Question

9．从2016年1月1日起将施行修订后的《中华人民共和国大气污染防治法》，研究SO₂、NO_x、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义．
（1）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO₂，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应．该技术的优点除了能回收利用SO₂外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为（NH₄）₃PO₄（或（NH₄）₂HPO₄或NH₄H₂PO₄）（写出一种即可）．
（2）利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如下图所示：

两步反应的离子方程式分别是NH₃•H₂O+SO₂=NH₄⁺+HSO₃^-、2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺．
（3）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NO_x、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染．已知：
①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃
则NO（g）与CO（g）催化转化成N₂（g）和CO₂（g）的反应热△H2△H₃-△H₂-△H₁（用△H₁、△H₂、△H₂表示）．
（4）由N₂O和NO反应生成N₂和NO₂的能量变化如图所示，若生成1mol N₂，其△H=-139kJ•mol^-1．
（5）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
①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1：7．
②用Na₂CO₃溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是含NO较多混合气体无法完全吸收．
（6）工业上可回收CO作燃料．如图是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为电池的负（填“正”或“负”）极，写出B极电极反应式：2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）氨气是碱性气体，可以和酸反应生成盐；
（2）二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氢铵；
二氧化氮具有强的氧化性，能够氧化亚硫酸氢根离子生成硫酸根离子，二氧化氮被还原为氮气；
（3）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₂
③C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₃
根据盖斯定律，③×2-②-①可得：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），反应热也进行相应的计算；
（4）由图可知，此反应为放热反应，热效应=（209-348）kJ•mol^-1；
（5）①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；
②根据过多的NO不能与Na₂CO₃溶液反应；
（6）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．

解答 解：（1）氨气是碱性气体，可以和磷酸反应生成盐，产生的盐随着酸的磷酸的量的多少而不同，可以产生磷酸铵，磷酸氢铵或是磷酸二氢铵，
故答案为：（NH₄）₃PO₄（或（NH₄）₂HPO₄或NH₄H₂PO₄）；
（2）二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氢铵，离子方程式：NH₃•H₂O+SO₂=NH₄⁺+HSO₃^-；
二氧化氮具有强的氧化性，能够氧化亚硫酸氢根离子生成硫酸根离子，二氧化氮被还原为氮气，离子方程式：2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺；  
故答案为：NH₃•H₂O+SO₂=NH₄⁺+HSO₃^-；2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺；
（3）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₂
③C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₃
根据盖斯定律，③×2-②-①可得：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），所以△H=2△H₃-△H₂-△H₁，
故答案为：2△H₃-△H₂-△H₁；
（4）由图可知，此反应反应物总能量高于生成物，且△H=209-348=-139kJ•mol^-1，
故答案为：-139；
（5）①设NO的物质的量是x，NO₂的物质的量是y，则：x+$\frac{y-x}{2}$=$\frac{22.4}{22.4L/mol}$mol、32x+24（y-x）=44，
解得：x=$\frac{1}{4}$，y=$\frac{7}{4}$；即一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比$\frac{1}{4}$：$\frac{7}{4}$=1：7，所以相同条件下，一氧化氮和二氧化氮的体积之比是1：7，
故答案为：1：7．
②NO不能与Na₂CO₃溶液反应，所以对于含NO较多混合气体无法完全吸收，
故答案为：含NO较多混合气体无法完全吸收；
（6）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-．

点评 本题考查了电解原理、盖斯定律的应用、化学方程式的计算等知识，题目难度较大，明确盖斯定律的含义、原电池工作原理为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生分析、理解能力及灵活应用能力．