Question

防治环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一．二氧化硫和氮氧化物是大气的主要污染物．
（1）将1.5mol SO₂用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到

 

g石膏（CaSO₄?2H₂O）．
（2）用CH₄消除NO_x污染的化学方程式为：
CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O；       CH₄+2NO₂=N₂+CO₂+2H₂O
现有11.2L NO₂、NO的混合气体NO_x，将其还原为N₂，需要4.48L 的CH₄，则混合气体中NO₂、NO的物质的量之比为

 

．（体积都已换算为标准状况）
（3）（a）常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x转变为N₂，同时ZnFe₂O_y转变为ZnFe₂O₄．若2mol　ZnFe₂O_y与足量NO₂可生成0.5mol　N₂，则y=

 

．
（b）氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_z化学式的氧化物形式为aZnO?bFeO?cFe₂O₃．已知1mol　ZnFe₂O_z最多能使4.0L（标况）NO_1.4转化为N₂．则上述氧化物形式的化学式可具体表示为

 

．

Answer 1

考点：复杂化学式的确定,二氧化硫的污染及治理,有关混合物反应的计算

专题：

分析：（1）根据S元素守恒n（CaSO₄?2H₂O）=n（SO₂），再根据m=nM计算石膏的质量；
（2）令混合气体中NO₂、NO的物质的量分别为xmol、ymol，结合混合气体的体积及消耗的氧气的体积列方程计算；
（3）（a）依据氧化还原反应的电子守恒计算ZnFe₂O_y中Fe元素化合价，再根据化合物中的元素化合价代数为0计算y的值；
（b）依据氧化还原反应的电子守恒计算ZnFe₂O_z中Fe元素化合价，根据化合价确定+2Fe与+3价Fe的原子数目之比，据此书写氧化物氧化物形式的化学式；再根据化合物中的元素化合价代数为0计算z的值，据此改写．

解答： 解：（1）根据S元素守恒n（CaSO₄?2H₂O）=n（SO₂）=1.5mol，故石膏的质量为1.5mol×172g/mol=258g，
故答案为：258；
（2）11.2L NO₂、NO的混合气体的物质的量为

11.2L

22.4L/mol

=0.5L，4.48L的CH₄的物质的量为

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，令混合气体中NO₂、NO的物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y=0.5 1 2 x+ 1 4 y=0.2

，解得：x=0.3，y=0.2，故答案为：3：2；
（3）（a）2mol ZnFe₂O_y与足量NO₂可生成0.5mol N₂，则ZnFe₂O_y被还原为ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_y中铁元素的化合价为a，根据电子转移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.5mol×2×4，解得a=2，化合价代数和为0，则2+2×2=2y，解得y=3，故答案为：3；
（b）1molZnFe₂O_z最多能使4.0L（标况）NO_1.4转化为N₂，则ZnFe₂O_z被还原为ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_z中铁元素的化合价为b，根据电子转移守恒，可知1mol×2×（3-b）=

4L

22.4L/mol

×2.8，解得b=2.75，令+2Fe与+3价Fe的原子数目之比为m：n，根据平均化合价，则2m+3n=2.75m+2.75n，整理得m：n=1：3，氧化物化学式为aZnO?2FeO?3Fe₂O₃，化学式中n（Fe）=2n（Zn），故a=4，即氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_z的氧化物形式为4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃，故答案为：4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃．

点评：本题以消除NO_x污染治理为载体，考查混合物有关计算、氧化还原反应计算、根据方程式的计算等，题目计算量较大，数据繁琐，是对学生心理素质的考验，难度较大，为易错题．