Question

【题目】近几年来关于氮污染的治理倍受关注。

(1)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，能同时实现汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图(如图2所示)确定。

①在图示的转化中，被还原的元素是_______________，X的化学式为__________________。

②钡元素在周期表中的位置是___________________________。

(2)SCR技术可使NOx与NH3直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的最之比为2:1时，写出发生反应的化学方程式:____________________________。

(3)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下:NONO2N2反应I的化学方程式是2NO+ ClO2+H2O==NO2+HNO3+ 2HCl，反应II的离子方程式是__________________。

(4)加入过量次氯酸钠可使废水中NH4+完全转化为N2，而本身被还原为NaCl。

①检验废水中是否存在NH4+的方法是_______________________________________________。

②若处理废水产生了0.448LN2 (标准状况)，则需消耗浓度为2mol/L的次氯酸钠的体积为____mL。

Answer 1

【答案】 N、O Ba(NO3)2 第六周期第 IIA 族 16NH3+12NO+6NO2=17N2+24H2O 2NO2+4SO32-=N2+4SO42- 少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试紙变蓝，则A中生成NH4+ 30

【解析】(1) ①在图示的转化中N、O的化合价降低被还原；由傅里叶红外光谱图(如图2所示)确定化合物X含有硝酸根，在结合图1有钡离子参加，所以X的化学式为Ba(NO3)2；

②钡元素在周期表中的位置是第六周期第 IIA 族；

(2)因为NOx与NH3直接反应，实现无害转化，则生成氮气和水，所以当NO与NO2的物质的最之比为2:1时，发生反应的化学方程式为16NH3+12NO+6NO2=17N2+24H2O；因此，本题正确答案为：16NH3+12NO+6NO2=17N2+24H2O；

(3)二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者会发生氧化还原反应，因此，反应II的离子方程式是2NO2+4SO32-=N2+4SO42-；

(4)①检验NH4+的方法是：取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试紙变蓝，则A中生成NH4+；

②因为次氯酸钠氧化废水中NH4+完全转化为N2，而本身被还原为NaCl，根据得失电子守恒，离子方程式：2NH4++3ClO-=N2↑+3Cl-+2H++3H2O 由2NH4++3ClO-=N2↑+3Cl-+2H++3H2O

知处理废水产生了0.448L氮气，即=0.02mol,则需消耗浓度为2mol/L的次氯酸钠的体积为×1000mL=30mL；因此，本题正确答案为：30