Question

15．大气污染日益严重，改善大气质量迫在眉睫．
（1）汽车尾气（含有烃类、CO、SO₂与NO等物质）是城市空气的污染源．冶理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂-钯合金作催化剂）．它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO₂的氧化．
①写出CO与NO反应的化学方程式：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂+N₂．
②“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是SO₂转化为SO₃，产生了硫酸酸雾．
③控制城市污染源的方法是a（填字母）．
a．使用绿色能源         b．带上呼吸面具        c．植树造林
（2）酸雨是大气污染的危害之一，二氧化硫（SO₂）的含量是空气质量监测的一个重要指标．某兴趣小组同学取刚降落在热电厂附近的雨水进行实验．
Ⅰ、测得该雨水样品的pH为4.73；
Ⅱ、向雨水样品中滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；
Ⅲ、每隔1h，通过pH计测定雨水样品的pH，测得的结果如表：

测定时间/h	0	1	2	3	4
雨水样品的pH	4.73	4.62	4.56	4.55	4.55

根据以上信息，回答下列问题：
①正常雨水的pH为5.6，偏酸性，这是因为大气中的CO₂溶于雨水．
②分析上述数据变化，你认为形成这一变化的原因是H₂SO₃与空气中的O₂作用转化为H₂SO₄，使雨水的酸性增强，PH减小．
③兴趣小组同学取某一时段的这种雨水V L，加入0.5mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗40.00mL Ba（OH）₂溶液．请计算：
a．该V L雨水中溶解SO₂的体积（标准状况）0.672L．
b．生成沉淀物的质量范围为6.51g＜w≤6.99g．

Answer 1

分析 （1）①车排气管上装一个“催化转换器”，能使CO与NO反应，生成无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO₂的氧化，CO与NO反应产物无毒，所以生成二的气体是二氧化碳和氮气；
②由SO₂可催化氧化为SO₃，SO₃在空气中能形成H₂SO₄，这也就是“催化转化器”的缺点；
③a、从新能源的来源和产物考虑；
b、从呼吸面具的作用和实用性考虑；
c、从植树造林的作用和原理考虑；
（2）①空气中存在CO₂溶于水使雨水显酸性，正常雨水的pH值约等于5.6；
②由于排放出来的SO₂等气体溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的
H₂SO₄，2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，从而使雨水的酸性增强；
③根据酸雨的成分：H₂SO₃和H₂SO₄，根据H₂SO₃～Ba（OH）₂，H₂SO₄～Ba（OH）₂，可得n（SO₂）=n（H₂SO₃）+n（H₂SO₄）=n[Ba（OH）₂]，求出SO₂的体积；根据极限法求出当白色沉淀全部为BaSO₃以及白色沉淀全部为BaSO₄时的质量，最终求出白色沉淀的范围．

解答 解：（1）①可知催化转化器的作用是让CO与NO反应，生成无毒气体，治理的目的是除去污染气体生成无毒的气体，依据元素守恒可得产物为CO₂和N₂，故化学方程式为：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂+N₂，
故答案为：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂+N₂；
②由于“催化转化器”促进了SO₂的转化，生成的SO₃增多，SO₃+H₂O=H₂SO₄，提高了空气的酸度，
故答案为：SO₂转化为SO₃，产生了硫酸酸雾；
③a．开发新能源，如太阳能、风能、潮汐能等对环境是无污染的，减少化石燃料得使用，故a正确；
b．戴呼吸面具，呼吸面具是在空气中有极度危险的病菌或污染物是佩戴的，平时的生活中是不宜戴的，故b错误；
c．植树造林可以净化空气，保护环境，但不能从源头上控制污染，故c错误；
故答案为：a；
（2）①空气中存在CO₂溶于水生成碳酸使雨水显酸性，正常雨水的pH值约等于5.6；
故答案为：大气中的CO₂溶于雨水；                         
②雨水的pH值变小的原因是由于排放出来的SO₂等气体溶于水后生成H₂SO₃，H₂SO₃随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H₂SO₄，.2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄，从而使雨水的酸性增强．
故答案为：H₂SO₃与空气中的O₂作用转化为H₂SO₄，使雨水的酸性增强，PH减小； 
③a．因酸雨的成分为H₂SO₃和H₂SO₄，根据H₂SO₃～Ba（OH）₂，H₂SO₄～Ba（OH）₂，可得n（SO₂）=n（H₂SO₃）+n（H₂SO₄）=n[Ba（OH）₂]=0.5mol•L^-1×60.00mL×10^-3L•mL^-1=0.0300mol，所以V（SO₂）=0.0300mol×22.4L•mol^-1=0.672L，
故答案为：0.672L；  
b．设生成沉淀物的质量为w，
若白色沉淀全部为BaSO₃，沉淀质量为0.0300mol×217g•mol^-1=6.51g，
若白色沉淀全部为BaSO₄，沉淀质量为0.0300mol×233g•mol^-1=6.99g，
所以，6.51g＜w≤6.99g，
故答案为：6.51g＜w≤6.99g．

点评 本题考查较为综合，涉及多方面知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，题目涉及根据化学方程式进行计算，同时根据极限法判定产物的质量，也考查了学生分析问题和解决问题的能力，同时寓问题解决的过程中渗透了关心和爱护环境的思想教育．