Question

（14分）SO₂和NO₂都是大气污染物。

（1）将NO₂变成无害的N₂，要找到适合的物质G与适当的反应条件，G应为___________（填写“氧化剂”或“还原剂”）．下式中X必须为无污染的物质，系数n可以为0．NO₂+GN₂+H₂O+nX （未配平的反应式）．下列化合物中，满足上述反应式中的G是________（填写字母）。

a．NH₃         b．CO₂         c．SO₂        d．CH₃CH₂OH

（2）采取还原法，用炭粉可将氮氧化物还原。

已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）   △H=+180.6kJ•mol^-1

C（s）+O₂（g）=CO₂（g）   △H=-393.5kJ•mol^-1

则反应C（s）+2NO（g）=CO₂（g）+N₂（g）   △H=_____________ kJ•mol^-1

（3）利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如图1所示：NO₂被NH₄HSO₃吸收的离子方程式是______________。浓度均为0.1mol/L的NH₄HSO₃溶液和NH₄HSO₄溶液中的c（NH₄⁺）相比较，NH₄HSO₃_____________NH₄HSO₄。（选填“>”、“=”或“<”）

（4）利用图2所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO₂，并用阴极排出的溶液吸收NO₂．

①b极的电极反应式为_________________________。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₃^2-生成．该反应离子方程式为________________________________。

（5）SO₂也可用于消除铬的毒性。六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO₂将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺，然后再加碱将Cr³⁺沉淀，已知常温下Ksp[Cr（OH）₃]=10^-32，要使Cr³⁺沉淀完全（c（Cr³⁺）小于10^-5mol/L），溶液的pH应升高到____________。

Answer

（1）还原剂 ad （2）-574.1 （3）2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+

（4）①2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O ②4S2O42-+2NO2+8OH-═8SO42-+N2+4H2O （5）5

【解析】

试题分析：（1）将NO2变成无害的N2中，氮元素的化合价降低了，二氧化氮做氧化剂，需要加入还原剂，在下列四种物质：a．NH3 b．CO2 c．SO2 d．CH3CH2OH中，能被二氧化氮氧化具有还原性的物质有乙醇和NH3；（2）根据盖斯定律，一个反应无论是一步完成还是分为几步完成，其热效应是相同的，已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.6kJ•mol-1 ① C（s）+O2（g）=CO2（g） △H=-393.5kJ•mol-1 ②

将②-①可得：C（s） +2NO（g） =CO2（g） +N2（g）△H=-393.5kJ•mol-1-180.6kJ•mol-1=-574.1KJ/mol；（3）氨水可以将SO2和NO2同时吸收处理，二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氢根离子，NO2被吸收的离子方程式是2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+；浓度均为0.1mol/L的NH4HSO3溶液和NH4HSO4溶液中都存在NH4+的水解，同时HSO3-和HSO4-电离出的H+都抑制其水解，并且后者抑制能力强，所以两者溶液中的c（NH4+），NH4HSO3>NH4HSO4；（4）①依据图示可知，阴极上HSO3-得电子生成S2O42-，阴极区发生反应2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；②阴极排出的溶液为S2O42-，二氧化氮与其发生反应，S2O42-中硫元素由+3价，变为硫酸根中硫元素为+4价，S2O42-被氧化是还原剂；二氧化氮中的氮元素化合价为+4价变为氮气0价，二氧化氮被还原为氧化剂，依据原子守恒和得失电子守恒可得，发生的离子方程式为4S2O42-+2NO2+8OH-═8SO42-+N2+4H2O；（5）因为二氧化硫具有还原性，在酸性溶液中通SO2将Cr2O72-还原生成硫酸根和三价铬离子，发生反应的离子方程式为3SO2+Cr2O72-+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O；因为Ksp[Cr（OH）3]=10-32，所以c（OH-）==10-9mol•L-1，则PH=5；

考点：考查盖斯定律的应用、氧化还原反应反应的分析以及电解原理的分析应用等，比较综合，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力。