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19.隨著我國工業化水平的不斷發展,研究空氣污染、廢水處理等問題成為重要課題.
(1)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術.反應原理如圖所示:
①SCR技術中的氧化劑為NO、NO2
②當NO2與NO的物質的量之比為1:l時,與足量氨氣在一定條件下發生反應.該反應的化學方程式為2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O.當有3mol電子發生轉移時,則參與反應的NO的物質的量為0.5mol.
(2)電鍍廢水中常含有毒的NaCN、HCN等.NaCN水溶液顯堿性的原因是CN-+H2O?HCN+OH-(用離子方程式表示);HCN的Ka=6.17×10-10,用NaOH溶液調節含CN-的廢水至pH=9,此時廢水中c(CN-)<c(HCN)(填“>”、“<”或“=”).
(3)室溫下有如下數據:草酸(H2C2O4)的K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5;醋酸的K=1.75×10-5;碳酸的K1=4.2×10-7,K2=4.5×10-11;Ksp(CaC2O4)=5.0×10-9;Ksp(CaCO3)=2.5×10-9
①用醋酸溶液鑒別CaC2O4和CaCO3兩種白色固體的實驗現象是一種固體溶解同時產生氣泡逸出,另一種固體無現象;
②向0.6mol•L-1的NaCO3溶液中加入足量CaC2O4粉末后(忽略溶液體積變化),充分攪拌,發生反應:CO32-(aq)+CaC2O4 (s)?CaCO3(s)+C2O42-(aq),靜置后沉淀轉化達到平衡,此時溶液中的c(C2O42-)(不考慮其他諸如水解之類副反應)為0.4 mol•L?1

分析 (1)①得電子,化合價降低的反應物是氧化劑;
②根據化合價升降總數相等、原子守恒來配平;
(2)HCN為弱酸,NaCN溶液水解溶液顯顯堿性;HCN的Ka=6.17×10-10,根據其水解方程式CN-+H2O?HCN+OH-,得水解平衡常數Kh=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$計算;
(3))①醋酸的酸性大于碳酸的酸性,小于草酸的酸性,故醋酸與CaC2O4不反應,與CaCO3反應有氣泡逸出;
②該反應的K=$\frac{c({C}_{2}{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$=$\frac{c({C}_{2}{{O}_{4}}^{2-})•c(C{a}^{2+})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})•c(C{a}^{2+})}$=$\frac{Ksp(Ca{C}_{2}{O}_{4})}{Ksp(CaC{O}_{3})}$=$\frac{5.0×1{0}^{-9}}{2.5×1{0}^{-9}}$=2.0,設c(CO32-)轉化了x,則生成c(C2O42-)=x,剩余c(CO32-)=(0.6-x),
結合K的表達式計算.

解答 解:(1)①由圖甲可知SCR技術中NH3與NO、NO2反應產物為N2和水,故氧化劑為NO、NO2,故答案為:NO、NO2
②NH3中氮的化合價由-3價升高到0價,一個NH3失去3個電子,NO2中氮的化合價由+4價降低到0價,一個NO2得到4個電子,NO中氮的化合價由+2價降低到0價,一個NO得到2個電子,當NO2與NO的物質的量之比為1:1時,轉移電子的最小公倍數為6,結合質量守恒可知方程式為:2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O;每有1molNO反應轉移電子6mol,所以有3mol電子發生轉移時,生成NO0.5mol,故答案為:2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O;0.5mol;
(2)HCN為弱酸,NaCN溶液水解溶液顯顯堿性,水解方程式為:CN-+H2O?HCN+OH-,根據其水解方程式CN-+H2O?HCN+OH-,pH=9,則c(OH-)=10-5mol/L,得水解平衡常數Kh=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.17×1{0}^{-10}}$=$\frac{c(O{H}^{-})c(HCN)}{c(C{N}^{-})}$=$\frac{1{0}^{-5}c(HCN)}{c(C{N}^{-})}$,則$\frac{c(C{N}^{-})}{c(HCN)}$=6.17×10-1,故答案為:CN-+H2O?HCN+OH-;<;
(3)①醋酸的酸性大于碳酸的酸性,小于草酸的酸性,故醋酸與CaC2O4不反應,與CaCO3反應有氣泡逸出;
故答案為:一種固體溶解同時產生氣泡逸出,另一種固體無現象;
②K=$\frac{c({C}_{2}{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$=$\frac{c({C}_{2}{{O}_{4}}^{2-})•c(C{a}^{2+})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})•c(C{a}^{2+})}$=$\frac{Ksp(Ca{C}_{2}{O}_{4})}{Ksp(CaC{O}_{3})}$=$\frac{5.0×1{0}^{-9}}{2.5×1{0}^{-9}}$=2.0,
設c(CO32-)轉化了x,則生成c(C2O42-)=x,剩余c(CO32-)=(0.6-x),
可得方程:$\frac{x}{0.6-x}$=2.0,解得x=0.4 mol•L?1
故答案為:0.4 mol•L?1

點評 本題考查了氧化還原反應中氧化劑和還原劑判斷、氧化還原方程式書寫、水解平衡常數計算、弱酸的性質等知識,綜合性較強,難度中等.

練習冊系列答案
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