Question

2013年初，霧霾天氣多次肆虐我國中東部，該地區PM2.5嚴重超標。研究表明，PM2.5約60%來源于某些氣體污染物在空氣中轉變而成的二次顆粒物。這些氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發性有機物。因此，控制、治理PM2.5污染源成為環保的重要課題。

（1）研究表明，TiO₂在紫外線照射下會使空氣中的某些分子產生活性基團OH，如圖所示，OH與NO₂的反應為NO₂＋OHHNO₃。寫出OH與NO反應的化學方程式：_____________，該反應中被氧化的元素是        。

（2）如圖所示的電解裝置能吸收和轉化NO₂、NO和SO₂。陰極排出的溶液中含S₂O₄^2-離子，能吸收NO_x氣體，生成的SO₃^2-可在陰極區再生。請將S₂O₄^2-吸收NO₂的離子方程式配平，并標明電子轉移的方向和數目。

____S₂O₄^2-＋____NO₂＋____OH^－     SO₃^2-＋____N₂＋____

（3）已知上述電解裝置陽極反應為：SO₂－2e^－＋2H₂OSO₄^2-＋4H^＋，陰極生成的吸收液每吸收標準狀況下7.84 L的氣體，陽極區新生成質量分數為49%的硫酸100 g，則被吸收氣體中NO₂和NO的物質的量之比為              。

（4）PM2.5產生的主要來源是日常發電、工業生產、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質。一般而言，粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自揚塵等；2.5微米以下的細顆粒物（PM2.5）則主要來自化石燃料的燃燒（如機動車尾氣、燃煤）、揮發性有機物的排放等。請你結合信息，給出降低PM2.5排放的對策（至少兩條）：           ______      。

 

Answer 1

【答案】

(本題共8分) （1）NO＋3OH→HNO₃＋H₂O (1分)    +2價的N(1分)

（2）　(3分)

（3）3∶4(2分)    （4）采用新能源、減少機動車有害尾氣的排放(1分)

【解析】

試題分析：（1）根據方程式NO₂＋OH→HNO₃可知，活性基團OH具有強氧化性，所以OH具有能把NO氧化生成硝酸。根據原子守恒可知，反應中還應該有水生成，因此反應的化學方程式是NO＋3OH→HNO₃＋H₂O。在反應中NO中＋2價的氮元素化合價升高到＋5價，所以被氧化的元素是氮元素。

（2）根據方程式可知，S₂O₄^2-中S元素的化合價從＋3價升高到＋4價，失去1個電子。NO₂中氮元素的化合價從＋4價降低到0價，得到4個電子，所以根據電子得失守恒可知，氧化劑NO₂與還原劑S₂O₄^2-中S₂O₄^2-的物質的量之比是1:2。根據原子守恒可知，反應中還應該有水生成，所以配平后的方程式應該是。

（3）標準狀況下7.84 L的氣體的物質的量是7.84L÷22.4L/mol＝0.35mol，設NO₂和NO的物質的量分別是是x和y，則x＋y＝0.35mol。100 g 49%的硫酸中硫酸的質量是49g，物質的量是49g÷98g/mol＝0.5mol，則根據方程式SO₂－2e^－＋2H₂O→SO₄^2-＋4H^＋可知，轉移電子的物質的量是0.1mol，所以根據電子得失守恒可知，4x＋2y＝1mol，解得x＝0.15mol、y＝0.20mol，所以被吸收氣體中NO₂和NO的物質的量之比為3∶4。

（4）由于2.5微米以下的細顆粒物（PM2.5）主要來自化石燃料的燃燒（如機動車尾氣、燃煤）、揮發性有機物的排放等，所以要降低PM2.5排放的對策應該是采用新能源、減少機動車有害尾氣的排放。

考點：考查氧化還原反應方程式的配平、計算以及有關判斷；大氣污染以及治理；電解原理的有關應用等