的化学方程式：
A与B：
 

A还原氧化铜：
 

D与硝酸银溶液：
 

C与澄清石灰水：
 
．
（1）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI（g），发生2HI（g）?H2（g）+I2（g）反应，H2物质的量随时间的变化如图所示．0～2min内的平均反应速率v（HI）=
 
；  该温度下，H2（g）+I2（g）?2HI（g）的平衡常数K=
 
相同温度下，若开始加入HI（g）的物质的量是原来的2倍，则
 
是原来的2倍．（填序号）
a．平衡常数  b．HI的平衡浓度 c．达到平衡的时间   d．平衡时H2的体积分数
（2）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡
 
移动（填“向左”“向右”或者“不”）；若加入少量下列试剂中的
 
，产生H2的速率将增大．
a．NaNO3 b．CuSO4    c．Na2SO4     d．NaHSO3．
在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的铁片和铜片，下列叙述正确的是（　　）
A、正极的反应式为：Cu2++2e-=Cu
B、铁片逐渐溶解，反应式为：Fe-3e-=Fe3+
C、负极是电子流入的电极
D、铜片为正极，发生了还原反应，可观察到气泡产生

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