Question

SO₂和NO_x都是大氣污染物．
（1）空氣中的NO₂可形成硝酸型酸雨，該反應的化學方程式是

 

．
（2）汽車發動機工作時產生的NO和CO可通過催化轉化器轉化為兩種無污染的氣體，該反應的化學方程式是

 

．
（3）利用氨水可以將SO₂和NO₂吸收，原理如下圖所示：NO₂被吸收的離子方程式是

 

．

（4）利用下圖所示裝置（電極均為惰性電極）也可吸收SO₂，并用陰極排出的溶液吸收NO₂．

①a為電源的

 

（填“正極”或“負極”），陽極的電極反應式為

 

．
②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO₂，使其轉化為無害氣體，同時有SO₃^2-生成．該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為

 

．

Answer 1

分析：（1）硝酸型酸雨的形成過程是空氣中氮氣和氧氣放電條件下生成一氧化氮，被空氣中氧氣氧化為二氧化氮，溶于水生成硝酸和一氧化氮；
（2）依據CO和NO₂通過催化轉化器將其轉化為無污染的兩種氣體是氮氣和二氧化碳進行解答；
（3）根據流程圖信息NO₂被吸收的反應物為NO₂、NH₄HSO₃，生成物有氮氣，據此依據氧化還原反應和電荷守恒書寫離子反應方程式；
（4）①根據電解池中陽極發生氧化反應，與電源正極相連的為陽極可以判斷①圖中a極要連接電源的正極；依據電極原理和反應過程中的離子變化寫出電極反應；
②依據在堿性條件下，陰極排出的溶液為S₂O₄^2-，二氧化氮與其發生反應4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O，依據方程式即可解答．

解答：解：（1）二氧化氮溶于水，二氧化氮中N元素的化合價由+4價變為+5價的硝酸和+2價的一氧化氮，反應為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；                        
（2）CO和NO₂通過催化轉化器將其轉化為無污染的兩種氣體是氮氣和二氧化碳，反應為2CO+2NO

催化劑  .

2CO₂+N₂，
故答案為：2CO+2NO

催化劑  .

2CO₂+N₂；
（3）NO₂被吸收的反應物為NO₂、NH₄HSO₃，二氧化氮中氮元素為+4價，生成物有氮氣，所以亞硫酸氫根離子中硫被氧化成硫酸根離子，反應為2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2NO₂+4HSO₃^-=N₂+4SO₄^2-+4H⁺；
（4）①依據圖示可知，二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區為陽極區，陽極區發生反應SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，陽極與電源的正極相連，
故答案為：正極；SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
②陰極排出的溶液為S₂O₄^2-，二氧化氮與其發生反應，S₂O₄^2-中硫元素由+3價，變為硫酸根中硫元素為+4價，S₂O₄^2-被氧化是還原劑；二氧化氮中的氮元素化合價為+4價變為氮氣0價，二氧化氮被還原為氧化劑，依據原子守恒和得失電子守恒可得，發生的離子方程式為4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O，所以該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：2，
故答案為：1：2．

點評：本題考查了有關SO₂和NO_x的知識，分析利用題干信息，掌握電解池原理應用和氧化還原反應電子守恒是解答的關鍵，題目難度中等．