18.中國環(huán)境監(jiān)測總站數(shù)據顯示,顆粒物(PM2.5等)為連續(xù)霧霾過程影響空氣質量最顯著的污染物,其主要來源為燃煤、機動車尾氣等.因此,對PM2.5、SO
2、NOx等進行研究具有重要意義.請回答下列問題:
(1)將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組分及其平均濃度如下表:
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 |
根據表中數(shù)據計算PM2.5待測試樣的pH=4.
(2)NOx是汽車尾氣的主要污染物之一.汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N
2和O
2反應,其能量變化示意圖如下:
①N
2(g)+O
2(g)?2NO(g)△H=+183 kJ•moL
-1.
②當尾氣中空氣不足時,NOx在催化轉化器中被還原成N2排出.寫出NO被CO還原的化學方程式2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$ 2CO
2+N
2.
③汽車汽油不完全燃燒時還產生CO,有人設想按下列反應除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O
2(g),已知該反應的△H>0,該設想能否實現(xiàn)?不能.你的依據是該反應是熵減、焓增的反應,任何溫度下均不能自發(fā)進行.
(3)碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO
2降低環(huán)境污染,同時又能制得氫氣,具體流程如下:
①用離子方程式表示反應器中發(fā)生的反應SO
2+I
2+2H
2O=SO
42-+2I
-+4H
+.
②用化學平衡移動的原理分析,在HI分解反應中使用膜反應器分離出H
2的目的是HI分解為可逆反應,及時分離出產物H
2,有利于反應正向進行.
③用吸收H
2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料(用MH)表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質溶液,可制得高容量、長壽命的鎳氫電池.電池充放電時的總反應為:Ni(OH)
2+M?充電放電NiO(OH)+MH,電池放電時,負極電極反應式為MH+OH
--e
-=H
2O+M; 充電完成時,全部轉化為NiO(OH),若繼續(xù)充電,將在一個電極產生O
2,O
2擴散到另一個電極發(fā)生電極反應被消耗,從而避免產生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極電極反應式為4O
2+4e
-+2H
2O=4OH
-.