Question

【題目】廢水廢氣對自然環境有嚴重的破壞作用，大氣和水污染治理刻不容緩。

（1）某化工廠產生的廢水中含有Fe2＋、Mn2+等金屬離子，可用過硫酸銨[(NH4)2S2O8]氧化除去。

①過硫酸銨與Mn2+反應生成MnO2的離子方程式為________________。

②溫度與Fe2+、Mn2+氧化程度之間的關系如圖1所示：

圖1

實驗過程中應將溫度控制在________________。Fe2+與Mn2+被氧化后形成膠體絮狀粒子，常加入活性炭處理，加入活性炭的目的為________________。

③H2O2也有較強氧化性，在實際生產中不用H2O2氧化Mn2+的原因是________________。

（2）利用某分子篩作催化劑，NH3可脫除廢氣中NO、NO2，其反應機理如圖2所示。A包含物質的化學式為N2和________________。

圖2 圖3

（3）工業上廢氣中SO2可用Na2CO3溶液吸收，反應過程中溶液組成變化如圖3所示。

①吸收初期（圖中A點以前）反應的化學方程式為________________。

②C點高于B點的原因是________________。

Answer 1

【答案】 S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋=4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓ 80℃（80℃~90℃區間均可） 吸附膠體粒子形成沉淀 錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多 H2O 2Na2CO3 + SO2 + H2O＝2NaHCO3 + Na2SO3 根據鈉元素守恒， NaHSO3的物質的量是Na2CO3的2倍，所以NaHSO3的質量大，質量分數就大

【解析】（1）①過硫酸銨與Mn2+反應生成MnO2，而本身被還原為SO42－，反應的離子方程式為S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋=4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓；②根據圖1可知：80℃時Fe2+、Mn2+氧化程度接近1.0，故實驗過程中應將溫度控制在80℃；Fe2+與Mn2+被氧化后形成膠體絮狀粒子，常加入活性炭處理，加入活性炭的目的為吸附膠體粒子形成沉淀；③H2O2也有較強氧化性，在實際生產中不用H2O2氧化Mn2+的原因是錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；（2）根據圖示反應可產生A的反應為：[（NH4）（HNO2）]+=N2+A+H+，結合反應可推導出A為H2O；反應為[（NH4）（HNO2）]+=N2+ 2H2O +H+；（3）①吸收初期（圖中A點以前）工業上廢氣中SO2可用Na2CO3溶液吸收，由圖中信息可知，NaHCO3 和Na2SO3的量明顯增加，則發生反應的化學方程式為：2Na2CO3 + SO2 + H2O＝2NaHCO3 + Na2SO3；②C點高于B點的原因是根據鈉元素守恒， NaHSO3的物質的量是Na2CO3的2倍，所以NaHSO3的質量大，質量分數就大。