填空题15.0分
化学

10.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NO在酸性条件下生成NO-2的离子方程式                             

(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO-3和SO2-3)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示。

①下列说法正确的是                     (填标号)。

A. pH = 7时,溶液中c( Na+)= 3c (HSO3)

B.由图中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10-7

C.为获得尽可能纯的NaHSO3,应将溶液的pH控制在 4~5为宜

D. pH = 9时溶液中 c(OH)= c (H+) +c(HSO3) + c(H2SO3)

 ②若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L(标况下)SO2,则反应的总离子方程式为                                

 ③取装置Ⅰ中的吸收液vmL,用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液应装在                      (填“酸式”或“碱式”)滴定管中,判断滴定终点的方法是                             

 (3)装置Ⅲ 的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。

   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           。

(4) 已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为 0.4 mol/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 。





考察知识点

  • 二氧化硫的污染及治理

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正确答案及相关解析

正确答案

(1)H2O + NO + Ce4+ = 2H+ + NO2- + Ce3+

(2)①ABC;②3SO2 + 5OH- = 2SO32- + HSO3- + 2H2O;③酸式;当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟不褪色。

(3)正;2H+ + 2HSO3- + 2e- = S2O42- + 2H2O

(4)4480L

解析

(1)在装置Ⅰ中SO2与NaOH溶液发生反应,离子方程式是SO2+OH-=HSO3-;装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO2-的离子方程式H2O + NO + Ce4+ = 2H+ + NO2- + Ce3+

(2)若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L(标况下)SO2,则反应的总离子方程式为3SO2 + 5OH- = 2SO32- + HSO3- + 2H2O。

(3)在装置Ⅱ中,在酸性条件下根据流程示意图可得反应的离子方程式是NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+;NO+H2O+ Ce4+=Ce3++NO2-+2H+

       取装置Ⅰ中的吸收液vmL,用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定。酸性高锰酸钾溶液应装在酸式滴定管中,判断滴定终点的方

考查方向

本题主要考查了离子方程式的书写、离子浓度的比较、电解原理及应用、氧化还原反应的有关计算的知识。

解题思路

(1)在装置Ⅰ中SO2与NaOH溶液发生反应,离子方程式是SO2+OH-=HSO3-;装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO2-的离子方程式H2O + NO + Ce4+ = 2H+ + NO2- + Ce3+

(2)溶液的pH=7时,溶液中含有的物质是Na2SO3和NaHSO3. 知c(SO32-)=c(HSO3-),由于溶液显中性,根据电荷守恒可得c(Na+)+(H+)=(SO32-)+(HSO3-)+(OH-); A. pH = 7时,溶液中c( Na+) = 3c (HSO3-)B.由图中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10-7   C.为获得尽可能纯的 NaHSO3,应将溶液的pH控制在 4~5为宜 正确。

 

易错点

1、滴定终点现象的描述。

2、氧化还原反应电子转移的计算。

知识点

二氧化硫的污染及治理