Question

【題目】中科院官微曾給出灰霾中細(xì)顆粒物的成因，部分分析如下圖所示。

(1)根據(jù)如圖信息可以看出，所列的氣體污染物并非由機(jī)動(dòng)車行駛造成的是______。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣稀燃控制系統(tǒng)主要工作原理如上右圖所示；寫(xiě)出稀燃過(guò)程中NO發(fā)生的主要反應(yīng)的方程式_____________________________________。

(2)農(nóng)業(yè)活動(dòng)排出的氨可能是施用的化肥分解，也可能是施用不當(dāng)導(dǎo)致的。比如某些氮肥與堿性肥料混合施用會(huì)釋出氨，用離子方程式解釋________________________。

(3)經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)的霾呈中性，其主要原因如下圖所示，A的化學(xué)式是________。

2NH3(氣)+SO2(氣)+2NO2(氣)2NH4+(溶液)+A(溶液)+2HONO(氣)

(4)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。將含有SO2和NOx的煙氣通入盛有NaClO2溶液的反應(yīng)器中，反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得溶液中離子濃度的有關(guān)數(shù)據(jù)如下(其他極微量離子忽略不計(jì))：

離子	Na+	SO42－	NO３－	H+	Cl
濃度/(mol·L1)	5.5×103	8.5×104	y	2.8×104	3.5×103

①NO和NaClO2溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________。

②表中y＝_______。

(5)工業(yè)生產(chǎn)硝酸也有可能產(chǎn)生NOx污染。請(qǐng)寫(xiě)出硝酸生產(chǎn)中的第一步：氨的催化氧化的化學(xué)方程式___________________________________。

Answer 1

【答案】SO2 2NO+O2=2NO2 NH4++OH-NH3↑+H2O SO42- 4NO+3ClO2-+2H2O=4NO3-+3Cl-+4H+或4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O y=5.8×104 4NH3+5O24NO+6H2O

【解析】

(1)根據(jù)圖中信息可以知道機(jī)動(dòng)車行駛造成的污染有NOx、VOCs、NH3，稀燃過(guò)程中NO會(huì)被氧氣氧化生成二氧化氮；

(2)根據(jù)銨鹽與堿共熱產(chǎn)生氨氣分析解答；

(3)根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)的變化、結(jié)合電荷守恒分析；

(4)①一氧化氮和NaClO2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根、硝酸根，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒以及原子守恒分析解答；②根據(jù)電荷守恒求y的值；

(5)氨的催化氧化生成一氧化氮和水根據(jù)原子守恒、電子守恒書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式。

(1)根據(jù)圖中信息可以知道機(jī)動(dòng)車行駛造成的污染有NOx、VOCs、NH3，而二氧化硫不是由機(jī)動(dòng)車行駛造成的，稀燃過(guò)程中NO被氧氣氧化生成成二氧化氮，反應(yīng)方程式為：2NO+O2=2NO2；

(2)銨態(tài)氮肥與堿性肥料混合施用會(huì)釋放出氨氣，反應(yīng)的方程式：NH4++OH-NH3↑+H2O；

(3)反應(yīng)前S為+4價(jià)，N為+4價(jià)，反應(yīng)后HONO中N元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià)，氮元素化合價(jià)降低，必有元素化合價(jià)升高，綜合推斷，應(yīng)是硫+4升高到+6價(jià)生成SO42-離子；

(4)①根據(jù)表格提供的離子可知NO被NaClO2氧化為NO3-，NaClO2被還原為Cl-。若反應(yīng)為酸性環(huán)境，結(jié)合電子守恒、電荷守恒，可得反應(yīng)的離子方程式是：4NO+3ClO2-+2H2O=4NO3-+3Cl-+4H+；若溶液為堿性環(huán)境，則發(fā)生反應(yīng)為：4NO+3ClO2-+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O；

②根據(jù)溶液呈電中性，則表中的y=5.5×10-3+2.8×10-4-3.5×10-3-2×8.5×10-4=5.8×10-4；

(5)硝酸生產(chǎn)中第一步反應(yīng)是氨的催化氧化。用Pt作催化劑，在加熱條件下，NH3與O2發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生NO和水，反應(yīng)化學(xué)方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O。