Question

【题目】研究和开发CO、CO2的应用及水体污染的治理是化学工作者研究的重要课题。

（1）水体常见污染物之一的氨氮主要指游离氨或铵盐，可以通入一定量的氯气，利用产生的HClO除去。已知： NH4+＋HClO=NH2Cl＋H＋＋H2O；ΔH＝a kJ·mol－1

NH4+＋4HClO=NO3- ＋6H＋＋4Cl－＋H2O；ΔH＝b kJ·mol－1。

2NH2Cl＋HClO=N2＋H2O＋3H＋＋3Cl－；ΔH＝c kJ·mol－1

则2NH4+＋3HClO=N2＋3H2O＋5H＋＋3Cl－；ΔH＝_____ kJ·mol－1

（2）将CO2与金属钠组合设计成Na－CO2电池，很容易实现可逆的充、放电反应，该电池反应为4Na＋3CO22Na2CO3＋C。放电时当电路中转移1mol电子时被还原的CO2的质量为_____；充电时，阳极的反应式为________

（3）废水中重金属离子常用沉淀法除去，已知Ksp(NiS)＝1.1×10－21，Ksp(CuS)＝1.3×10－36，国家规定的排放标准：镍低于1.1×10－5 mol·L－1，铜低于7.8×10－5 mol·L－1。则需要控制溶液中S2－的浓度不低于_____________mol·L－1。

（4）NO易被O2氧化为NO2。其他条件不变时，NO的氧化率α（NO）与温度、压强的关系如图1所示（p1线在p2的上方）则p1__p2（填“＞”、“＜”或“=”）；温度高于800℃时，α（NO）几乎为0的原因是____

（5）环境中的有害物质常通过转化为CO2来降低污染，TiO2是一种性能优良的半导体光催化剂，能有效地将有机污染物转化为CO2等小分子物质。下图2为在TiO2的催化下，O3降解CH3CHO的示意图，则该反应的化学方程式为_____。

（6）用新型钛基纳米PbO2作电极可将苯、酚类等降解为CO2 和H2O。该电极可通过下面过程制备：将钛基板用丙酮浸泡后再用水冲洗，在钛板上镀上一层铝膜。用它做阳极在草酸溶液中电解，一段时间后，铝被氧化为氧化铝并同时形成孔洞。再用Pb(NO3)2溶液处理得纳米PbO2，除去多余的氧化铝，获得钛基纳米PbO2电极。电解时，电流强度和基板孔洞深度随时间变化如上图3所示，氧化的终点电流强度突然增加，其可能的原因是____。

Answer 1

【答案】2a+c 11g C-4e-+2CO32-=3CO2↑ 10-16mol/L ＞ NO2在高温时分解了 3CH3CHO+5O3=6CO2+6H2O 铝氧化完成时形成的孔洞到达金属钛表面，钛的导电性强，所以电流突然增加

【解析】

（1）①NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O△H=a kJ·mol﹣1；②2NH2Cl+HClO═N2+H2O+3H++3Cl﹣△H=c kJ·mol﹣1，根据盖斯定律进行计算；

（2）放电时为原电池，二氧化碳气体被还原，根据4Na＋3CO22Na2CO3＋C反应可知，CO2→C，价态降低4价，转移电子为4e-，据此进行计算；充电时为电解池，阳极发生氧化反应，碳被氧化为二氧化碳，据此写出阳极的反应式；

（3）Ksp（NiS）=c（Ni2+）c（S2﹣）=1.1×10﹣21，可以求出c（S2﹣），Ksp（CuS）=c（Cu2+）c（S2﹣）=1.3×10﹣36，求出c（S2﹣），据此进行分析；

（4）根据图像分析，温度相同时p1的一氧化氮的转化率大，所以增大压强平衡正向移动，α（NO）几乎为0的原因是NO2几乎完全分解；

（5）臭氧和乙醛在紫外线的作用下生成二氧化碳和水，据此写出方程式；

（6）电解时，电流强度和基板孔洞深度随时间如图所示，氧化的终点电流突然增加的原因是铝氧化完成时，形成的孔洞到达金属钛表面，钛的导电性强，所以电流突然增加。

（1）①NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O△H=a kJ·mol﹣1；②2NH2Cl+HClO═N2+H2O+3H++3Cl﹣△H=c kJ·mol﹣1，2×①+②得，2NH4++3HClO═N2+3H2O+5H++3Cl﹣△H=（2a+c）kJ·mol﹣1；

故答案为：2a+c；

（2）放电时为原电池，二氧化碳气体被还原，根据4Na＋3CO22Na2CO3＋C反应可知，CO2→C，价态降低4价，转移电子为4e-；当电路中转移1mol电子时被还原的CO2的量为0.25mol，质量为0.25mol×44g/mol=11g；充电时为电解池，阳极发生氧化反应，碳被氧化为二氧化碳，阳极的反应式为C-4e-+2CO32-=3CO2↑；

故答案是：11g；C-4e-+2CO32-=3CO2↑；

（3）Ksp（NiS）=c（Ni2+）c（S2﹣）=1.1×10﹣21，则c（S2﹣）= ==10﹣16mol·L﹣1，Ksp（CuS）=c（Cu2+）c（S2﹣）=1.3×10﹣36，c（S2﹣）= =1.3×10﹣36/7.8×10-5=1.7×10﹣32mol·L﹣1，1.7×10﹣32mol·L﹣1＜10﹣16mol·L﹣1，故则需要控制溶液中S2﹣的浓度不低于10﹣16mol·L﹣1；

故答案为：10﹣16；

（4）温度相同时p1的一氧化氮的转化率大，所以增大压强平衡正向移动，所以p1> p2；α（NO）几乎为0的原因是无二氧化氮，NO2几乎完全分解；

答案是: ＞；NO2在高温时分解了；

（5）根据题意可知，臭氧和乙醛在紫外线的作用下生成二氧化碳和水，方程式为：3CH3CHO+5O36CO2+6H2O；

故答案是：3CH3CHO+5O36CO2+6H2O；

（6）电解时，电流强度和基板孔洞深度随时间如图所示，氧化的终点电流突然增加的原因是铝氧化完成时，形成的孔洞到达金属钛表面，钛的导电性强，所以电流突然增加；

故答案是：铝氧化完成时形成的孔洞到达金属钛表面，钛的导电性强，所以电流突然增加。