题目内容
【题目】N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH2+H2O
2NO2+2OH++H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是________(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl和,其离子方程式为________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是________。
【答案】2NH3+2O2N2O+3H2O BC NaNO3 NO 3HClO+2NO+H2O3Cl+2+5H+ 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【解析】
(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O,
故答案为:2NH3+2O2N2O+3H2O;
(2)①A.加快通入尾气的速率,不能提高尾气中NO和NO2的去除率,不选A;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选B;
C.定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选C。
故答案为:BC;
②由吸收反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2混有NaNO3;由吸收反应可知,若NO和NO2的物质的量之比大于1:1,NO不能被吸收,因此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO,
故答案为:NaNO3;NO;
(3)①在酸性的NaClO溶液中,次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO,HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+,
故答案为:2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+;
②在相同条件下,氧化剂的浓度越大,氧化能力越强,由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知,溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,氧化NO的能力越强,
故答案为:溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,氧化NO的能力越强。
【题目】实验室制备硝基苯的方法是将苯与浓硫酸和浓硝酸的混合液加热到 50~60℃反应。已知苯与硝基苯的基本物理性质如下表所示:
熔点 | 沸点 | 状态 | |
苯 | 5.51℃ | 80.1℃ | 无色液体 |
硝基苯 | 5.7℃ | 210.9℃ | 油状液体 |
(1)(在大试管中)配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸的操作方法是____________________。
(2)分离硝基苯和水的混合物的方法是________;分离硝基苯和苯的方法是_________。
(3)某同学用如图装置制取硝基苯:
①用水浴加热的优点是________________________________________________________;
②被水浴加热的试管口部都要带一长导管,其作用是______________________________。
(4)写出此反应的化学方程式_________________________________________________。