Question

【題目】（14分）汽車尾氣中CO、NOx以及燃煤廢氣中的SO2都是大氣污染物，對它們的治理具有重要意義。

（1）氧化一還原法消除NOx的轉化如下：

①反應I為NO +O3=NO2+O2，生成標準狀況下11.2 L O2時，轉移電子的物質的量是 mol。

②反應Ⅱ中，當n( NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2時，氧化產物與還原產物的質量比為______

（2）使用“催化轉化器”可以減少尾氣中的CO和NOx，轉化過程中發生反應的化學方程式為CO+ NOx →N2+CO2（未配平），若x=1.5，則化學方程式中CO2和N2的化學計量數比為 。

（3）吸收SO2和NO，獲得Na2S2O4和NH4NO3產品的流程圖如下（Ce為鈰元素）。裝置Ⅱ中，酸性條件下，NO被Ce4+氧化的產物主要是NO3－、NO2－，請寫出生成等物質的量的NO3－和NO2－時的離子方程式 .

（4）裝置Ⅲ的作用之一是用質子交換膜電解槽電解使得Ce4+再生，再生時生成的Ce4+在電解槽的 （填“陽極”或“陰極”），同時在另一極生成S2O42一的電極反應式為 。

（5）已知進入裝置Ⅳ的溶液中，NO2－的濃度為ag．L－1，要使1m3該溶液中的NO2－完全轉化為NH4NO3，至少需向裝置Ⅳ中通人標準狀況下的氧氣 L（用含a代數式表示，結果保留整數）。

Answer 1

【答案】（1）1（1分），4:3（2分）；（2）3:1（2分）；

（3）2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H++4Ce3+（2分）；

（4）陽極（2分），2H++2HSO3-+2e-=S2O42-+2H2O（2分）；

（5）NO2-的濃度為ag/L，要使1m3該溶液中的NO2-完全轉化為NH4NO3，則失去電子數目是：.設消耗標況下氧氣的體積是V，則得電子數目是：V÷22.4×2×（2-0）.根據電子守恒解得V=243a.

【解析】試題分析：（1）①在反應NO +O3=NO2+O2中，每產生1mol 的氧氣，轉移電子的物質的量是2mol，現在生成標準狀況下11.2 L O2時，n(O2)=0.5mol，所以轉移電子的物質的量是1mol。②反應Ⅱ中，當n( NO2)：n[CO(NH2)2]=3：2時，反應方程式是：6NO2+4 CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O，在該反應中，NO2是氧化劑，變為還原產物N2；CO(NH2)2是還原劑，變為氧化產物N2，所以氧化產物與還原產物的質量比為8：6=4:3。（2）使用“催化轉化器”可以減少尾氣中的CO和NOx，轉化過程中發生反應的化學方程式為CO+ NOx →N2+CO2（未配平），若x=1.5，則根據電子守恒及原子守恒，可得方程式：3CO+2 NOx →N2+3CO2，化學方程式中CO2和N2的化學計量數比,3:1；（3）在酸性條件下，NO被Ce4+氧化的產物主要是NO3－、NO2－，根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒可得生成等物質的量的NO3－和NO2－時的離子方程式是2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H++4Ce3+；（4）用質子交換膜電解槽電解Ce3+使得Ce4+再生，再生時Ce3+失去電子，被氧化，所以生成的Ce4+在電解槽的陽極，同時在另一極發生還原反應生成S2O42一，反應的電極反應式為2H++2HSO3-+2e-=S2O42-+2H2O；（5）在進入裝置Ⅳ的溶液中，NO2－的濃度為ag．L－1，要使1m3該溶液中的NO2－完全轉化為NH4NO3，NO2-的濃度為ag/L，要使1m3該溶液中的NO2-完全轉化為NH4NO3，則失去電子數目是：.設消耗標況下氧氣的體積是V，設消耗標況下氧氣的體積是V，則得電子數目是：V÷22.4×2×（2-0）.根據電子守恒= V÷22.4×2×（2-0）。解得V=243a.