Question

12．市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等．因此，对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义．请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样．
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO3-	Cl-
浓度/mol•L-1	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根据表中数据判断PM2.5待测试样的c（H⁺）=1×10^-4mol•L^-1．
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料．
已知：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-241.8kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H=+13l.30kJ•mol^-1．
②洗涤含SO₂的烟气．以下物质可作洗涤剂的是ab．
a．Ca（OH）₂  b．Na₂CO₃
c．CaCl₂  d．NaHSO₃
③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂+N₂．

Answer 1

分析 （1）根据溶液中电荷守恒计算H⁺离子浓度；
（2）①盖斯定律的内容为：化学反应的反应热值与反应的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关；根据盖斯定律，用第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得焦炭与水蒸气反应的热化学方程式；
②依据二氧化硫的性质：是一种酸性氧化物可以和碱反应，二氧化硫溶于水得亚硫酸，酸性强于碳酸，所以可以和碳酸钠溶液反应；
③在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，即生成无毒气体，为氮气和二氧化碳．

解答 解：（1）溶液中电荷守恒：C（K⁺）+C（NH₄⁺）+c（Na⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-）+C（NO₃^-）+C（Cl^-），4×10^-6mol/L+2×10^-5mol/L+6×10^-6mol/L+C（H⁺）=2×4×10^-5mol/L+3×10^-5mol/L+2×10^-5mol/L，得C（H⁺）=1×10^-4mol•L^-1，
故答案为：1×10^-4mol•L^-1；
（2）已知：①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）；△H=-241.81kJ•mol^-1，②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）；△H=-110.51kJ•mol^-1，
利用盖斯定律，将②-①可得：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g），△H=（-110.5kJ/mol）-（-241.8kJ/mol）=+13l.3 kJ/mol，
所以焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H=+13l.30kJ•mol^-1，
故答案为：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）；△H=+13l.30kJ•mol^-1；
②二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能够与碱反应：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；二氧化硫水溶液是亚硫酸所以也能够与碳酸钠反应：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂↑所以可以用氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液做洗涤剂；二氧化硫与氯化钙溶液不反应，且在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化钙和亚硫酸氢钠溶液做洗涤液，
故答案为：ab；
③汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂+N₂，
故答案为：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂+N₂．

点评 该题综合考查化学反应原理的基础知识，涉及离子的浓度、热化学方程式的书写、盖斯定律的应用，题目难度中等，注意掌握盖斯定律的含义，能够根据盖斯定律及已知热化学方程式书写出目标反应的热化学方程式．