16分)汽车尾气中CO、NOx 以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)装置Ⅰ中,NaOH溶液吸收SO2也可生成Na2SO3和NaHSO3的混合溶液
①写出NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式 。
②已知混合液pH随:n()变化关系如下表:
91:9 | 1:1 | 9:91 | |
8.2 | 7.2 | 6.2 |
答案1)① 2SO2+3OH- =SO32 -+HSO3-+H2O(2分) ②>(2分)
(2) NO+Ce4+ +H2O=NO2- +Ce3+ +2H+ (3分)
(3) ①a(3分)②2HSO3- +2H++2e-=S2O42 -+2H2O(3分)
(4) 或者(有一定相似度,可酌情给分,共3分))
解析试题分析:(1)①NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式为2SO2+3OH- =SO32 -+HSO3-+H2O。
②根据表中数据可知当混合液中时,溶液显碱性,根据根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH—)+c(HSO3-)+ 2c(SO32-)可知c(Na+)>c(HSO3-)+ 2c(SO32-)。
(2)反应中N元素化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子。Ce元素的化合价从+4价降低到+3价,得到1个电子,所以根据电子得失守恒可知只生成NO2-的离子方程式为NO+Ce4+ +H2O=NO2- +Ce3+ +2H+。
(3)①Ce3+ →Ce4+所以化合价升高失去电子,电解池中阳极失去电子,发生氧化反应,所以生成的Ce4+从电解槽的a口流出。
②亚硫酸氢根离子在电解池的阴极生成S2O42 - ,则其电极反应式为2HSO3- +2H++2e-=S2O42 -+2H2O。
(4)NO2- 的浓度为a g·L- 1 ,则1m3该溶液中的NO2- 的物质的量是。氧气在反应中得到4个电子,则根据电子得失守恒可知需要氧气的物质的量是,在标准状况下的体积为。
考点:考查SO2处理、离子浓度大小比较、氧化还原反应以及电化学原理的应用