Question

(16分)汽车尾气中CO、NO_x 以及燃煤废弃中的SO₂都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。吸收SO₂和NO，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下(Ce为铈元素)：

（1）装置Ⅰ中，NaOH溶液吸收SO₂也可生成Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液

①写出NaOH溶液吸收SO₂生成等物质的量的Na₂SO₃和NaHSO₃混合溶液时总反应的离子方程式           。

②已知混合液pH随：n（）变化关系如下表：

	91：9	1：1	9：91
	8.2	7.2	6.2

当混合液中时，c(Na⁺)      c(HSO₃^-)+ 2c(SO₃^2-)（填“>”“=”或“<”）

（2）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce⁴⁺ 氧化的产物主要是NO₃^- 、NO₂^- ，写出只生成NO₂^-的离子方程式                       ；

（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。

①生成的Ce⁴⁺从电解槽的         (填字母序号)口流出；

②生成S₂O₄^{2 -} 的电极反应式为                           ；

（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^- 的浓度为a g·L^{- 1} ，要使1m³该溶液中的NO₂^- 完全转化为NO₃^-，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O₂         L。(用含a代数式表示)

Answer

(1)① 2SO2+3OH- ＝SO32 -+HSO3-+H2O（2分） ②>（2分）

(2) NO+Ce4+ +H2O＝NO2- +Ce3+ +2H＋ （3分）

(3) ①a（3分）②2HSO3- +2H＋+2e－＝S2O42 -+2H2O（3分）

(4) 或者（有一定相似度，可酌情给分，共3分））

【解析】

试题分析：（1）①NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式为2SO2+3OH- ＝SO32 -+HSO3-+H2O。

②根据表中数据可知当混合液中时，溶液显碱性，根据根据电荷守恒c(Na+)＋c(H+)＝c(OH—)＋c(HSO3-)+ 2c(SO32-)可知c(Na+)＞c(HSO3-)+ 2c(SO32-)。

（2）反应中N元素化合价从＋2价升高到＋3价，失去1个电子。Ce元素的化合价从＋4价降低到＋3价，得到1个电子，所以根据电子得失守恒可知只生成NO2-的离子方程式为NO+Ce4+ +H2O＝NO2- +Ce3+ +2H＋。

（3）①Ce3+ →Ce4+所以化合价升高失去电子，电解池中阳极失去电子，发生氧化反应，所以生成的Ce4+从电解槽的a口流出。

②亚硫酸氢根离子在电解池的阴极生成S2O42 - ，则其电极反应式为2HSO3- +2H＋+2e－＝S2O42 -+2H2O。

（4）NO2- 的浓度为a g·L- 1 ，则1m3该溶液中的NO2- 的物质的量是。氧气在反应中得到4个电子，则根据电子得失守恒可知需要氧气的物质的量是，在标准状况下的体积为。

考点：考查SO2处理、离子浓度大小比较、氧化还原反应以及电化学原理的应用