Question

SO₂、NO_x是重要的空氣污染源，必須經(jīng)過處理后才能排放．一種工業(yè)尾氣含SO₂、O₂、N₂和CO₂，某同學采用圖示裝置來測定該尾氣中SO₂的含量．
（1）實驗過程中將觀察到的現(xiàn)象是

 

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（2）若該測定實驗在標準狀況下進行，且已知酸性高錳酸鉀溶液的體積和濃度．現(xiàn)要通過上述裝置測定尾氣中SO₂的體積分數(shù)，實驗過程中，在已知尾氣流速（恒定）的情況下，還需測定的數(shù)據(jù)是

 

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（3）有專家提出：利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常溫下將SO₂氧化為SO₄^2-而實現(xiàn)SO₂的處理（總反應為2SO₂+O₂+2H₂O═2H₂SO₄）．已知，尾氣通入含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液時，一個反應為4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，另一反應的離子方程式為

 

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（4）處理NO_x的一種方法是利用甲烷催化還原NO_x．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-1160kJ?mol^-1
則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學方程式為：

 

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Answer 1

分析：（1）二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化；
（2）根據(jù)標準狀況下二氧化硫和高錳酸鉀的量之間的關(guān)系以及氣體的流速和氣體的體積、時間之間的關(guān)系來回答；
（3）三價鐵離子具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者之間可以發(fā)生氧化還原反應；
（4）根據(jù)蓋斯定律計算化學反應的焓變，并書寫熱化學方程式．

解答：解：（1）二氧化硫具有還原性，可以被高錳酸鉀氧化，所以當尾氣通過高錳酸鉀溶液時會看到紫紅色退去，
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液的紫紅色逐漸褪去；
（2）根據(jù)標準狀況下二氧化硫和高錳酸鉀的量之間的關(guān)系可以計算二氧化硫的體積，氣體的流速×高錳酸鉀溶液退色的時間=氣體的體積，所以還需測定的數(shù)據(jù)是溶液退色的時間，
故答案為：溶液退色的時間；
（3）三價鐵離子具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者之間可以發(fā)生氧化還原反應，即SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-1160kJ?mol^-1
由蓋斯定律（①+②）×

1

2

得到CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-867kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），△H=-867kJ?mol^-1．

點評：本題考查學生二氧化硫的化學性質(zhì)以及熱化學方程式的書寫以及蓋斯定律的應用知識，注意知識之間的聯(lián)系，難度不大．