Question

Ⅰ（8分）PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NO_x 等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：

（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol•L^-1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM2.5试样的pH  。

（2）NO_x 汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

则N₂和O₂反应生成NO的热化学反应方程式为       

（3）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应：                 

②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极，KOH溶液作为电解质溶液，负极的电极反应式_     _

Ⅱ（10分）铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。

（1）检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：               （注明试剂、现象）。

（2）将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为          （填代号）。

A．氢氧化钠溶液       B．硫酸溶液        C．氨水       D．二氧化碳

（3）由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：           蒸发浓缩、冷却结晶、          、洗涤。

（4）SiO₂和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为               （填代号）。

Answer

Ⅰ（8分）（1）pH=4 。

（2）N2(g)＋O2(g)= 2NO(g) △H=+184kJ/mol（3）SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+ ；H2-2e-+2OH-=2H2O

Ⅱ（（10分）（1）取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B 中不含铁元素。（2）C（3）加入浓盐酸 过滤 (4) B。

【解析】

试题分析：（1）溶液呈电中性，则n(H+)+n(K+)+n(Na+)+n(NH4+)=2n(SO42-)+n(NO3-)+n(Cl-)。所以c(H+)+ 4×10-6+6×10-6+2×10-5=2×4×10-5+3×10-5+2×10-5。解得c(H+)=1×10-4，所以pH=4；（2）根据题意N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为N2(g)＋O2(g)= 2NO(g) △H=(946KJ/mol +498KJ/mol— 2×630 KJ/mol)=+184kJ/mol；（3）①在反应器中SO2、I2、H2O发生反应产生硫酸和氢碘酸。用离子方程式表示为SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+ ；②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极，KOH溶液作为电解质溶液，通入氢气的电极是负极，负极的电极反应式是H2-2e-+2OH-=2H2O；Ⅱ（1）检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B 中不含铁元素。（2）由于在滤液B中的铝元素以Al3+形式存在，若使Al3+以沉淀形式析出，由于Al(OH)3是两性物质，既可以与强酸反应液可以与强碱发生反应，所以应该用弱碱，可选用的最好试剂为氨水，选项是C；（3）由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：加入浓盐酸蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，就得到了氯化铝晶体。（4）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，由于NaOH是强碱，能够与玻璃、陶瓷中的SiO2发生反应，所以应该用铁坩埚，可采用的装置为B。

考点：考查溶液的酸碱性、热化学方程式的书写、铁元素的检验、试剂的使用、仪器的选择的知识。