Question

15．研究PM 2.5、SO₂、NO_x等，對監測空氣質量具有重要意義．取某樣本用蒸餾水處理制成待測液，其中所含離子的化學組分及其濃度如下表：

離子	K+	Na+	NH4+	H+	SO42-	NO3-	Cl-
濃度/mol•L-1	4×10-6	6×10-6	2×10-5	a	4×10-5	3×10-5	2×10-5

請回答下列問題：
（1）NO₃^-中心原子的雜化類型是sp²，離子中所含大π鍵是π₄⁶．
（2）根據表中數據計算此待測液中c（H⁺）濃度a為1×10^-4mol/L．
（3）NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一．
①NO_x能形成酸雨，由NO₂形成的酸雨中含有的主要離子有H⁺、NO₃^-．
②汽車發動機工作時的高溫會引發N₂和O₂反應，反應的化學方程式是N₂+O₂═2NO，在汽車尾氣系統中加裝催化轉化器可減少NO_x的污染．
（4）為減少SO₂的排放，常采取的措施有：
①在燃煤中加入生石灰可以起到固硫的作用，SO₂被吸收后轉化成一種硫元素的最高價態的化合物，該物質的化學式是CaSO₄．
②吸收煙氣中的SO₂，以下物質可作吸收劑的是a（填序號），寫出吸收SO₂過程中發生的一個反應的離子方程式2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O或OH^-+SO₂═HSO₃^-．
a．NaOH    b．H₂SO₄    c．NaHSO₃．

Answer 1

分析 （1）NO₃^-中價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（5+1-3×2）=3，且不含孤電子對，所以該分子為平面三角形，中心原子采用sp²雜化；NO₃^-，CO₃^2-等 四原子24電子 中心原子為4，電子為6；
（2）依據溶液中電荷守恒計算；
（3）①氮氧化物形成酸雨是硝酸型酸雨；
②高溫會引發N₂和O₂反應生成一氧化氮；
（4）①鈣基固硫法：CaO+SO₂+O₂=CaSO₄；
②二氧化硫是酸性氧化物，氫氧化鈉溶液可以吸收，生成亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉；

解答 解：（1）NO₃^-中價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（5+1-3×2）=3，且不含孤電子對，所以該分子為平面三角形，中心原子采用sp²雜化；NO₃^-，CO₃^2-等 四原子24電子 中心原子為4，電子為6，離子中所含大π鍵是π₄⁶，
故答案為：sp²，π₄⁶；       
（2）溶液中存在電荷守恒c（K⁺）+c（Na⁺）+c（NH4⁺）+c（H⁺）=2c（SO₄^2-）+c（NO₃^-）+c（Cl^-）結合圖表數據計算得到氫離子濃度c（H⁺）=1×10^-4 mol/L，
故答案為：1×10^-4 ；
（3）①NO_x能形成酸雨，由NO₂形成的酸雨為硝酸型酸雨，硝酸溶液中含有的主要離子有H⁺、NO₃^-，
故答案為：H⁺、NO₃^-；
②汽車發動機工作時的高溫會引發N₂和O₂反應，反應的化學方程式是N₂+O₂═2NO，
故答案為：N₂+O₂═2NO；
（4）①在燃煤中加入生石灰可以起到固硫的作用，SO₂被吸收后轉化成一種硫元素的最高價態的化合物，是氧化鈣和二氧化硫反應生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣被氧氣楊宏偉硫酸鈣，CaO+SO₂+O₂=CaSO₄，最高價態的化合物為CaSO₄，
故答案為：CaSO₄；
②二氧化硫是酸性氧化物，
a、氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化硫，生成亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉，故a正確；
b、硫酸不能吸收二氧化硫，故b錯誤；
c、NaHSO₃不能吸收二氧化硫，故c錯誤；
吸收SO₂過程中發生的反應是氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化硫，生成亞硫酸氫鈉或亞硫酸鈉，反應的離子方程式為：2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O或OH^-+SO₂═HSO₃^-，
故答案為：a；2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O或OH^-+SO₂═HSO₃^-；

點評 本題考查了硝酸根離子結構，氮氧化物性質的分析應用，鈣基固硫原理的理解分析，掌握基礎注意積累知識是解題關鍵，題目難度中等．