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2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部,该地区PM2.5严重超标.研究表明,PM2.5约60%来源于某些气体污染物在空气中转变而成的二次颗粒物.这些气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨
问题描述:

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部,该地区PM2.5严重超标.研究表明,PM2.5约60%来源于某些气体污染物在空气中转变而成的二次颗粒物.这些气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物.因此,控制、治理PM2.5污染源成为环保的重要课题.

(1)研究表明,TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,如图1所示,OH与NO2的反应为

NO2+OH→HNO3.写出OH与NO反应的化学方程式:___,该反应中被氧化的元素是___.

(2)如图2所示的电解装置能吸收和转化NO2、NO和SO2.阴极排出的溶液中含S2O42-离子,能吸收NOx气体,生成的SO32-可在阴极区再生.请将S2O42-吸收NO2的离子方程式配平,并标明电子转移的方向和数目.

___S2O42-+___NO2+___OH-→___SO32-+___N2+______

(3)已知上述电解装置阳极反应为:SO2-2e+2H2O→SO42-+4H+,阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之___.

(4)PM2.5产生的主要来源,是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质.一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物的排放等.请你结合信息,给出降低PM2.5排放的对策(至少两条):___.

程晓崇回答:
  (1)根据方程式NO2+OH→HNO3可知,活性基团OH具有强氧化性,所以OH具有能把NO氧化生成硝酸,根据原子守恒可知,反应中还应该有水生成,因此反应的化学方程式是NO+3OH→HNO3+H2O,在反应中NO中+2价的氮元素化合价升高到+5价,所以被氧化的元素是N;   故答案为:NO+3OH→HNO3+H2O;N;   (2)根据方程式可知,S2O42-中S元素的化合价从+3价升高到+4价,失去1个电子.NO2中氮元素的化合价从+4价降低到0价,得到4个电子,所以根据电子得失守恒可知,氧化剂NO2与还原剂S2O42-中S2O42-的物质的量之比是1:2,根据原子守恒可知,反应中还应该有水生成,所以配平后的方程式应该是;   故答案为:.   (3)标准状况下7.84L的气体的物质的量是7.84L÷22.4L/mol=0.35mol,   设NO2和NO的物质的量分别是x和y,   则x+y=0.35mol.100g49%的硫酸中硫酸的质量是49g,物质的量是49g÷98g/mol=0.5mol,   则根据方程式SO2-2e-+2H2O→SO42-+4H+可知,转移电子的物质的量是0.1mol,   所以根据电子得失守恒可知,4x+2y=1mol,解得x=0.15mol、y=0.20mol,所以被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为3:4;   故答案为:3:4.   (4)由于2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物的排放等,所以要降低PM2.5排放的对策应该是采用新能源、减少机动车有害尾气的排放;   故答案为:采用新能源、减少机动车有害尾气的排放.
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