Question

雾霾含有大量的污染物SO2、NO．工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO2和NO，可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的

雾霾含有大量的污染物SO2、NO．工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO2和NO，可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图1（Ce为铈元素）：（1）装置Ⅰ中的主要离子方程式为______．（2）含硫各微粒（H2SO3、HSO3-和SO32-）存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X（i）与溶液pH的关系如图2所示．①若是0.1mol NaOH反应后的溶液，测得溶液的pH=8时，溶液中个离子由大到小的顺序是______．②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：______．（3）写出装置Ⅱ中，酸性条件下的离子方程式______．（4）装置Ⅲ还可以使Ce4+再生，其原理如图3所示．①生成Ce4+从电解槽的______（填字母序号）口流出．②写出与阴极的反应式______．（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2-的浓度为a g?L-1，要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2______L．（用含a代数式表示，计算结果保留整数）

Answer 1

（1）二氧化硫是酸性氧化物，能和强碱氢氧化钠之间发生反应：SO₂+OH^-=HSO₃^-，NO和氢氧化钠之间不会反应，故答案为：SO₂+OH^-=HSO₃^-；
（2）①当溶液的pH=8时，根据图示得到溶液是亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物，离子浓度大小顺序是：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（HSO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
②NaHSO₃溶液中HSO₃^-的电离大于水解，HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺，溶液显示酸性，加入CaCl₂溶液后，Ca²⁺+SO₃^2-=CaSO₃↓使电离平衡右移，
故答案为：HSO₃^-在溶液中存在电离平衡：HSO₃^-?SO₃^2-+H⁺，加CaCl₂溶液后，Ca²⁺+SO₃^2-=CaSO₃↓使电离平衡右移，c（H⁺）增大；
（3）在酸性环境下，NO和Ce⁴⁺之间会发生氧化还原反应：NO+H₂O+Ce⁴⁺=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺，故答案为：NO+H₂O+Ce⁴⁺=Ce³⁺+NO₂^-+2H⁺；
（4）①在电解池中，阳极上是Ce³⁺失电子成为Ce⁴⁺的过程，所以生成Ce⁴⁺从电解槽的阳极上极a极流出，故答案为：a；
②电解池的阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为：2HSO₃^-+4H⁺+4e-=S₂O₃^2-+3H₂O，故答案为：2HSO₃^-+4H⁺+4e-=S₂O₃^2-+3H₂O；
（5）NO₂^-的浓度为a g?L^-1，要使1m³该溶液中的NO₂^-完全转化为NH₄NO₃，则失去电子数目是：

1000a

46

(5-3)，设消耗标况下氧气的体积是V，则失电子数目是：

V

22.4

×2×(2-0)，根据电子守恒：

1000a

46

(5-3)=

V

22.4

×2×(2-0)，解得V=243a，故答案为：243a．