Question

含氮氧化物与含硫氧化物是大气的主要污染物，NH₄NO₃是一种水体污染物，有效去除这些污染物是一项重要课题。回答下列问题：

（1）氧化处理：

NO（g）+O₃（g）NO₂（g）+O₂（g）    △H₁=-200.9kJ•mol^-1

SO₂（g）+O₃（g）SO₃（g）+O₂（g）    △H₂=-241.6kJ•mol^-1

2NO₂（g）2NO（g）+O₂（g）    △H₃=+115.2kJ•mol^-1

2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）    △H=___kJ•mol^-1

（2）碱吸收处理：

①25℃时，用Na₂CO₃溶液吸收SO₂，含硫微粒的物质的量分数随pH变化如图1所示，pH为4时，发生反应的离子方程式为__。

②25℃时，用氨水吸收SO₂，脱硫效率η随pH变化如图2所示，pH过大或过小都会导致脱硫效率降低，原因分别是___和__；pH=7时，吸收液中NH₄⁺与含硫微粒之间的关系是c（NH₄⁺）=___。

（3）用电解法除去工业废水中硝酸铵的装置如图3所示，电解后左侧流出的溶液中主要的溶质是__（填名称）。

Answer

-196.6 CO32-+2SO2+H2O=CO2+2HSO3- pH过大会造成NH3的挥发 pH过小，H2SO3的电离被抑制，导致SO2的溶解度减小 2×c（SO32-）+c（HSO3-） 硝酸

【解析】

根据盖斯定律可推算△H；当pH为4时，溶质H2SO3几乎为0，离子主要为HSO3-；转化率下降从物质性质和平衡移动方面考虑，据此做答。

（1）总反应可由反应②×2-反应①×2-反应③推出，结合盖斯定律，△H=△H2×2-△H1×2-△H3=-241.6×2+200.9×2-115.2=-196.6kJ/mol；

（2）①由图可知，pH=4时，溶质离子主要为HSO3-，离子方程式为：CO32-+2SO2+H2O=CO2+2HSO3-；

②pH过大，溶液碱性过强，氨水挥发，pH过小，H2SO3的电离被抑制，导致SO2溶解度减小，pH=7时，c（H+）=c（OH-），根据电荷守恒：c（H+）+c（NH4+）=2×c（SO32-）+c（OH-）+c（HSO3-），则c（NH4+）=2×c（SO32-）+c（HSO3-）；

（3）根据电解原理，左侧放出O2，则左侧化合价升高作阳极，结合阴离子放电顺序知电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，NH4NO3溶液中的NH4+通过阴离子交换膜向左边移动与电解后的H+形成HNO3。