Question

汽车尾气的主要成分为CO₂及CO、NO_X（NO和NO₂）的混合物，其中NO的体积分数占95%以上）等．治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转换器”，利用催化剂使CO和NO_X发生反应大部分转化为CO₂和N₂．某小组在实验室利用如图所示装置模汽车尾气处理中CO和NO_X的反应并测量反应后混合气体的组成．（已知HCOOHCO↑+H₂O）
试回答下列问题：

（1）仪器的连接顺序为
（2）E装置的作用是______、______．
（3）写出D中的NO_X与CO反应的化学方程式______

Answer 1

【答案】分析：（1）制取的一氧化碳和氮氧化物中都含有水蒸气，影响测定结果，所以要先用浓硫酸除去水蒸气，同时充分混合一氧化碳和氮氧化物，故选E；从E出来的气体再通过D进行转化，使其生成氮气和二氧化碳，D中未反应的氮氧化物有毒，对环境造成污染，所以要进行尾气处理，所以D连接C，据此进行排序；      
（2）浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，E装置还可以通过观察气泡，调节气体流速；
（3）加热催化剂条件下，氮氧化物和一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，据此写出反应方程式；
（4）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，据此写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目；
（5）根据十字相乘法计算NO与氮气和一氧化碳混合物的物质的量之比，相同条件下，CO 和 N₂混合物与NO的体积之比等于其物质的量之比，再结合混合气体的体积计算NO的物质的量；
（6）根据反应特点及生成物的特点进行分析解答．
解答：解：（1）制取的一氧化碳和氮氧化物中都含有水蒸气，影响测定结果，所以要先用浓硫酸除去水蒸气，同时充分混合一氧化碳和氮氧化物，故选E；从E出来的气体再通过D进行转化，使其生成氮气和二氧化碳，D中未反应的氮氧化物有毒，对环境造成污染，所以要进行尾气处理，所以D连接C，所以各仪器的连接顺序是，故答案为：
；           
（2）浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，E装置还可以通过观察气泡，调节气体流速，防止流速过大而使反应物不能较大程度的反应，流速过小而反应速率太慢，
故答案为：①干燥混合气体，②通过观察气泡，调节气体流速；
（3）加热、催化剂条件下，氮氧化物和一氧化碳反应生成氮气和二氧化碳，反应方程式为：2 NO_x+2x CO  N₂+2x CO₂，故答案为：2 NO_x+2x CO  N₂+2x CO₂；
（4）铜和稀硝酸反应方程式为：，故答案为：；
（5）收集到的气体在标准状况下为4.48L（其相对分子质量为28.4＞28），说明收集的气体中含有NO，
根据知CO 和 N₂混合物与NO的物质的量之比=1.6：0.4=4：1，相同条件下，CO 和 N₂混合物与NO的体积之比为4：1，所以NO的物质的量==0.04mol，
故答案为：0.04mol；
（6）催化剂只改变化学反应速率不改变平衡的移动，且该反应为可逆反应，不能反应完全，且生成物中含有碳元素，没达到“零碳排放”的目的，对气候的变化存在潜在的影响和危害，所以不正确，
故答案为：不正确，①该反应为可逆反应，不能反应完全．②没达到“零碳排放”的目的，对气候的变化存在潜在的影响和危害．
点评：本题以实验设计为载体考查了物质的量的计算、仪器的连接，反应方程式的书写等知识点，确定实验仪器的顺序是学习的难点，根据每一步的实验目的来确定实验仪器的连接顺序，难度较大．