Question

【题目】严重的雾霾天气的形成与汽车尾气排放有关。汽车尾气中常含有CO、NOx等气体，为减轻污染，一般汽车都加装了“催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了下图所示装置(部分夹持装置已略去)。

(1)装置(Ⅲ)的主要作用为________________________。

(2)停止加热，打开活塞K，放入适量氧气时，装置(Ⅱ)中可观察到的现象是___________________。

(3)该套装置中有不完善之处，还应在装置(Ⅳ)后补充____________。

(4)工业上常用纯碱液来吸收NOx，有关反应的化学方程式为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。现有标准状况下a L NO2和b L NO的混合气体恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为________。Na2CO3溶液的物质的量浓度为________mol·L－1(不必化简)。

Answer 1

【答案】(1)检验CO是否转化为CO2 (2)出现红棕色气体

(3)尾气处理装置(4)a∶b≥1∶1

【解析】(1)CO和NO在催化剂和加热条件下转化为N2和CO2，CO2与澄清石灰水反应生成CaCO3而出现浑浊，所以装置(Ⅲ)的主要作用是检验CO是否转化为CO2。

(2)由于有部分NO没有转化为N2，向装置中通入空气时，装置(Ⅱ)中的NO与O2反应生成红棕色的NO2。

(3)由于尾气中仍残留未反应的CO、NO，所以该套装置应增加尾气处理装置。

(4)根据反应2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2可知，NO2和NO的物质的量之比应大于或等于1:1，气体才会反应完全。与NO2和NO反应的Na2CO3的物质的量为 mol，与NO2单独反应的Na2CO3的物质的量为 mol，故Na2CO3的物质的量浓度为c(Na2CO3)＝ mol/L。