Question

空气污染问题日益引起全民关注。工业生产中产生的SO₂、NO等为主要污染物。根据你所学化学知识完成下列问题：

Ⅰ．（1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm（1μm=10³nm）的颗粒物。下列说法不正确的是_________（填字母序号）。

a．PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气排放等过程

b．PM2.5颗粒小，所以对人体无害

c．直径介于1～2.5μm的颗粒物分散到空气中可形成胶体

d．推广使用电动汽车，可以减少PM2.5的污染

（2）SO₂为重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一。在实验室中，若用70%的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫，并要求方便控制反应速率，可选用如图所示气体发生装置中的_______（填下列序号字母）。

（3）为研究SO₂的性质，如图在注射器中加入少量Na₂SO₃晶体，并吸入少量浓硫酸（以不接触纸条火准）。

下列有关说法正确的是___________

A．蓝色石蕊试纸先变红后褪色

B．湿润的品红试纸、蘸有KMnO₄溶液的滤纸均褪色证明SO₂具有漂白性

C．湿润的淀粉KI－试纸未变蓝说明SO₂的氧化性强于I₂

D．NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO₂

（4）一定温度下，在密闭容器中SO₂与O₂反应生成1molSO₃气体时，放出akJ热量。

①该温度下SO₂与O₂反应的热化学方程式为__________________________。

②已知：2NO(g)+O₂(g)═2NO₂(g)   △H= -b kJ•mol^-1  （a＞b＞0）

则反应NO₂(g)+SO₂(g)═SO₃(g)+NO(g)  的△H=________________。

Ⅱ．硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%（体积分数）时需要处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中的二氧化硫的含量，采用以下方案：

实验步骤如下图流程图所示：

（1）步骤①中反应的离子方程式为____________________________。

（2）步骤②中Ba(OH)₂是否足量的判断方法是____________________________。

Ⅲ．工业生产中产生的SO₂、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO₂和NO，同时获得 Na₂S₂O₄和 NH₄NO₃产品的工艺流程图如下（Ce为铈元素）．

请回答下列问题．

（1）装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行，写出NO被氧化为NO₂^-的离子方程式__________。

（2）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如图所示；

图中A为电源的______（填“正”或“负”）极.右侧反应室中发生的主要电极反应式为__________。

（3）已知进人装置Ⅳ的溶液中NO₂^-的浓度为 0.75mol/L，要使 1m³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的体积为_______L。

Answer

Ⅰ．（1）bc（2）a（3）D（4）①2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g) △H=-2akJ•mol-1②－(a-b/2)

Ⅱ．（1）SO2+H2O2=SO42-+2H+（2）静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba(OH)2溶液，若无浑浊现象产生说明Ba(OH)2足量，否则不足

Ⅲ．（1）NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+ （2）正 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O

（3）8.4×103

【解析】

试题分析：（1）a．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物．它的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，故a正确；b．PM2.5表面积大，具有吸附性，能吸附大量有毒物质，故b错误；c．胶体微粒直径在10-7m～10-9m之间，PM2.5粒子的大小不符合，故c错误；d．减少机动车尾气排放，减少了烟尘，能降低空气中PM2.5，故d正确；故选：bc；（2）用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，由于反应不需要加热，排除装置c；由于亚硫酸钠是细小颗粒，易溶于水，不可选用装置bd，故可选用的发生装置是a；（3）A．SO2只能使酸碱指示剂变色，所以湿润的蓝色石蕊试纸只变红，故A错误；B．品红试纸褪色，表现出SO2的漂白性，沾有KMnO4溶液的滤纸褪色，表现出SO2的还原性，故B错误；C．湿润淀粉KI试纸变蓝，说明SO2能将KI氧化为I2，则SO2的氧化性强于I2，故C错误；D．SO2为酸性气体，有毒，可与NaOH溶液反应生成盐和水，所以NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2，故D正确；故选D；（4）①SO2与O2反应生成1mol SO3气体时，放出a kJ热量，故热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H=-2a kJ•mol-1；②根据盖斯定律Ⅰ、2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H=-2a kJ•mol-1Ⅱ、2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-b kJ•mol-1 （a＞b＞0）；(Ⅰ−Ⅱ)/2即得NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g） 的△H=(−2a+b)/2=−(a−b/2)kJ•mol-1；Ⅱ（1）由方案原理可知，H2O2是将SO2完全转化为SO42-；（2）步骤②中Ba(OH)2是否足量的判断方法是：静置分层后，向上层清液中继续滴加Ba(OH)2溶液，若无浑浊现象产生说明Ba(OH)2足量，否则不足；Ⅲ（1）装置Ⅱ中NO在酸性条件下，NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应：NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+；（2）生成Ce4+为氧化反应，发生在阳极上，因此再生时生成的Ce4+在电解槽的阳极，连接电源正极，反应物是HSO3-被还原成S2O42-，得到电子，电极反应式为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；（3）NO2-的浓度为0.75mol/L，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，则失去电子数为：1000×(5-3)×0.75mol，设消耗标况下氧气的体积是VL，根据电子守恒：VL÷22.4mol/L×4=1000×(5-3)×0.75mol，解得V=8.4×103L

【考点定位】考查二氧化硫的制备和性质

【名师点晴】考查工业生产中化学原理吸收SO2和NO的工艺，为高频考点，涉及氧化还原反应、离子浓度比较、电化学等，这类题目的解题关键是搞清工艺流程中涉及到的反应原理和实验操作的规范化，将所学理论知识灵活迁移，化整为零，逐一解答就相对容易多了。