Question

（14分）汽车尾气中CO、NO_x以及燃煤废气中的SO₂都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。

（1）氧化一还原法消除NOx的转化如下：

①反应I为NO +O₃=NO₂+O₂，生成标准状况下11.2 L O₂时，转移电子的物质的量是   mol。

②反应Ⅱ中，当n( NO₂)：n[CO(NH₂)₂]=3：2时，氧化产物与还原产物的质量比为______

（2）使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx，转化过程中发生反应的化学方程式为CO+ NOx →N₂ +CO₂（未配平），若x=1.5，则化学方程式中CO₂和N₂的化学计量数比为     。

（3）吸收SO₂和NO，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下（Ce为铈元素）。装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce⁴⁺氧化的产物主要是NO₃^－、NO₂^－，请写出生成等物质的量的NO₃^－和NO₂^－时的离子方程式    .

 

（4）装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce⁴⁺再生，再生时生成的Ce⁴⁺在电解槽的     （填“阳极”或“阴极”），同时在另一极生成S₂O₄^2一的电极反应式为      。

（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^－的浓度为ag．L^－1，要使1m³该溶液中的NO₂^－完全转化为NH₄NO₃，至少需向装置Ⅳ中通人标准状况下的氧气        L（用含a代数式表示，结果保留整数）。

Answer

（1）1（1分），4:3（2分）；（2）3:1（2分）；

（3）2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H++4Ce3+（2分）；

（4）阳极（2分），2H++2HSO3-+2e-=S2O42-+2H2O（2分）；

（5）NO2-的浓度为ag/L，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：.设消耗标况下氧气的体积是V，则得电子数目是：V÷22.4×2×（2-0）.根据电子守恒解得V=243a.

【解析】

试题分析：（1）①在反应NO +O3=NO2+O2中，每产生1mol 的氧气，转移电子的物质的量是2mol，现在生成标准状况下11.2 L O2时，n(O2)=0.5mol，所以转移电子的物质的量是1mol。②反应Ⅱ中，当n( NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2时，反应方程式是：6NO2+4 CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O，在该反应中，NO2是氧化剂，变为还原产物N2；CO(NH2)2是还原剂，变为氧化产物N2，所以氧化产物与还原产物的质量比为8：6=4:3。（2）使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx，转化过程中发生反应的化学方程式为CO+ NOx →N2 +CO2（未配平），若x=1.5，则根据电子守恒及原子守恒，可得方程式：3CO+2 NOx →N2 +3CO2，化学方程式中CO2和N2的化学计量数比,3:1；（3）在酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3－、NO2－，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可得生成等物质的量的NO3－和NO2－时的离子方程式是2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H++4Ce3+；（4）用质子交换膜电解槽电解Ce3+使得Ce4+再生，再生时Ce3+失去电子，被氧化，所以生成的Ce4+在电解槽的阳极，同时在另一极发生还原反应生成S2O42一，反应的电极反应式为2H++2HSO3-+2e-=S2O42-+2H2O；（5）在进入装置Ⅳ的溶液中，NO2－的浓度为ag．L－1，要使1m3该溶液中的NO2－完全转化为NH4NO3，NO2-的浓度为ag/L，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数目是：.设消耗标况下氧气的体积是V，设消耗标况下氧气的体积是V，则得电子数目是：V÷22.4×2×（2-0）.根据电子守恒= V÷22.4×2×（2-0）。解得V=243a.

考点：考查氧化还原反应方程式、离子方程式的书写、计算及电解原理的应用的知识。