7.2013年初,霧霾天氣多次肆虐我國中東部,該地區(qū)PM2.5嚴(yán)重超標(biāo).研究表明,PM2.5約60%來源于某些氣體污染物在空氣中轉(zhuǎn)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(fā)性有機(jī)物.因此,控制、治理PM2.5污染源成為環(huán)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(chǎn)生活性基團(tuán)OH,如圖1所示,OH與NO2的反應(yīng)為
NO2+OH→HNO3.寫出OH與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式:3OH+NO=HNO3+H2O,該反應(yīng)中被氧化的元素是N.
(2)如圖2所示的電解裝置能吸收和轉(zhuǎn)化NO2、NO和SO2.陰極排出的溶液中含S2O42-離子,能吸收NOx氣體,生成的SO32-可在陰極區(qū)再生.請將S2O42-吸收NO2的離子方程式配平,并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目.
4S2O42-+2NO2+8OH-→8SO32-+1N2+4H2O
(3)已知上述電解裝置陽極反應(yīng)為:SO2-2e+2H2O→SO42-+4H+,陰極生成的吸收液每吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下7.84L的氣體,陽極區(qū)新生成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%的硫酸100g,則被吸收氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之3:4.
(4)PM2.5產(chǎn)生的主要來源,是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物,大多含有重金屬等有毒物質(zhì).一般而言,粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自揚(yáng)塵等;2.5微米以下的細(xì)顆粒物(PM2.5)則主要來自化石燃料的燃燒(如機(jī)動車尾氣、燃煤)、揮發(fā)性有機(jī)物的排放等.請你結(jié)合信息,給出降低PM2.5排放的對策(至少兩條):采用新能源、減少機(jī)動車有害尾氣的排放.

分析 (1)根據(jù)方程式NO2+OH→HNO3可知,活性基團(tuán)OH具有強(qiáng)氧化性,所以O(shè)H具有能把NO氧化生成硝酸,根據(jù)原子守恒可知,反應(yīng)中還應(yīng)該有水生成,結(jié)合化合價的變化分析;
(2)S2O42-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(jù)電子得失守恒可知,氧化劑NO2與還原劑S2O42-中S2O42-的物質(zhì)的量之比是1:2,根據(jù)原子守恒可知,反應(yīng)中還應(yīng)該有水生成;
(3)根據(jù)氣體的物質(zhì)的量以及電解時轉(zhuǎn)移的電子守恒列方程組計(jì)算;
(4)由于2.5微米以下的細(xì)顆粒物(PM2.5)主要來自化石燃料的燃燒(如機(jī)動車尾氣、燃煤)、揮發(fā)性有機(jī)物的排放等.

解答 解:(1)根據(jù)方程式NO2+OH→HNO3可知,活性基團(tuán)OH具有強(qiáng)氧化性,所以O(shè)H具有能把NO氧化生成硝酸,根據(jù)原子守恒可知,反應(yīng)中還應(yīng)該有水生成,因此反應(yīng)的化學(xué)方程式是NO+3OH→HNO3+H2O,在反應(yīng)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N;
故答案為:NO+3OH→HNO3+H2O;N;
(2)根據(jù)方程式可知,S2O42-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(jù)電子得失守恒可知,氧化劑NO2與還原劑S2O42-中S2O42-的物質(zhì)的量之比是1:2,根據(jù)原子守恒可知,反應(yīng)中還應(yīng)該有水生成,所以配平后的方程式應(yīng)該是;
故答案為:
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下7.84 L的氣體的物質(zhì)的量是7.84L÷22.4L/mol=0.35mol,
設(shè)NO2和NO的物質(zhì)的量分別是x和y,
則x+y=0.35mol.100 g 49%的硫酸中硫酸的質(zhì)量是49g,物質(zhì)的量是49g÷98g/mol=0.5mol,
則根據(jù)方程式SO2-2e-+2H2O→SO42-+4H+可知,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.1mol,
所以根據(jù)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(zhì)的量之比為3:4;
故答案為:3:4.
(4)由于2.5微米以下的細(xì)顆粒物(PM2.5)主要來自化石燃料的燃燒(如機(jī)動車尾氣、燃煤)、揮發(fā)性有機(jī)物的排放等,所以要降低PM2.5排放的對策應(yīng)該是采用新能源、減少機(jī)動車有害尾氣的排放;
故答案為:采用新能源、減少機(jī)動車有害尾氣的排放.

點(diǎn)評 本題考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平、計(jì)算以及有關(guān)判斷,大氣污染以及治理,電解原理的有關(guān)應(yīng)用等,題目涉及的知識點(diǎn)較多,側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)及其解釋都正確的是( 。
A.氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,是因?yàn)槁葰饩哂衅仔?/td>
B.SO2溶于水,其水溶液能導(dǎo)電,說明SO2是電解質(zhì)
C.石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),說明等量的石墨比金剛石能量高
D.某溶液用鹽酸酸化無明顯現(xiàn)象,再滴加氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,說明溶液中有SO42-

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18.分別在250℃和T℃下將1mol CO和2molH2充入一容積為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH2OH(g)△H=a kJ/mol,結(jié)合如圖分析下列說法中正確的是( 。
A.混合氣體的密度不變能說明該反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)
B.a>0
C.其他條件不變,若減小容積體積,CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大
D.平衡常數(shù)K:T℃時大于250℃

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15.2012年諾貝爾化學(xué)獎獲得者利用${\;}_{53}^{151}$I研究G蛋白偶聯(lián)受體,下列說法正確的是( 。
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C.I原子5p亞層有一個未成對電子D.I原子有53個能量不同的電子

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2.用化學(xué)反應(yīng)氣體體積測定儀(如圖),測定電石的純度,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,下列措施中不可行的是( 。
A.反應(yīng)前后抽氣使B中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平
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D.在B裝置中的硫酸銅溶液表面覆蓋一層苯

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12.我國科研人員以蹄葉橐吾為原料先制得化合物Ⅰ,再轉(zhuǎn)化為具有抗癌抑菌活性的倍半萜化合物Ⅱ,有關(guān)轉(zhuǎn)化如圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是(  )
A.化合物Ⅰ能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
B.化合物Ⅰ分子中含有5個手性碳原4
C.化合物Ⅱ一定條件下能發(fā)生取代、消去及加成反應(yīng)
D.檢驗(yàn)化合物Ⅱ是否含化合I可用Br2的CCl4溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

19.下列離子方程式書寫不正確的是( 。
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B.氨水吸收足量的SO2氣體:NH3•H2O+SO2═NH4++HSO3-
C.少量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O═SO42-+Cl-+2H+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.硫酸、鹽酸和硝酸與燒堿和純堿并稱為工業(yè)上的“三酸兩堿”.下列說法正確的是( 。
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B.等質(zhì)量的銅與足量的濃硫酸和濃硝酸反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量相同
C.相同物質(zhì)的量的燒堿和純堿與足量鹽酸反應(yīng),消耗鹽酸的體積相同
D.相同質(zhì)量的硫與足量燒堿、濃硫酸、濃硝酸反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

7.石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用,某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì),設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下:

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(2)步驟①為攪拌,過濾,則得到的溶液Ⅳ中的陰離子有AlO2-、Cl-、OH-;
(3)100kg初級石墨最多可獲得的沉淀Ⅴ的質(zhì)量為:7.8kg.

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