Question

中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站數(shù)據(jù)顯示，顆粒物（PM2.5等）為連續(xù)霧霾過(guò)程影響空氣質(zhì)量最顯著的污染物，其主要為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等．因此，對(duì)PM2.5、SO₂、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣．若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：

離子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO3-	Cl-
濃度/mol?L-1	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算PM_2.5待測(cè)試樣的pH=

 

．
（2）NO_x是汽車尾氣的主要污染物之一．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N₂和O₂反應(yīng)，其能量變化示意圖如圖甲：

①N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=

 

．
②當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NO_x在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N₂排出．寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式

 

．
③汽車汽油不完全燃燒時(shí)還產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：
2CO（g）═2C（s）+O₂（g），已知該反應(yīng)的△H＞0，該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？

 

．
（3）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO₂降低環(huán)境污染，同時(shí)又能制得氫氣，具體流程如圖乙：
①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)

 

．
②用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H₂的目的是

 

．
③用吸收H₂后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料（用MH表示），NiO（OH）作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量、長(zhǎng)壽命的鎳氫電池．電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：Ni（OH）₂+M?_放電^充電 NiO（OH）+MH，電池放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)式為

 

； 充電完成時(shí)，全部轉(zhuǎn)化為NiO（OH），若繼續(xù)充電，將在一個(gè)電極產(chǎn)生O₂，O₂擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸．

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)的生活環(huán)境的污染及治理,化學(xué)電源新型電池,pH的簡(jiǎn)單計(jì)算,氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題,化學(xué)應(yīng)用

分析：（1）根據(jù)溶液中電荷守恒計(jì)算H⁺離子濃度以及PH；
（2）①根據(jù)能量變化圖計(jì)算反應(yīng)熱，反應(yīng)熱=吸收的能量-放出的能量；
②NO被CO還原，則CO被NO氧化生成二氧化碳和氮?dú)�，�?jù)此寫出反應(yīng)方程式；
③根據(jù)G=△H-T?△S判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行；
（3）①由工藝流程圖可知，SO₂、I₂、H₂O反應(yīng)生成H₂SO₄、HI；
②根據(jù)平衡移動(dòng)的原理來(lái)分析；
③根據(jù)負(fù)極反應(yīng)的特點(diǎn)和總電池反應(yīng)來(lái)回答；

解答： 解：（1）溶液中電荷守恒：C（K⁺）+C（NH₄⁺）+C（H⁺）=2C（SO₄^2-）+C（NO₃^-）+C（Cl^-），得C（H⁺）=1×10^-4mol?L^-1，pH值為4，
故答案為：4；
（2）①該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol；
故答案為：+183kJ?mol^-1；
②在催化劑條件下，一氧化碳被氧化生成二氧化碳，一氧化氮被還原生成氮?dú)猓�所以其反�?yīng)方程式為：2CO+2NO

催化劑  .

N₂+2CO₂；
故答案為：2CO+2NO

催化劑  .

N₂+2CO₂；
③2CO（g）=2C（s）+O₂（g），該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)．根據(jù)G=△H-T?△S，G＞0，不能實(shí)現(xiàn)，
故答案為：不能；
（3）①由工藝流程圖可知，SO₂、I₂、H₂O反應(yīng)生成H₂SO₄、HI，離子方程式為：SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
故答案為：SO₂+I₂+2H₂O═SO₄^2-+2I^-+4H⁺；
②在膜分離器中發(fā)生反應(yīng)：2HI?I₂+H₂，將H₂分離出來(lái)有利于平衡向右移動(dòng)，利于I₂和H₂的生成；
故答案為：有利于平衡向右移動(dòng)，有利于碘和氫氣的生成；
③負(fù)極反應(yīng)物MH失去電子，生成的H⁺在堿性條件下生成H₂O，電解反應(yīng)式為：MH-e^-+OH^-=H₂O+M；
故答案為：MH-e^-+OH^-=H₂O+M．

點(diǎn)評(píng)：本題較為綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)方程式、離子方程式、熱化學(xué)反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式的書寫等知識(shí)點(diǎn)，注意反應(yīng)熱的計(jì)算方法，為易錯(cuò)點(diǎn)．