Question

(18分)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：

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 。

（常温下H2SO3的电离常数：）

（4）利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气，其流程如下图所示。

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：pH___pH。（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_____________________________________________________________________________。

 

Answer 1

(l)—11601。（2）2NO2+4Na2SO3N2+4Na2SO4；1.12L。（3）向右；60。（4）①先将Fe2(SO4)3晶体溶于一定浓度的硫酸，再加水稀释到所需的浓度。②＜。③取所得溶液少许，滴加硫氰酸钾溶液，若溶液变血红色，说明溶液B具有处理废气的能力，反之，不具有。

【解析】

试题分析：(l)已知：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，根据盖斯定律：②×2—①，

则CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=—1160kJ?mol-1。（2）根据题给流程图知，反应Ⅱ为二氧化氮与亚硫酸钠溶液反应生成氮气和硫酸钠，化学方程式为2NO2+4Na2SO3N2+4Na2SO4；由反应I知，生成1molNO2转移5mol电子，若反应I中转移0．5mol电子，则反应Ⅰ 中生成0.1molNO2，由反应Ⅱ可知，生成N2的物质的量为0.05mol，标准状况下体积为1.12L。（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中溶液由强碱溶液转化为水解呈碱性的盐溶液，水的电离平衡向右移动；由H2SO3的二级电离常数表达式表达式知， =Ka2/c(H＋)=6.0×10—8/10—9=60。（4）①用Fe2(SO4)3晶体配制Fe2(SO4)3溶液时要注意防止铁离子水解，方法是先将Fe2(SO4)3晶体溶于一定浓度的硫酸，再加水稀释到所需的浓度。②由题给流程知，该过程中发生的总反应为：2SO2+O2+2H2O==2H2SO4，A、C两溶液的pH大小关系为：pHA＜pHC。③验证溶液B是否仍具有处理废气的能力，即为检验溶液B中是否含有铁离子，实验的操作、现象和结论是取所得溶液少许，滴加硫氰酸钾溶液，若溶液变血红色，说明溶液B具有处理废气的能力，反之，不具有。

考点：考查焓变的计算、盖斯定律，氧化还原方程式的书写、电子守恒法和关系式法计算，水的电离、电离常数的计算及溶液的配制、离子检验。