中国环境监测总站数据显示,PM2.5、SO2、NOx等是连续雾霾过程影响空气质量显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对它们进行研究具有重要意义。请回答:
(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+ | NH | SO | NO | Cl- |
浓度(mol/L) | 4×106 | 6×106 | 2×105 | 4×105 | 3×105 | 2×105 |
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH = 。
(2)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
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N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H= 。
(3)消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
Ⅰ.NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示:
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①由图可知SCR技术中的氧化剂为 。
②用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,当
=1:1时,脱氮率最佳,已知每生成28g N2 放出的热量为QkJ,该反应的热化学方程式为 。
Ⅱ.工业上变“废”为宝,吸收工业中SO2和NO,可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
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①装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为 。
②装置Ⅲ还可以使Ce4+再生,若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液,当消耗1mol CH4时,
理论上可再生 mol Ce4+。
Ⅲ.用活性炭还原法可以处理氮氧化物。如发生反应:
C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ/mol。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①Tl℃时,该反应的平衡常数K= 。
②30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(答一种即可)。
为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验。可选用试剂:①KSCN溶液 ②NaOH溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④K3[Fe(CN)6]溶液。
(1)请完成下表:
操作 | 现象 | 结论 |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡 | 存在Fe3+ | |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入1~2滴 (填序号)溶液,振荡 | 存在Fe2+ |
【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+
Ⅱ.AgNO3的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后,试管中残留固体为黑色。
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(2)装置B的作用是 。
(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其操作方法是 。
(4)【查阅资料】①Ag2O和粉末的Ag均为黑色;②Ag2O可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是:①Ag;②Ag2O;③Ag和Ag2O。
【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体,进行了如下实验:
实验编号 | 操 作 | 现 象 |
a | 加入足量氨水,振荡 | 黑色固体不溶解 |
b | 加入足量稀硝酸,振荡 | 黑色固体溶解,并有气体产生 |
【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是 (填实验编号)。
【实验结论】根据上述实验结果,得出AgNO3固体受热分解的化学方程式为 。
【实验拓展】另取2.0g AgNO3样品充分受热分解,共收集到标准状况下气体的体积为336mL,则样品中AgNO3的百分含量为 。