Question

(18分)NOx、SO₂是主要的大氣污染物，科學(xué)處理這些污染物對改善人們的生存環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。
（1）利用甲烷催化還原氮氧化物。已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-867kJ?mol^-1
則CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=   kJ?mol^-1。
（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

寫出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式 ___________________；已知反應(yīng)I的化學(xué)方程式為2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl，若反應(yīng)I中轉(zhuǎn)移0．5mol電子，則反應(yīng)Ⅱ中可生成N₂的體積
為_________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。
（3）常溫下，用NaOH溶液吸收SO₂得到pH=9的Na₂SO₃溶液，吸收過程中水的電離平衡_________移動（填“向左”、“向右”或“不”）；試計算溶液中 。
（常溫下H₂SO₃的電離常數(shù)：）
（4）利用Fe₂(SO₄)₃溶液也可處理SO₂廢氣，其流程如下圖所示。

①簡述用Fe₂(SO₄)₃晶體配制溶液A的方法__________________。
②假設(shè)反應(yīng)過程中溶液的體積不變，A、C兩溶液的pH大小關(guān)系為：pH___pH。（填
“>”、“=”或“<”）。
③設(shè)計實驗驗證溶液B是否仍具有處理廢氣的能力，簡述實驗的操作、現(xiàn)象和結(jié)論_____________________________________________________________________________。

Answer 1

(l)—1160¹。（2）2NO₂+4Na₂SO₃N₂+4Na₂SO₄；1.12L。（3）向右；60。（4）①先將Fe₂(SO₄)₃晶體溶于一定濃度的硫酸，再加水稀釋到所需的濃度。②＜。③取所得溶液少許，滴加硫氰酸鉀溶液，若溶液變血紅色，說明溶液B具有處理廢氣的能力，反之，不具有。

試題分析：(l)已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-867kJ?mol^-1，根據(jù)蓋斯定律：②×2—①，
則CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=—1160kJ?mol^-1。（2）根據(jù)題給流程圖知，反應(yīng)Ⅱ為二氧化氮與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)生成氮?dú)夂土蛩徕c，化學(xué)方程式為2NO₂+4Na₂SO₃N₂+4Na₂SO₄；由反應(yīng)I知，生成1molNO₂轉(zhuǎn)移5mol電子，若反應(yīng)I中轉(zhuǎn)移0．5mol電子，則反應(yīng)Ⅰ 中生成0.1molNO₂，由反應(yīng)Ⅱ可知，生成N₂的物質(zhì)的量為0.05mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12L。（3）常溫下，用NaOH溶液吸收SO₂得到pH=9的Na₂SO₃溶液，吸收過程中溶液由強(qiáng)堿溶液轉(zhuǎn)化為水解呈堿性的鹽溶液，水的電離平衡向右移動；由H₂SO₃的二級電離常數(shù)表達(dá)式表達(dá)式知， =Ka₂/c(H^＋)=6.0×10^—8/10^—9=60。（4）①用Fe₂(SO₄)₃晶體配制Fe₂(SO₄)₃溶液時要注意防止鐵離子水解，方法是先將Fe₂(SO₄)₃晶體溶于一定濃度的硫酸，再加水稀釋到所需的濃度。②由題給流程知，該過程中發(fā)生的總反應(yīng)為：2SO₂+O2+2H₂O==2H₂SO₄，A、C兩溶液的pH大小關(guān)系為：pH_A＜pH_C。③驗證溶液B是否仍具有處理廢氣的能力，即為檢驗溶液B中是否含有鐵離子，實驗的操作、現(xiàn)象和結(jié)論是取所得溶液少許，滴加硫氰酸鉀溶液，若溶液變血紅色，說明溶液B具有處理廢氣的能力，反之，不具有。