Question

雾霾含有大量的污染物SO₂、NO，工业上变废为宝利用工业尾气获得NH₄NO₃ 产品的流程图如下(Ce为铈元素)：

（1）上述流程中循环使用的物质有__________。

（2）上述合成路线中用到15%～20%的乙醇胺(HOCH₂CH₂NH₂），其水溶液具有弱碱性，显碱性的原因：HOCH₂CH₂NH₂+H₂OHOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-，写出足量乙醇胺吸收SO₂的化学方程式__________。

（3）写出吸收池Ⅲ中，酸性条件下NO转化为NO₃^－的离子方程式为___________。

（4）向吸收池Ⅳ得到的HSO₃^﹣溶液中滴加少量CaCl₂溶液，出现浑浊，pH降低，运用平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：_____________。（用离子方程式和简要的文字说明）

（5）电解池Ⅴ可使Ce⁴⁺再生，装置如下图所示：

生成Ce⁴⁺从__________口（填字母）流出，写出阴极的电极反应式________________________________。

（6）从氧化池Ⅵ中得到粗产品NH₄NO₃晶体，采用加热蒸干的方法是否合理_______（填“是”或“否”），原因是_____________________（若合理，不填该空）。

Answer

乙醇胺、Ce4+ 2HOCH2CH2NH2+H2O+SO2=(HOCH2CH2NH3) 2SO3 NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++ NO3-+ 4H+ HSO3-中存在电离平衡HSO3-H++SO32-，加入CaCl2溶液,Ca2++SO32-=CaSO3↓，电离平衡正向移动，c(H+)增大 a 2HSO3-+4H++4e-S2O32-+3H2O 否 NH4NO3高温分解

【解析】吸收池1：2HOCH2CH2NH2+H2O+SO2=(HOCH2CH2NH3) 2SO3，吸收池2：受热分解(HOCH2CH2NH3) 2SO3=2HOCH2CH2NH2+H2O+SO2=(HOCH2CH2NH3) 2SO3，CO2吸收同理，吸改池3：NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++ NO3-+ 4H+ ，吸收池4：OH―＋SO2=HSO3―，电解池Ⅴ回收硫：2HSO3-+4H++4e-S2O32-+3H2O ，同时再生Ce4+ ，物质循环使用。（1）上述流程中循环使用的物质有乙醇胺、Ce4+；（2）足量乙醇胺吸收SO2的化学方程式 2HOCH2CH2NH2+H2O+SO2=(HOCH2CH2NH3) 2SO3，（3）吸收池Ⅲ中，酸性条件下，在酸性环境下，NO和Ce4＋之间会发生氧化还原反应：NO转化为NO3－的离子方程式为NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++ NO3-+ 4H+ ；（4）向吸收池Ⅳ得到的HSO3﹣溶液中滴加少量CaCl2溶液，出现浑浊，pH降低，运用平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：NaHSO3溶液中HSO3－的电离大于水解， HSO3-中存在电离平衡HSO3-H++SO32-，加入CaCl2溶液,Ca2++SO32-=CaSO3↓，电离平衡正向移动，c(H+)增大 ；（5）电解池Ⅴ可使Ce4+再生，生成Ce4+从 a 口（填字母）流出； 2HSO3-+4H++4e-S2O32-+3H2O （6）从氧化池Ⅵ中得到粗产品NH4NO3晶体，NH4NO3热稳定性差，采用加热蒸干的方法是否合理:“否”，原因是NH4NO3高温分解。

点睛：本题综合考查学生含氮元素、含硫元素物质的性质知识，注意知识的梳理和归纳是关键，难度中等；解题关键：（1）二氧化硫是酸性氧化物，能和碱性物质之间发生反应； (4)NaHSO3溶液中HSO3－的电离大于水解，HSO3－SO32－+H＋，溶液显示酸性，加入CaCl2溶液后，Ca2＋+SO32－=CaSO3↓使电离平衡右移，难点；在酸性环境下，NO和Ce4＋之间会发生氧化还原反应；第二个难点。