Question

【题目】科学处理NOx、SO2等大气污染物，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=-574kJmol-1

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJmol-1

则CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=___kJmol-1。

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

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3mol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_________（填“增大”、“减小”或“不变”）；试计算溶液中c(SO32-)/c(HSO3-)=_______。（常温下H2SO3的电离常数：Ka1=1×10-2 mol/L，Ka2=6.0×10-8mol/L）

（4）利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol·L-1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入________；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过______。（常温下，Ksp[Fe(OH)2]=1.8×10-16）

Answer 1

【答案】 －1160 6.72L 增大 60 铁粉 6

【解析】

(l)已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJmol-1
②CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJmol-1，根据盖斯定律：②×2—①，则CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=—1160kJmol-1，所以答案为：－1160。

（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；由已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，知，生成1molNO2转移5mol电子，若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅰ 中生成0.6molNO2，由反应Ⅱ可知，生成N2的物质的量为0.3mol，标准状况下体积为6.72L。

（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，电离程度增大；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。正确答案：60.

（4）利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol·L-1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入铁粉。正确答案；铁粉。因Ksp[Fe(OH)2]=1.8×10-16）由C2(OH-) C( Fe2+)= Ksp[Fe(OH)2] 知C(OH-)=1×10-8 mol/L则c(H+)=1×10-6 所以pH=6