Question

【題目】除去空氣中的二氧化硫和氨氧化物氣體對環境保護有重要意義。

（1）二氧化硫易溶于水，溶于水后所得溶液中H2SO3、HSO3-和SO32- 占三種粒子總數的比例隨pH的變化如下圖所示。由圖可知H2SO3 的電離平衡常數Ka1=____________。

（2）利用尿素[CO（NH2）2]水解的溶液可以吸收含SO2 的空氣。已知尿素水解放熱，常溫下水解反應較慢，水解的反應方程式如下:CO（NH2）2+H2O=H2NCOONH4（氨基甲酸銨）。

①氨基甲酸銨會與空氣中的SO2 和O2 反應生成（NH4）2SO4,該反應的化學方程式為__________。

②一定條件下,用尿素溶液吸收含SO2 的空氣，測得SO2 的吸收率隨溶液的溫度變化如圖甲所示。溫度高于60 ℃時，SO2 的吸收率逐漸升高的原因是_____________。

③尿素溶液吸收SO2 的吸收率隨溶液的pH變化如圖乙所示。尿素溶液吸收含SO2的空氣后溶液的pH會降低，為提高SO2 的吸收率和充分回收產物，最好向溶液中加入_____（填溶液的名稱）并控制pH 為_______。

（3）一種電化學脫硝法的原理如圖所示。

①電解池陰極所發生的電極反應為_____________。

②相同條件下通入的污染氣和生成的X 的體積比為40 :3,污染氣中NO 和NO2 占總體積的10%，若NaClO完全反應，污染氣中NO和NO2 被完全吸收且其余氣體不參與反應，則NO和NO2 的體積比為________。

Answer 1

【答案】 10-1.87 2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2（NH4）2 SO4+2CO2↑ 溫度升高，尿素水解生成氨基甲酸銨更快 氨水 6 2H2O +2e- =H2↑+2OH- 1:3

【解析】(1)根據圖像，在pH=1.87是，c(HSO3-)= c(H2SO3)，H 2SO3的電離平衡常數Ka1== c(H+)=10-1.87，故答案為：10-1.87；

(2)①氨基甲酸銨(H2NCOONH4)會與空氣中的SO2和O2反應生成(NH4)2SO4，H2NCOONH4被氧化為二氧化碳，反應的化學方程式為2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2 SO4+2CO2↑，故答案為：2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2 SO4+2CO2↑；

②尿素水解放熱，常溫下水解反應較慢，水解的反應方程式如下:CO(NH2)2+H2O=H2NCOONH4(氨基甲酸銨)，溫度升高，尿素水解生成氨基甲酸銨加快，使得SO2的吸收率升高，故答案為：溫度升高，尿素水解生成氨基甲酸銨更快；

③尿素溶液吸收SO2的吸收率隨溶液的pH變化如圖乙所示。尿素溶液吸收含SO2的空氣后溶液的pH會降低，根據圖像，溶液的pH≥6使，SO2的吸收率較高，因此需要控制在6左右，需要加入堿性物質調節溶液的pH，為了不引入新雜質，可以選用氨水調節，故答案為：氨水；6；

(3)①根據圖示，電解氯化鈉和氫氧化鈉的混合溶液，陽極上溶液中的氯離子放電生成次氯酸根離子，陰極上溶液中的氫離子(水電離生成的)放電生成氫氣，因此陰極的電極反應為2H2O +2e- =H2↑+2OH-，故答案為：2H2O +2e- =H2↑+2OH-；

②電解的總反應方程式為Cl-+ H2O ClO-+ H2↑，相同條件下通入的污染氣和生成的X的體積比為40:3，假設生成的氫氣為3mol，則通入的污染氣為40mol，其中含有NO和NO2的物質的量之和為4mol，生成3mol氫氣，轉移的電子為6mol，根據得失電子守恒，NO和NO2轉移的電子也是6mol，設NO和NO2的物質的量分別為x、y，則x+y=4mol，3x+y=6mol，解得x=1mol，y=3mol，則NO和NO2的體積比=NO和NO2的體物質的量比=1:3，故答案為：1:3。