Question

（14分）中國環境監測總站數據顯示，顆粒物(PM_2.5等)為連續霧霾過程影響空氣質量最顯著的污染物，其主要為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM_2.5、SO₂、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題：
（1）將PM_2.5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+	NH	SO	NO	Cl－
濃度/mol?L－1	4×10－6	6×10－6	2×10－5	4×10－5	3×10－5	2×10－5

根據表中數據計算PM_2.5待測試樣的pH ＝　       　。
（2） NO_x是汽車尾氣的主要污染物之一。汽車發動機工作時會引發N₂和O₂反應，其能量變化示意圖如下：

① N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)△H＝                                 。
②當尾氣中空氣不足時，NO_x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                                                  。
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)＋O₂(g),已知該反應的△H＞0，該設想能否實現？       。
（3）碘循環工藝不僅能吸收SO₂降低環境污染，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生的反應　                           　。
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H₂的目的是                。
③ 用吸收H₂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  NiO(OH)＋MH，電池放電時，負極電極反應式為　                        　； 充電完成時，全部轉化為NiO(OH)，若繼續充電，將在一個電極產生O₂，O₂擴散到另一個電極發生電極反應被消耗，從而避免產生的氣體引起電池爆炸。

Answer 1

⑴ 4   ⑵① +183kJ/mol；② 2NO＋2CO催化劑 2CO₂＋N₂；③ 不能
⑶① SO₂＋I₂＋2H₂O＝SO＋2I^－＋4H⁺ 
②HI分解為可逆反應，及時分離出產物H₂，有利于反應正向進行 
③MH＋OH^－－e^－＝H₂O＋M

試題分析：（1）題目所示的微粒中陽離子所帶的正電荷數是：4×10^－6×1+6×10^－6×1+2×10^－5×1=3×10^－5mol/L,陰離子所帶的負電荷總數是：2×4×10^－5+1×3×10^－5+1×2×10^－5=13×10^－5 mol/L>3×10^－5mol/L,根據溶液呈電中性原理，溶液中還應該含有大量的H⁺。所以溶液顯酸性。c(H⁺)=13×10^－5 mol/L－3×10^－5mol/L=1×10^－4 mol/L,所以pH="4." （2）①反應熱就是斷裂化學鍵吸收的熱量與形成化學鍵釋放的熱量的差值。因此 N₂(g)＋O₂(g2NO(g)△H＝+945KJ/mol+498KJ/mol-2×630KJ/mol=+183KJ/mol。②NO被CO還原的化學方程式為2NO＋2CO催化劑 2CO₂＋N₂；③由于該反應是體系混亂程度減小的吸熱反應，體系的自由能大于0，所以設想是不能實現的。① 根據圖示可知：用離子方程式表示反應器中發生的反應是：SO₂＋I₂＋2H₂O＝SO＋2I^－＋4H⁺。②2HI(g)H₂(g)+I₂(g). HI分解反應是可能反應。在反應中使用膜反應器分離出H₂,減小生成物的濃度，平衡正向移動，有利于反應正向進行。③根據總反應方程式可知：在電池放電時，負極電極反應式為MH＋OH^－－e^－＝H₂O＋M。_2.5的溶液的酸堿性、熱化學方程式與化學鍵的關系、濃度對平衡移動的影響、離子方程式的書寫、鎳氫電池的電極反應式的書寫的知識。