Question

【题目】硝酸工业尾气中氮氧化物（NO与NO2）是主要的大气污染物之一，可用氨氧混合气进行选择性催化还原处理。其主要反应原理如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O；6NO2+8NH37N2+12H2O。

某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3（体积已折算至标准状况），其中NO与NO2物质的量比为4：1。设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应。

（1）尾气中氮氧化合物的平均相对分子质量为___。

（2）尾气中NO的含量为___mg/m3。

（3）要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为___L。

另一种处理氮氧化物的方法是用烧碱进行吸收，产物为NaNO2、NaNO3和H2O。现有含0.5mol氮氧化物的尾气，恰好被一定体积的25%NaOH溶液（密度1.28g/cm3）完全吸收。

（4）NaOH溶液的物质的量浓度为___mol/L，体积为___mL。

（5）已知反应后溶液中含有0.35molNaNO2。若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx，通过计算求x___。

Answer 1

【答案】19.37 1800 10.64 8 62.5 1.8

【解析】

(1)先根据尾气中二氧化氮和一氧化氮的关系计算二氧化氮、一氧化氮的物质的量，再根据方程式计算氨气和氧气的物质的量，最后根据M=计算其平均相对分子质量；

(2)根据m=nM计算；

(3)根据V=nVm计算需要氨氧混合气体的体积；

(4)①c=，根据原子守恒知，氮氧化物的物质的量等于氢氧化钠的物质的量，再根据V=计算；

②根据方程式2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O中氮原子守恒计算NO和NO2的物质的量分别是多少，根据氧原子守恒解答。

(1)设1m3尾气中NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为4x，4xmol×30g/mol+46xg=2.49g，x=0.015mol，所以1m3尾气中NO2的物质的量为0.015mol，则NO的物质的量为0.06mol，根据4NO+4NH3+O24N2+6H2O知，0.06molNO需要0.06molNH3，0.015molO2，根据方程式6NO2+8NH37N2+12H2O，0.015molNO2需要0.02molNH3，所以氮氧化物混合气体的平均摩尔质量为=33.2g/mol，所以其相对分子质量为33.2；

(2)1m3尾气中NO的物质的量为0.06mol，所以其m=nM=0.06mol×30g/mol=1.8g=1800mg；

(3)处理1m3尾气需要氨氧混合物的体积=(0.06+0.02+0.015)mol×22.4L/mol=2.128L，则要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为=2.128L×5=10.64L；

(4)①c=，根据原子守恒知，氮氧化物的物质的量等于氢氧化钠的物质的量，所以V==62.5mL；

②2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，根据氮原子守恒知，生成0.35mol亚硝酸钠则生成0.15mol硝酸钠，生成0.15mol硝酸钠需要0.3mol二氧化氮，同时生成0.15mol亚硝酸钠，0.2mol亚硝酸钠需要0.1mol一氧化氮，所以二氧化氮的物质的量是0.4mol，根据氧原子守恒得x==1.8。