Question

环境污染中除了有害气体产生的空气污染外，重金属离子在溶液中引起的水体污染也相当严重．近年来城市汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气的主要有害成分一氧化碳和氮氧化物加重了城市空气污染．研究NO₂、
SO₂、CO等大气污染气体的处理及研究重金属离子水污染的处理具有非常重要的意义．

（1）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体．将体积比为1：2的NO₂、SO₂气体置于密闭容器中发生上述反应，若测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6，则平衡常数K=

 

．
（2）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物为例）．
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应．
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂；2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO₂的体积比为

 

．
（3）图2是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H₂）为燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质．A为电池的

 

极（选填“正”或“负”）．写出B极电极反应式

 

．
（4）含铬化合物有毒，对人畜危害很大．因此含铬废水必须进行处理才能排放．
Cr

c(OH-)≤10-5mol?L-1

Cr（OH）₃ 

c(OH-)≥10-4mol?L-1

CrO₂^-
已知：在含+6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁，使+6价铬还原成+3价铬；再调节溶液pH在6～8之间，使Fe³⁺和Cr³⁺转化为Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀而除去．用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因

 

．
（5）铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性能的不锈钢，CrO₃大量地用于电镀工业中．CrO₃具有强氧化性，热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图2所示．则B点时剩余固体的成分是

 

（填化学式）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学电源新型电池

专题：化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）利用三段法计算平衡时的浓度来计算化学平衡常数；
（2）根据二氧化碳气体体积和溶液质量增加的量列方程组解出一氧化氮和二氧化氮的体积，从而得出其体积之比；
（3）碳酸盐燃料电池中通氧气的电极一定为正极，通入燃料的电极一定为负极，氧气在该电极上发生还原反应；
（4）溶液pH超过10会使生成的氢氧化铬沉淀溶解不能除去；
（5）根据质量守恒定律，在变化过程中，Co的质量没有变，求出氧原子和铬原子的个数比即可；

解答： 解：（1）NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体．将体积比为1：2的NO₂、SO₂气体置于密闭容器中发生上述反应，若测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1：6；
                     NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
  起始物质的体积       1a       2a       0     0
转化物质的体积         x        x        x     x
平衡物质的体积         1a-x     2a-x     x     x
则（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常数为=

x2

(1a-x)(2a-x)

=

8

3

．
故答案为：

8

3

；
（2）（3）设NO的物质的量是x，NO₂的物质的量是y，根据一氧化氮和二氧化氮分别得到的二氧化碳的物质的量及溶液质量增加的量列方程组为：

x+ y-x 2 = 22.4 22.4 32x+24(y-x)=44

，解得x=

1

4

，y=

7

4

即一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比=

1

4

：

7

4

=1：7，相同条件下，物质的量之比等于其体积之比，所以一氧化氮和二氧化氮的体积之比是1：7，
故答案为：1：7；
（3）碳酸盐燃料电池中通氧气的电极一定为正极，通入燃料的电极一定为负极，氧气在该电极上发生还原反应，故答案为：负；2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-；
（4）溶液pH不能超过10是因为碱性条件下氢氧化铬和氢氧根离子反应，不能除去铬离子，反应的离子方程式为：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
故答案为：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
（5）设CrO₃的质量为100g，则CrO₃中铬元素的质量为：100g×

52

52+16×3

=52g，B点时固体的质量为：100g×76%=76g，Co的质量没有变，所以生成物中Co的质量为52g，氧元素的质量为16，两者的个数比为

52

52

：

24

16

=2：3，所以B点时剩余固体的成分是Cr₂O₃，故答案为：Cr₂O₃；

点评：本题考查了化学平衡的计算分析，元素守恒的计算应用，离子方程式和电极反应式的书写，难度不大，图象分析判断是解题的关键，题目难度中等．