Question

［化学—选修：化学与技术］

SO2、NO是大气污染物。吸收SO2 和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：

（1）装置Ⅰ中生成HSO3－的离子方程为                  。

（2）含硫各微粒（H2SO3、HSO3－和SO32－）存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如右图所示。

①下列说法正确的是         （填字母序号）。

a．pH=8时，溶液中c(HSO3－) < c(SO32－)

b．pH=7时，溶液中c(Na+) =c(HSO3－)+c(SO32－)

c．为获得尽可能纯的NaHSO3，可将溶液的pH控制在4～5左右

②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：                                       。

（3）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3－、NO2－，写出生成NO3－的离子方程式                  。

（4）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。

 ①生成Ce4+的电极反应式为                               。

 ②生成Ce4+从电解槽的         （填字母序号）口流出。

已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2－的浓度为a g·L-1，要使1 m3该溶液中的NO2－完全转化为NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2          L。（用含a代数式表示，计算结果保留整数）

Answer 1

【知识点】无机流程、溶液中的离子浓度大小、电化学、计算

【答案解析】 （1）SO2 + OH－=== HSO3－（2分）；          

（2）①a、c  （3分）

②HSO3－SO32－+H+，加入CaCl2溶液， Ca2++SO32－=== CaSO3↓使平衡右移，c(H+)增大。（3）NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NO3－+4H+（3分）

（4）①Ce3+- e－=== Ce4+ （2分）                   ② a （2分）

（5）243a（242a、244a、5600a /23都给分）（3分）

解析：（1）进入装置Ⅰ中的物质有：NaOH、NO、SO2，则生成HSO3－的离子方程为：

   SO2 + OH－=== HSO3－

（2）①如图pH=8时，溶液中c(HSO3－) < c(SO32－)a正确。pH=7时，溶液中c(Na+)+c(H+) =c(HSO3－)+2c(SO32－)+c(OH-)，c(H+)= c(OH-)，所以b不正确。如图pH控制在4～5左右，溶液中没有HSO3－，所以c错。②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2原因为HSO3－SO32－+H+，加入CaCl2溶液， Ca2++SO32－=== CaSO3↓使平衡右移，c(H+)增大。

（3）装置Ⅱ中，如流程图反应物为NO、Ce4+生成物有Ce3+、NO3－。根据电荷守恒和题意给出酸性溶液，反应物还有H2O，生成物还有H+。根据氧化还原原理和得失电子守恒配平得NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NO3－+4H+。

（4）①根据流程图其电极方程式只能是Ce3+- e－=Ce4+。②由Ce3+- e－= Ce4+得阳极生成Ce4+，所以从电解槽的a口流出。

（5）根据得失电子守恒NO2－和O2的物质的量之比为2:1。得氧气的体积为=243a 。

【思路点拨】本题考查了离子方式、电极方程式的书写，溶液中浓度大小的比较，氧化还原反应，利用电荷守恒计算。题目难度较大。注意从已知提取信息，培养看图分析能力。