工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物.假设不含N2O4).对生态环境和人类健康带来较大的威胁．(1)工业上可用氨催化吸收法处理NOx.反应原理如下:4xNH3+6NOx$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+6xH2O某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如:①装置A中发生反应的化学方� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NO_x（NO和NO₂的混合物，假设不含N₂O₄），对生态环境和人类健康带来较大的威胁．
（1）工业上可用氨催化吸收法处理NO_x，反应原理如下：4xNH₃+6NO_x$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$（2x+3）N₂+6xH₂O
某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如：

①装置A中发生反应的化学方程式2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②有同学认为去掉装置A也可以达到实验目的，其理由是浓氨水具有挥发性，NO_x进入装置C中会带出氨气．
（2）工业上也常用Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x．
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应，
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ （I）
2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ （II）
①当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，x的值不可能是B（填字母）．
A．1.9B．1.3C．1.6
②将1mol NO_x通入Na₂CO₃溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO₃ˉ、NO₂ˉ两种离子的物质的量随x变化关系如图2所示：图中线段b表示NO₃^-离子随x值变化的关系；若用溶质质量分数为21.2%的 Na₂CO₃溶液吸收，则需要Na₂CO₃溶液至少250g．
③用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加40g，则NO_x中的x值为$\frac{7}{4}$．

分析（1）①氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件下发生反应生成氨气；
②浓氨水具有挥发性，可以产生氨气；
（2）①当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，则n（NO₂）≥n（NO），据此来回答；
②利用极限法和守恒法来解决问题即可；
③利用差量法计算NO、NO₂的物质的量，再根据平均摩尔质量法计算x值．

解答解：（1）①氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件下发生反应生成氨气，所以装置A的反应是：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②C装置中浓氨水具有挥发性，可以产生氨气，去掉装置A也可以达到实验目的，
故答案为：浓氨水具有挥发性，NO_x进入装置C中会带出氨气；
（2）①由方程式可知，NO单独不能被吸收，NO和NO₂混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足n（NO₂）：n（NO）≥1，当n（NO₂）：n（NO）=1时x值最小，x最小值为$\frac{2+1}{2}$=1.5，因为混有NO，所以x最大值＜2，故x的取值范围为1.5≤x＜2，所以x的值不可能是1.3，
故答案为：B；
②用极限法：若x=1.5气体应为NO和NO₂混合物，物质的量比为1：1，按Ⅰ式反应，没有NO₃^-，线a应该表示NO₂^-，所有线b表示NO₃^-，
用守恒法：反应生成的NaNO₃和NaNO₂中氮元素与钠元素之比为1：1，所以1mol NO_x被完全吸收至少需碳酸钠0.5mol，质量为53g，计算得碳酸钠溶液的质量为250g，
故答案为：NO₃^-；250；
③设由NO₂和纯碱反应产生CO₂为amol，
由NO和NO₂与纯碱反应产生的CO₂为bmol，
2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂   质量增加
                        1mol△m=48g
                        amol    48ag
NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 质量增加
                     1mol△m=32g
                     bmol     32bg
a+b=1
48a+32b=40
解得
a=0.5mol
b=0.5mol
n（NO₂）=0.5mol×2+0.25mol=1.5mol
n（NO）=0.5mol
x=$\frac{0.5mol×1+1.5mol×2}{0.5mol+1.5mol}$=$\frac{7}{4}$，
故答案为：$\frac{7}{4}$．

点评本题以氮氧化物为载体考查了物质间的反应，明确物质的性质是解本题关键，难点是（2）题的计算，要结合方程式中各个物理量之间的关系式解答，会根据题给信息计算x值，难度中等．

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	A．	化学的特征是认识分子
	B．	新制氯水应保存在棕色试剂瓶中，放于阴凉处
	C．	在化学反应中，参加反应的各物质的质量比等于其物质的量之比
	D．	英国化学家玻义耳提出原子学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础

	A．	1mol${\;}_{8}^{16}$OD^-含有的质子、中子数均为9N_A
	B．	3.6g石墨和C₆₀的混合物中，含有的碳原子数为0.3N_A
	C．	含有4.6g钠元素的过氧化钠和氧化钠的混合物中，所含离子总数为0.3N_A
	D．	标准状况下，4.48L HF含有的分子数为0.2N_A

弱酸的化学式	CH₃COOH	HCN	H₂CO₃
电离平衡常数（25℃）	1.8×l0^-5	4.9×l0^-10	K₁=4.3×l0^-7 K₂=5.6×l0^-11

	A．	2CN^-+H₂O+CO₂═2HCN+CO₃^2-
	B．	相同温度时，等物质的量浓度的各溶液pH关系：pH（NaCN）＞pH（Na₂CO₃）＞pH（CH₃COONa）
	C．	冰醋酸中逐滴加水，溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小
	D．	25℃时，等体积、等物质的量浓度的NaCN溶液中阴离子总数小于CH₃COONa溶液中阴离子总数

	A．	某元素原子的原子半径是111pm
	B．	某常见气体的密度为1.8g•cm^-3
	C．	某澄清石灰水的浓度是2.0mol•L^-1
	D．	用广泛pH试纸测得某溶液的pH为6.3

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