Question

9．加入硝酸可改变烟气中NO和NO₂的比，反应为：NO+2HNO₃→3NO₂+H₂O
当烟气中n（NO）：n（NO₂）=2：3时，吸收率最高．
lm³烟气含2000mgNO_x，其中n（NO）：n（NO₂）=9：1．
计算：
（1）为了达到最高吸收率，1m³烟气需用硝酸的物质的量（保留3位小数）．
（2）1m³烟气达到最高吸收率90%时，吸收后生成NaNO₂的质量（假设上述吸收反应中，反应①比反应②迅速．计算结果保留1位小数）．

Answer 1

分析 （1）根据n（NO）：n（NO₂）=9：1，结合1m³烟气中含有的二者质量计算烟气中n（NO）、n（NO₂），令需要加入的硝酸为2x，根据方程式NO+2HNO₃=3NO₂+H₂O可知，反应的n（NO）=x、生成n（NO₂）=3x，利用吸收率最高时比例关系列方程计算；
（2）发生反应NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，由方程式可知n（NaNO₂）=2n（NO）+12[n（NO₂）-n（NO）]，再根据m=nM计算，注意吸收率为90%，实际质量为完全吸收的90%．

解答 解：（1）由于n（NO）：n（NO₂）=9：1，则30×n（NO）+$\frac{1}{9}$n（NO）×46=2，解得n（NO）=0.057mol令需要加入的硝酸为2x，根据方程式NO+2HNO₃=3NO₂+H₂O可知，反应的n（NO）=x、生成n（NO₂）=3x，则$\frac{0.057-x}{\frac{1}{9}×0.057+3x}=\frac{2}{3}$，解得x=0.0176mol，故n（HNO₃）=2x=0.035mol，
答：为了达到最高吸收率，1m³烟气需用硝酸的物质的量0.035mol；
（2）发生反应NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂、2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂，由方程式可知n（NaNO₂）=2n（NO）+$\frac{1}{2}$[n（NO₂）-n（NO）]=$\frac{3}{2}$n（NO）+$\frac{1}{2}$n（NO₂）=$\frac{3}{2}$×（0.057mol-0.0176mol）+$\frac{1}{2}$×（ $\frac{1}{9}$×0.057mol+3×0.0176mol）=0.0887mol，所以m（NaNO₂）=0.0887mol×69g/mol×90%=5.5g，
答：吸收后生成NaNO₂的质量为5.5g．

点评 本题考查氮的氧化物的性质及其对环境的影响和探究物质的组成或测量物质的含量，题目综合性强，有一定的难度．