Question

環(huán)境污染中除了有害氣體產(chǎn)生的空氣污染外，重金屬離子在溶液中引起的水體污染也相當(dāng)嚴(yán)重．近年來城市汽車擁有量呈較快增長趨勢(shì)，汽車尾氣的主要有害成分一氧化碳和氮氧化物加重了城市空氣污染．研究NO₂、
SO₂、CO等大氣污染氣體的處理及研究重金屬離子水污染的處理具有非常重要的意義．

（1）一定條件下，NO₂與SO₂反應(yīng)生成SO₃和NO兩種氣體．將體積比為1：2的NO₂、SO₂氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，若測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO₂與SO₂體積比為1：6，則平衡常數(shù)K=

 

．
（2）工業(yè)上常用Na₂CO₃溶液吸收法處理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物為例）．
已知：NO不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)．
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂；2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合物，每產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO₂（全部逸出）時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加44g，則混合氣體中NO和NO₂的體積比為

 

．
（3）圖2是MCFC燃料電池，它是以水煤氣（CO、H₂）為燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物為電解質(zhì)．A為電池的

 

極（選填“正”或“負(fù)”）．寫出B極電極反應(yīng)式

 

．
（4）含鉻化合物有毒，對(duì)人畜危害很大．因此含鉻廢水必須進(jìn)行處理才能排放．
Cr

c(OH-)≤10-5mol?L-1

Cr（OH）₃ 

c(OH-)≥10-4mol?L-1

CrO₂^-
已知：在含+6價(jià)鉻的廢水中加入一定量的硫酸和硫酸亞鐵，使+6價(jià)鉻還原成+3價(jià)鉻；再調(diào)節(jié)溶液pH在6～8之間，使Fe³⁺和Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃、Cr（OH）₃沉淀而除去．用離子方程式表示溶液pH不能超過10的原因

 

．
（5）鉻化學(xué)豐富多彩，由于鉻光澤度好，常將鉻鍍?cè)谄渌�金屬表面，同鐵、鎳組成各種性能的不銹鋼，CrO₃大量地用于電鍍工業(yè)中．CrO₃具有強(qiáng)氧化性，熱穩(wěn)定性較差，加熱時(shí)逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖2所示．則B點(diǎn)時(shí)剩余固體的成分是

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）利用三段法計(jì)算平衡時(shí)的濃度來計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；
（2）根據(jù)二氧化碳?xì)怏w體積和溶液質(zhì)量增加的量列方程組解出一氧化氮和二氧化氮的體積，從而得出其體積之比；
（3）碳酸鹽燃料電池中通氧氣的電極一定為正極，通入燃料的電極一定為負(fù)極，氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）溶液pH超過10會(huì)使生成的氫氧化鉻沉淀溶解不能除去；
（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在變化過程中，Co的質(zhì)量沒有變，求出氧原子和鉻原子的個(gè)數(shù)比即可；

解答： 解：（1）NO₂與SO₂反應(yīng)生成SO₃和NO兩種氣體．將體積比為1：2的NO₂、SO₂氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，若測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO₂與SO₂體積比為1：6；
                     NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
  起始物質(zhì)的體積       1a       2a       0     0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的體積         x        x        x     x
平衡物質(zhì)的體積         1a-x     2a-x     x     x
則（1a-x）：（2a-x）=1：6，故x=

4

5

a，故平衡常數(shù)為=

x2

(1a-x)(2a-x)

=

8

3

．
故答案為：

8

3

；
（2）（3）設(shè)NO的物質(zhì)的量是x，NO₂的物質(zhì)的量是y，根據(jù)一氧化氮和二氧化氮分別得到的二氧化碳的物質(zhì)的量及溶液質(zhì)量增加的量列方程組為：

x+ y-x 2 = 22.4 22.4 32x+24(y-x)=44

，解得x=

1

4

，y=

7

4

即一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量之比=

1

4

：

7

4

=1：7，相同條件下，物質(zhì)的量之比等于其體積之比，所以一氧化氮和二氧化氮的體積之比是1：7，
故答案為：1：7；
（3）碳酸鹽燃料電池中通氧氣的電極一定為正極，通入燃料的電極一定為負(fù)極，氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故答案為：負(fù)；2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-；
（4）溶液pH不能超過10是因?yàn)閴A性條件下氫氧化鉻和氫氧根離子反應(yīng)，不能除去鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
故答案為：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
（5）設(shè)CrO₃的質(zhì)量為100g，則CrO₃中鉻元素的質(zhì)量為：100g×

52

52+16×3

=52g，B點(diǎn)時(shí)固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Co的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Co的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為16，兩者的個(gè)數(shù)比為

52

52

：

24

16

=2：3，所以B點(diǎn)時(shí)剩余固體的成分是Cr₂O₃，故答案為：Cr₂O₃；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算分析，元素守恒的計(jì)算應(yīng)用，離子方程式和電極反應(yīng)式的書寫，難度不大，圖象分析判斷是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．