Question

汽車尾氣中CO、NO_x 以及燃煤廢棄中的SO₂都是大氣污染物，對它們的治理具有重要意義。

Ⅰ．CH₄(g)+4NO₂(g) = 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)     △H₁= —574 kJ·mol^{- 1} ．

    CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)      △H₂= 一1160 kJ·mol^{- 1}

(1)甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為                                             ；

Ⅱ．吸收SO₂和NO，獲得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃產(chǎn)品的流程圖如下(Ce為鈰元素)：

(2)裝置Ⅱ中，酸性條件下，NO被Ce ⁴⁺ 氧化的產(chǎn)物主要是NO₃^- 、NO₂^- ，寫出只生成NO₃^- 的離子方程式                                             ；

(3)裝置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下圖所示。

①生成的Ce⁴⁺ 從電解槽的         (填字母序號)口流出；

②生成S₂O₄^{2 -} 的電極反應(yīng)式為                           ；

(4)已知進(jìn)入裝置Ⅳ的溶液中，NO₂^- 的濃度為a g·L^{- 1} ，要

使1m³該溶液中的NO₂^- 完全轉(zhuǎn)化為NH₄NO₃，至少需向裝置Ⅳ

中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂         L。(用含a代數(shù)式表示，計算結(jié)果保留整數(shù))

Answer 1

【知識點】化學(xué)反應(yīng)與能量  電化學(xué)  F1 F2 F3

【答案解析】

解析：（1）△H=（△H1+△H2）/2，消去NO

（2）NO被氧化為硝酸根，Ce⁴⁺被還原為Ce³⁺，酸性環(huán)境，缺氧補水，缺氫補氫離子

（3）生成Ce⁴⁺為氧化反應(yīng)，發(fā)生在陽極上，連接電源正極，因此從a口流出

（4）反應(yīng)物是HSO₃^-被還原成S₂O₄^2-，得到電子

（5）NO₂^-的濃度為a g•L^-1，要使1m³該溶液中的NO₂^-完全轉(zhuǎn)化為NH₄NO₃，則失去電子數(shù)目是：1000×(5−3)a/46，設(shè)消耗標(biāo)況下氧氣的體積是V，則失電子數(shù)目是：V÷22.4×2×(2−0)，根據(jù)電子守恒：

1000a×(5−3)÷46=V÷22.4×2×(2−0)，解得V=243a，故答案為：243a．

【思路點撥】本題綜合考查學(xué)生含氮元素、含硫元素物質(zhì)的性質(zhì)知識，注意知識的梳理和歸納是關(guān)鍵，難度中等．