Question

SO₂、NO是大气污染物。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中生成HSO₃^－的离子方程为                  。

（2）含硫各微粒（H₂SO₃、HSO₃^－和SO₃^2－）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下列说法正确的是         （填字母序号）。

a．pH=8时，溶液中c(HSO₃^－) < c(SO₃^2－)

b．pH=7时，溶液中c(Na⁺) =c(HSO₃^－)+c(SO₃^2－)

c．为获得尽可能纯的NaHSO₃，可将溶液的pH控制在4～5左右

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                     。

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

（4）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。

①生成Ce⁴⁺的电极反应式为                               。

②生成Ce⁴⁺从电解槽的         （填字母序号）口流出。

（5）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）。

Answer

（1）SO2 + OH－=== HSO3－；

（2）①a、c ②HSO3－SO32－+H+，加入CaCl2溶液， Ca2++SO32－=== CaSO3↓使平衡右移，c(H+)增大。

（3）NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NO3－+4H+

（4）①Ce3+- e－=== Ce4+ ② a

（5）243a（242a、244a、5600a /23都给分）

【解析】

试题分析：（1）进入装置Ⅰ中的物质有：NaOH、NO、SO2，则生成HSO3－的离子方程为： SO2 + OH－=== HSO3－（2）①如图pH=8时，溶液中c(HSO3－) < c(SO32－)，选项a正确。pH=7时，溶液中c(Na+)+c(H+) =c(HSO3－)+2c(SO32－)+c(OH-)，c(H+)= c(OH-)，选项b不正确。如图pH控制在4～5左右，溶液中HSO3－的含量最高，原因是能抑制HSO3－电离，选项c正确。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原因为HSO3－SO32－+H+，加入CaCl2溶液，Ca2++SO32－=== CaSO3↓使平衡右移，c(H+)增大。（3）装置Ⅱ中，如流程图反应物为NO、Ce4+生成物有Ce3+、NO3－。根据电荷守恒和题意给出酸性溶液，反应物还有H2O，生成物还有H+。根据氧化还原原理和得失电子守恒配平得NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NO3－+4H+。（4）①根据流程图其电极方程式只能是Ce3+- e－=Ce4+。②由Ce3+- e－= Ce4+得阳极生成Ce4+，所以从电解槽的a口流出。（5）根据得失电子守恒NO2－和O2的物质的量之比为2:1。得氧气的体积为1000a/(46×2)×22.4=243a 。

考点：考查了离子方式、电极方程式的书写，溶液中浓度大小的比较，氧化还原反应，利用电荷守恒计算