Question

二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，关注臭氧层、防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一．
（1）空气中微量的臭氧对人有益，浓度过大则是一种污染气体，臭氧作为强氧化剂，几乎能与任何生物组织反应．下列有关说法正确的是______．
A．停止使用氟里昂是为保护臭氧层
B．光化学烟雾与大气臭氧的生成有关
C．家用电器消毒柜中产生的臭氧能够高效杀菌消毒
D．臭氧能使湿润的碘化钾-淀粉试纸变蓝
（2）一定条件下，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），向2L密闭容器中通入2mol SO₂（g）、1mol O₂（g）和0.2mol SO₃（g），2min后反应达到平衡时，测得SO₂的转化率为50%，则该可逆反应的平衡常数K=______；恒温下，若往容器中再加入2mol SO₂（g），则重新达到平衡时SO₂的总转化率______50%（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）臭氧的化学性质极不稳定，在空气和水中都会慢慢分解成氧气，臭氧常用于自来水的消毒，臭氧的溶解度及在水中的分解速度与水温及水的pH关系如图：

用臭氧消毒自来水，适宜的条件是______．
（4）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe₂O_x），由铁酸盐（ZnFe₂O₄）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：
若2mol ZnFe₂O_x与SO₂可生成0.75mol S，x=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）A、在对流层相当稳定的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子；
B、氮氧化物（NOx）主要是指NO和NO₂．NO和NO₂都是对人体有害的气体．氮氧化物和碳氢化合物（HC）在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾，在这种复杂的光化学反应过程中，主要生成光化学氧化剂（主要是O₃）及其他多种复杂的化合物，统称光化学烟雾；
C、臭氧具有强氧化性分析判断；
D、臭氧具有强氧化性能氧化碘离子为单质碘，与淀粉变蓝色；
（2）依据化学平衡的三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算；依据化学平衡的影响因素和移动原理分析判断；
（3）依据图象曲线变化结合纵轴和横轴意义分析变化规律，臭氧分解越快，氧化能力越强；
（4）依据氧化还原反应的电子守恒和化合物中的元素化合价代数为0计算得到．
解答：解：（1）空气中微量的臭氧对人有益，浓度过大则是一种污染气体，臭氧作为强氧化剂，几乎能与任何生物组织反应；
A．停止使用氟里昂是为保护臭氧层，因为氟利昂分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子，故A符合；
B．光化学烟雾主要生成光化学氧化剂（主要是O₃）及其他多种复杂的化合物，与大气臭氧的生成有关，故B符合；
C．家用电器消毒柜中产生的臭氧具有强氧化性，能够高效杀菌消毒，故C符合；
D．臭氧能把湿润的碘化钾-淀粉试纸中的碘离子氧化为碘单质，遇淀粉变蓝，故D符合；
故选ABCD；
故答案为：ABCD；
（2）一定条件下，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），向2L密闭容器中通入2mol SO₂（g）、1mol O₂（g）和0.2mol SO₃（g），2min后反应达到平衡时，测得SO₂的转化率为50%，列出化学平衡的三段式计算：
                  2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol/L）   1       0.5       0.1
变化量（mol/L）  0.5     0.25       0.5
平衡量（mol/L）  0.5     0.25       0.6
平衡常数K===5.76；
若往容器中再加入2mol SO₂（g），平衡正向进行，由于三氧化硫浓度比起始大，则重新达到平衡时SO₂的总转化率小于50%；故答案为：5.76；＜；
（3）依据图象中曲线变化分析，溶解度随温度升高减小，中性溶液中臭氧浓度温度越低变化越小，分解速率在中性或弱碱性溶液中分解越快；用臭氧消毒自来水，适宜的条件是：低温，水的pH控制7或弱碱性；
故答案为：低温，水的pH控制7或弱碱性；
（4）新型纳米材料ZnFe₂O_x可由化合物ZnFe₂O₄经高温还原制得，若2mol ZnFe₂O _x与SO₂反应可生成0.75molS，则ZnFe₂O _x被还原为ZnFe₂O₄，令中铁元素的化合价为a，根据电子转移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.75mol×4，解得，a=2.25，利用化合价代数和为，2+2.25×2=2x，解得x=3.25；故答案为：3.25．
点评：本题考查了臭氧的性质分析判断，对环境的影响，化学平衡的三段式计算应用，平衡常数的概念应用，图象分析判断，物质组成的计算应用，题目难度较大．