Question

【题目】汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。

（1）氧化还原法消除NOx的转化如下：

①反应I为NO +O3===NO2+O2，生成标准状况下11.2 L O2时，转移电子的物质的量是__________mol

②反应Ⅱ中，当n( NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2时，氧化产物与还原产物的质量比为___________

（2）吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）。装置I中发生反应的离子方程式为____________________________________

（3）装置Ⅱ中，酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3－、NO2－，请写出生成等物质的量的NO3－和NO2－时的离子方程式____________________________________

（4）装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生，再生时生成的Ce4+在电解槽的_____________（填“阳极”或“阴极”），同时在另一极生成S2O42一的电极反应式为_________________________________

（5）取少量装置Ⅳ所得的产品溶于水，溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________

Answer 1

【答案】 1 4:3 SO2 + OH-===HSO3- 2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H++4Ce3+ 阳极 2H++2HSO3-+2e-=S2O42-+2H2O c(NO3－ )> c (NH4+)> c (H+)> c (OH－)

【解析】(1). ①. 由反应方程式NO+O3═NO2+O2可知，N元素的化合价从+2价升高到+4价，生成1mol氧气转移电子2mol，则生成11.2L即0.5molO2(标准状况)时，转移电子的物质的量是0.5mol×2=1mol，故答案为：1；

②.当n(NO2):n[CO(NH2)2]=3:2时，即NO2和CO(NH2)2的化学计量数之比是3:2，反应方程式可表示为：6NO2+4CO(NH2)2=7N2+8H2O+4CO2，该反应中只有N元素的化合价变化，氮气既是氧化产物也是还原产物，由N原子守恒可知氧化产物与还原产物的质量比为8:6=4:3，故答案为：4:3；

(2). 由流程图可知，在装置I中SO2与NaOH溶液反应生成NaHSO3，离子方程式为：SO2 + OH－=HSO3－，故答案为：SO2 + OH－=HSO3－；

(3). 由流程图可知，装置II中生成等物质的量的NO3－和NO2－时，Ce4+被还原为Ce3+，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为：2NO+3H2O+4Ce4+=4Ce3++NO3+NO2+6H+，故答案为：2NO+3H2O+4Ce4+=4Ce3++NO3+NO2+6H+；

(4). 由Ce3+生成Ce4+为氧化反应，所以再生时生成的Ce4+在电解槽的阳极，在电解槽的阴极HSO3－被还原成S2O42一，电极反应式为：2H++2HSO3一+2e一=S2O42一+2H2O，故答案为：阳极；2H++2HSO3一+2e一=S2O42一+2H2O；

(5). 由流程图可知，装置IV所得的产品为NH4NO3，在NH4NO3溶液中，NH4＋水解使溶液呈酸性，所以溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NO3－ )> c (NH4+)> c (H+)> c (OH－)，故答案为：c(NO3－ )> c (NH4+)> c (H+)> c (OH－)。