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题目
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(15分)雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O3和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):

⑴装置Ⅰ中的主要离子方程式为                                         。3
⑵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 的关系如图所示。

①若是0.1molNaOH反应后的溶液,测得溶液的pH=8时,溶液中个离子由大到小的顺序是         
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:                                
⑶写出装置Ⅱ中,酸性条件下的离子方程式                             
⑷装置Ⅲ还可以使Ce4+再生,其原理如下图所示。
①生成Ce4+从电解槽的        (填字母序号)口流出。②写出与阴极的反应式                      
⑸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)
答案
(1) SO2+OH-=HSO3-
(2) ①c(Na+)﹥c(SO32-)﹥c(HSO3-)﹥c(OH-)﹥c(H+)  ;② HSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+ H+,加CaCl2溶液后,Ca2++SO32-=CaSO3↓使电离平衡右移,c(H+)增大     
(3) NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+;NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+
(4) ①a ;   ②2HSO3-+4H++4e-=S2O32-+3H2O
(5)243a (242a、244a、5600a/23都给分) 
解析

试题分析:⑴在置Ⅰ中SO2与NaOH溶液发生反应,离子方程式是SO2+OH-=HSO3-;(2)①溶液的pH=8时,溶液中含有的物质是Na2SO3和NaHSO3.根据物料守恒可得c(Na+)=(SO32-)+(HSO3-)+(H2O3);所以c(Na+)最大。知c(SO32-)﹥c(HSO3-)由于溶液显碱性,所以c(OH-)﹥c(H+);因为盐是强电解质,盐水解的程度是微弱的,所以c(HSO3-)﹥c(OH-)。故溶液中的离子浓度关系为:c(Na+)﹥c(SO32-)﹥c(HSO3-)﹥c(OH-)﹥c(H+);②NaHSO3溶液的pH=5,说明在溶液中NaHSO3的电离作用大于水解作用,当向其中加入CaCl2溶液时,会发生反应:Ca2++SO32-=CaSO3↓,这样就破坏了溶液中HSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+ H+,使平衡正向移动,进行电离产生大量的H+;c(H+)增大,因此溶液的pH减小。pH降为2。⑶在装置Ⅱ中,在酸性条件下根据流程示意图可得反应的离子方程式是NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+;NO+H2O+ Ce4+=Ce3++NO2-+2H+;⑷在装置Ⅲ还可以使Ce4+再生,①由于Ce3+→Ce4+,化合价升高,失去电子,所以生成Ce4+从电解槽的阳极a流出;②在阴极发生的电极的反应式是2HSO3-+4H++4e-=S2O32-+3H2O。⑸由于NO2的浓度为a g·L-1,所以1 m3该溶液中的NO2的量为a g·L-1×1000L=1000ag.物质的量为1000ag÷46g/mol;每1mol的NO2完全转化为NH4NO3,失去电子2mol.所以转移电子的物质的量为1000ag÷46g/mol×2=(1000a÷23)mol,每一mol的氧气反应转移电子4mol,所以消耗氧气的物质的量为(1000a÷23)mol÷4=(250a÷23)mol,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积是(250a÷23)mol×22.4L/mol=5600a/23L="243." 5aL。
考查:离子方程式的书写、离子浓度的比较、电解原理及应用、氧化还原反应的有关计算的知识。
核心考点
试题【(15分)雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O3和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):⑴】;主要考察你对与量有关的离子方程式的书写等知识点的理解。[详细]
举一反三
下列离子方程式正确的是
A.为缓解胃酸过多,服含NaHCO3的抗酸药:HCO3-+H+=H2O+CO2
B.FeSO4溶液被氧气氧化:4Fe2+O2+2H2O=4Fe3+4OH
C.硫酸铝溶液中加入过量的氨水:Al3++3OH=Al(OH)3
D.将Na2O2加入H2O中:Na2O2+H2O=2Na++2OH+O2

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雾霾天气严重影响人们的生活质量,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)氮、氧元素非金属性较强的是      
(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示:
 
①由图1可知SCR技术中的氧化剂为             
②用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO)对应的脱氮率如图2所示,脱氮效果最佳的c(NO2)/c(NO)=                。当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,用氨脱氮,每生成1molN2放出的热量为QkJ,写出该反应的热化学方程式                                 
(3)海水具有良好的吸收SO2的能力,其吸收过程如下:
①SO2溶于海水生成H2SO3,H2SO3最终会电离出SO32,SO32可以被海水中的溶解氧氧化为SO42。海水的pH会         (填“升高” 、“不变”或“降低”)。
②SO2和O2在H2SO4溶液中可以构成原电池,其负极反应式是                    
(4)碲(Te)为ⅥA族元素,是当今高新技术新材料的主要成分之一。工业上可将SO2通入TeCl4的酸性溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是_________               
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黑火药爆炸时发生多种化学反应,其中主要化学反应方程式为:
2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2
(1)上述反应中,原子半径最小的元素其原子结构示意图为________________。
(2)上述反应生成物中,属于非电解质的是________。
(3)上述反应中,每生成1 mol氧化产物,消耗KNO3的质量为      (保留1位小数)。
(4)收集黑火药爆炸后的烟尘和气体产物,分别与酸性高锰酸钾溶液反应,均能使溶液紫红色退去。
①烟尘中能使酸性高锰酸钾溶液退色的物质是           (填化学式)。
②气体产物与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式                              
③利用下图装置检验气体产物中的CO气体,一段时间后,观察到B中出现黑色的Pd沉淀,写出B中发生反应的化学方程式                                   

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(16分)火力发电在我国的能源利用中占较大比重,但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题,直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:                             
(2)工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液,溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂。
① 此时溶液中c(SO32–)的浓度是0.2 mol·L-1,则溶液中c(HSO3)是_______mol•L-1
② 向pH约为6的吸收剂中通入足量的O2,可将其中的NaHSO3转化为两种物质,反应的化学方程式是                                       
③ 某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2
吸收效率的措施,模拟实验吸收含硫烟气,实验结果如图所示。则:                                                               
有利于提高SO2的吸收效率。

(3)工厂仓库存放的Na2SO3药品已部分被空气
氧化,该化学小组想用已知浓度的酸性KMnO4
溶液来确定其含量,具体步骤如下:
步骤i 称取样品1.000 g。
步骤ii 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤iii 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,用0.01000 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
① 写出步骤iii所发生反应的离子方程式___________________________________;
② 在配制0.01000 mol·L-1 KMnO4溶液时若仰视定容,则最终测得药品中Na2SO3的含量________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③ 某同学设计用下列仪器进行滴定实验(夹持部分略去),最合理的组合是_     (填字母)。
  
A               B               C                 D            E
④ 滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测溶液
的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
2.20
20.20
则该药品中Na2SO3的质量分数为_________。
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下列离子方程式正确的是(      )
A.过氧化钠和水反应:2Na2O2+2H2O=4Na++4 OH+O2
B.用铜为电极电解饱和食盐水:2Cl+2H2O通电Cl2↑+H2↑+2OH
C.在明矾溶液中滴加过量氨水:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
D.向小苏打溶液中加少量Ba(OH)2溶液:HCO3+Ba2++OH=BaCO3↓+H2O

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