Question

11．對PM2.5、SO₂、NOx等進行研究，有助于了解霧霾和減弱霧霾的影響．請回答下列問題：
（1）對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣．若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學(xué)組分及其平均濃度如表：

離 子	K+	Na+	NH4+	SO42-	NO3-	Cl-
濃度（mol•L-1）	4×10-6	6×10-6	2×10-5	4×10-5	3×10-5	2×10-5

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算PM2.5試樣的pH為4．
（2）為了減少污染，可對含SO₂的煙氣進行洗滌，以下物質(zhì)可作洗滌劑的是B．
A．BaCl₂       B．Ca（OH）₂ C．HNO₃      D．NaHSO₃
（3）NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一，在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NO_X的排放．
①當(dāng)尾氣中空氣不足時，NO_X在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N₂排出，已知信息如下：
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180kJ/mol
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-222kJ/mol
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-394kJ/mol
則NO（g）與CO（g）進行催化轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式為2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+CO₂（g）△H═-746KJ/mol．
②當(dāng)尾氣中空氣過量時，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NO_X生成硝酸鹽，然后將硝酸鹽溶于水，可用電化學(xué)降解來治理水中硝酸鹽的污染，在酸性條件下，電解NO₃^-的原理如圖所示：寫出陰極電極反應(yīng)式2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O+N₂↑．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)溶液呈電中性，陽離子帶正電荷總數(shù)等于陰離子帶負電荷總數(shù)解答；
（2）為了減少污染，可對含SO₂的煙氣進行洗滌，則選擇的洗滌劑應(yīng)能夠與二氧化硫反應(yīng)，吸收二氧化硫，結(jié)合所給物質(zhì)的性質(zhì)分析解答；
（3）①①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180kJ/mol
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-222kJ/mol
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-394kJ/mol
③×2-①-②得2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+CO₂（g），依據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱；
②依據(jù)題意可知陰極上硝酸根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氮氣和水．

解答 解：（1）根據(jù)溶液呈電中性的原理可得c（H⁺）+c（K⁺）+c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（NO₃^-）+c（Cl^-），將各個數(shù)值代入上述式子可得c（H⁺）=1.0×10^-4mol/L，所以pH=-lg1.0×10^-4=4，
故答案為：4；
（2）A．BaCl₂ 與二氧化硫不反應(yīng)，不能吸收二氧化硫，故A不選；
 B．Ca（OH）₂ 為堿能夠與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣和水，能夠吸收二氧化硫，故B選；
C．HNO₃ 能夠氧化二氧化硫生成硫酸，本身被還原為一氧化氮，一氧化氮有毒，能夠引起環(huán)境污染，故C不選；
  D．NaHSO₃與二氧化硫不反應(yīng)，不能用來吸收二氧化硫，故D不選；
故選：B；
（3）①①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180kJ/mol
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-222kJ/mol
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-394kJ/mol
③×2-①-②得2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+CO₂（g）△H，依據(jù)蓋斯定律可知：△H=2△H₃-△H₂-△H₁=-746KJ/mol；
故答案為：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+CO₂（g）△H═-746KJ/mol；
②由圖示知Ag-Pt電極為陰極，在陰極反應(yīng)是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N₂，利用電荷守恒與原子守恒知有H₂O參與反應(yīng)且有水生成，所以陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，
故答案為：2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O+N₂↑．

點評 本題考查了生活中常見的環(huán)境污染與治理，涉及溶液離子濃度的計算、熱化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)熱的計算、電解反應(yīng)式的書寫，明確溶液電中性的性質(zhì)、熟悉蓋斯定律計算反應(yīng)熱的方法及電解池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．