题目内容

工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒物质．某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程．

(一)提供的装置

(二)NH3的制取

(1)下列有关实验室制备气体的说法正确的是________(填序号)．

①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气

②用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气

③实验室制氧气有时需要加热，有时不需要加热

④用无水氯化钙干燥氨气

⑤用浓盐酸洗涤高锰酸钾分解制氧气的试管

(2)从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置：________(填序号)．

(3)当采用你所选用的装置制取氨气时，相应反应的化学方程式是________．

(三)模拟尾气的处理

选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置，回答有关问题：

(4)A中反应的离子方程式为________．

(5)D装置中的液体可换成________(填序号)．

a．CuSO4

b．H2O

c．CCl4

d．浓硫酸

(6)该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是________．

答案：
解析：

　　(1)①③⑤

　　(2)C或G

　　(3)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O或CaO＋NH3·H2ONH3↑＋Ca(OH)2(要对应)

　　(4)3Cu＋2NO＋8H+3Cu2+＋2NO↑＋4H2O

　　(5)c

　　(6)NO尾气直接排放，没有进行处理


练习册系列答案
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随着人类社会的发展，氮氧化物（Nox）已成为大气中的主要气态污染物之一．
（1）超音速飞机排放的尾气是平流层中NO的主要来源．它们破坏臭氧层的机理为：
①O3
光
O+O2 
②NO→NO2+O2
③NO2+O→NO+O2
上述反应的总反应式为
2O3
 NO 
.
 
3O2
2O3
 NO 
.
 
3O2
，其中
NO
NO
是催化剂．
（2）汽车尾气中含有NOx、CO和碳氢化合物等．
①尾气净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示，尾气净化过程中发生的总反应化学方程式：
2NO+O2+4CO
 催化剂 
.
 
4CO2+N2
2NO+O2+4CO
 催化剂 
.
 
4CO2+N2
．
②NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为“光化学烟雾”．有学者对某城市．天中光化学烟雾的变化情况进行测定，实验结果如图2．由图象可知，二次污染物有
醛和O3
醛和O3
 等，醛和O3的峰值出现在14：00左右的主要原因是
此时日光强烈，光化学反应速率最快
此时日光强烈，光化学反应速率最快
；
③测定汽车尾气中Nox的方法之一是用3%的H2O2溶液吸收尾气中的NOx生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定HNO3．若要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数，所需的数据有
ACD
ACD
（选填序号）．
 A．所测尾气的总体积    B．两种氮氧化物的体积比
C．NaOH标准溶液的物质的量浓度  D．所消耗NaOH标准溶液的体积
E．从滴定开始到指示剂变色所需的时间
（3）硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
2NO2+Na2O=NaNO3+CO2
NO+NO2+Na2CO3=2NaNO3+CO2
现用0.5L 2mol/L的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44g（设C02全部排出）．则NO2和NO的体积比为
7：1
7：1
．
（2010?顺义区一模）氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质．请回答：
（1）实验室制取氨气的化学方程式是
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
．
（2）①如图（1）是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是
轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K
轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K
．
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
（用电离方程式表示）．
（3）该小组同学设计了如图（2）所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物．

①实验现象为：黑色CuO变为红色；白色无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染．请写出氨气与CuO反应的化学方程式
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
．
②碱石灰的作用是
吸收氨气中混有的水蒸气，防止干扰产物水的测定
吸收氨气中混有的水蒸气，防止干扰产物水的测定
．
③该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题并提出改进意见
此装置无有尾气吸收装置，NH3排入大气，污染环境；连接一个吸收氨气装置如图所示：；
此装置无有尾气吸收装置，NH3排入大气，污染环境；连接一个吸收氨气装置如图所示：；
．
（4）有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O．已知：Cu2O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的稳定性比Cu2+差（Cu+ 
H+
 Cu+Cu2+）．请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O．
取少许样品，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O反之则没有
取少许样品，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O反之则没有
；
（5）工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一．为了治理污染，工业上常用氨气与之发生反应：NOx+NH3→N2+H2O，使其转化为无毒的N2．现有NO2和NO的混合气体3.0L，跟3.4L（同温同压下）NH3反应，恰好使其全部转化为氮气，则原混合气体中，NO2与NO的体积比是
7：3
7：3
．

硝酸工业尾气中的氮氧化物(NO、)是主要的大气污染物之一，常用以下两种治理方法治理(已简化)．

①氢氧化钠吸收法，反应原理如下：

②氨催化还原法，反应式为：

现有一定量含NO和硝酸工业废气(不含其他气体)，若用过量的溶液吸收后，溶液中与的物质的量之比恰好与原尾气中NO、物质的量之比相等．

(1)将1体积的该废气用②方法处理，至少要消耗相同条件下氨气________体积．

(2)若表示尾气中氮氧化物的平均组成，则x的值为________．

(3)配平方程式：

氮元素的单质及其化合物的研究和应用在工农业生产中有着非常重要的地位。工业制硝酸的主要反应之一是

（1）如果将4mol NH3和5mol O2放入容器中，达到平衡时放出热量0.8akJ，则平衡时NH3的转化率为      。

（2）在一定条件下，容积固定的密闭容器中进行上述反应，NO的浓度与时间关系如图所示，则NO的a、b、c三点的反应速率v（a正）、v（b逆）、v（c正）的大小关系是          。

（3）t℃时，在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如下表：

①第2min到第4mim，反应速率v（O2）=             ；

②第2min时改变了条件，改变的条件可能是          （从所给选项中选择）；

A．降低温度         B．增加了生成物          C．减小压强         D．使用了高效催化剂

③在与第4min相同的温度下，若起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O（g）的浓度都为2moI/L，则该反应        （填“正反应方向进行”、“逆反应方向进行”、“不移动”）。

（4）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气。尿素（H2NCONH2）是一种非常重要的高氮化肥，在温度70—95℃时，工业尾气中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，将其转化为N2，尿素与NO、NO2三者等物质的量反应的化学方程式为          。

（5）目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：

则1mol甲烷直接将NO2还原为N2的烩变为____          。

 

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