Question

【题目】除去空气中的二氧化硫和氨氧化物气体对环境保护有重要意义。

（1）二氧化硫易溶于水，溶于水后所得溶液中H2SO3、HSO3-和SO32- 占三种粒子总数的比例随pH的变化如下图所示。由图可知H2SO3 的电离平衡常数Ka1=____________。

（2）利用尿素[CO（NH2）2]水解的溶液可以吸收含SO2 的空气。已知尿素水解放热，常温下水解反应较慢，水解的反应方程式如下:CO（NH2）2+H2O=H2NCOONH4（氨基甲酸铵）。

①氨基甲酸铵会与空气中的SO2 和O2 反应生成（NH4）2SO4,该反应的化学方程式为__________。

②一定条件下,用尿素溶液吸收含SO2 的空气，测得SO2 的吸收率随溶液的温度变化如图甲所示。温度高于60 ℃时，SO2 的吸收率逐渐升高的原因是_____________。

③尿素溶液吸收SO2 的吸收率随溶液的pH变化如图乙所示。尿素溶液吸收含SO2的空气后溶液的pH会降低，为提高SO2 的吸收率和充分回收产物，最好向溶液中加入_____（填溶液的名称）并控制pH 为_______。

（3）一种电化学脱硝法的原理如图所示。

①电解池阴极所发生的电极反应为_____________。

②相同条件下通入的污染气和生成的X 的体积比为40 :3,污染气中NO 和NO2 占总体积的10%，若NaClO完全反应，污染气中NO和NO2 被完全吸收且其余气体不参与反应，则NO和NO2 的体积比为________。

Answer 1

【答案】 10-1.87 2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2（NH4）2 SO4+2CO2↑ 温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵更快 氨水 6 2H2O +2e- =H2↑+2OH- 1:3

【解析】(1)根据图像，在pH=1.87是，c(HSO3-)= c(H2SO3)，H 2SO3的电离平衡常数Ka1== c(H+)=10-1.87，故答案为：10-1.87；

(2)①氨基甲酸铵(H2NCOONH4)会与空气中的SO2和O2反应生成(NH4)2SO4，H2NCOONH4被氧化为二氧化碳，反应的化学方程式为2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2 SO4+2CO2↑，故答案为：2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2 SO4+2CO2↑；

②尿素水解放热，常温下水解反应较慢，水解的反应方程式如下:CO(NH2)2+H2O=H2NCOONH4(氨基甲酸铵)，温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵加快，使得SO2的吸收率升高，故答案为：温度升高，尿素水解生成氨基甲酸铵更快；

③尿素溶液吸收SO2的吸收率随溶液的pH变化如图乙所示。尿素溶液吸收含SO2的空气后溶液的pH会降低，根据图像，溶液的pH≥6使，SO2的吸收率较高，因此需要控制在6左右，需要加入碱性物质调节溶液的pH，为了不引入新杂质，可以选用氨水调节，故答案为：氨水；6；

(3)①根据图示，电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，阳极上溶液中的氯离子放电生成次氯酸根离子，阴极上溶液中的氢离子(水电离生成的)放电生成氢气，因此阴极的电极反应为2H2O +2e- =H2↑+2OH-，故答案为：2H2O +2e- =H2↑+2OH-；

②电解的总反应方程式为Cl-+ H2O ClO-+ H2↑，相同条件下通入的污染气和生成的X的体积比为40:3，假设生成的氢气为3mol，则通入的污染气为40mol，其中含有NO和NO2的物质的量之和为4mol，生成3mol氢气，转移的电子为6mol，根据得失电子守恒，NO和NO2转移的电子也是6mol，设NO和NO2的物质的量分别为x、y，则x+y=4mol，3x+y=6mol，解得x=1mol，y=3mol，则NO和NO2的体积比=NO和NO2的体物质的量比=1:3，故答案为：1:3。