14.(2009年上海单科)烟气中NOx是NO和NO2的混合物(不含N2O4)。

(1)根据废气排放标准,1 m3烟气最高允许含400 mg NOx。若NOx中NO质量分数为0.85,则1 m3烟气中最高允许含NO________L(标准状况,保留2位小数)。

(2)工业上通常用溶质质量分数为0.150的Na2CO3水溶液(密度1.16 g/mL)作为NOx吸收剂,该碳酸钠溶液物质的量浓度为________mol/L(保留2位小数)。

(3)已知:NO+NO2+Na2CO3―→2NaNO2+CO2

2NO2+Na2CO3―→NaNO2+NaNO3+CO2

1 m3含2 000 mg NOx的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收。若吸收率为80%,吸收后的烟气________排放标准(填“符合”或“不符合”),理由:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)加入硝酸可改变烟气中NO和NO2的比,反应为:

NO+2HNO3―→3NO2+H2O

当烟气中n(NO)∶n(NO2)=2∶3时,吸收率最高。

1 m3烟气含2 000 mg NOx,其中n(NO)∶n(NO2)=9∶1。

计算:(ⅰ)为了达到最高吸收率,1 m3烟气需用硝酸的物质的量(保留3位小数)。

(ⅱ)1 m3烟气达到最高吸收率90%时,吸收后生成NaNO2的质量(假设上述吸收反应中,反应①比反应②迅速。计算结果保留1位小数)。

[解析] (1)×22.4 L/mol=0.25 L。

(2)c(Na2CO3)===1.64 mol·L1

(4)(ⅰ)30n(NO)+×46n(NO)=2 g

n(NO)=0.057 mol

NO + 2HNO3―→3NO2+H2O

             x      2x     3x

= x=0.017 6 mol

n(HNO3)=2x=0.035 mol。

(ⅱ)加入HNO3使NO与NO2物质的量之比达到2∶3时NO2的实际物质的量已经变为:×0.057+3x=0.059 mol,NO的实际物质的量已经变为:0.057-x=0.039 mol。

根据题(3)中①②两个方程式可以得出:

n(NaNO2)=2n(NO)+[n(NO2)-n(NO)]=0.088 7 mol

m(NaNO2)=0.088 7×69×90%=5.5 g。

[答案] (1)0.25 (2)1.64

(3)不符合 因吸收后烟气总体积减小,NOx含量仍超过400 mg/m3

(4)(ⅰ)30n(NO)+×46n(NO)=

n(NO)=0.057 mol

NO + 2HNO3―→3NO2+H2O

                      x     2x        3x

= x=0.017 6

n(HNO3)=2x=0.035 mol。

(ⅱ)n(NaNO2)=2n(NO)+[n(NO2)-n(NO)]=0.088 7 mol

m(NaNO2)=0.088 7×69×90%=5.5 g。

13.某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧?”由于实验室中没有现成的NO2气体,该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在,图中铁架台等夹持仪器均已略去):

Ⅰ.实验装置如下图所示

(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了,有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?________(填“正确”或“不正确”),理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.实验装置如下图所示

(1)写出浓硝酸受热分解的化学方程式:______________________________________。

(2)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭,有的同学提出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?

________(填“正确”或“不正确”),理由是_____________________________。

Ⅲ.为了更能直接说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题,请你重新设计一个简单的实验方案,简述实验原理和主要操作。

[答案] Ⅰ.(1)2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2

(2)正确 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气体积分数相当,空气中带火星的木条不复燃,而在NO2和O2混合气体中木条复燃,所以NO2能支持燃烧

Ⅱ.(1)4HNO3===4NO2↑+O2↑+2H2O

(2)不正确 带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气所致

Ⅲ.用金属铜与浓HNO3反应制取NO2气体并用浓硫酸干燥,再将带火星木条伸入NO2中观察现象

12.(2008年北京理综)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):

(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式)________________________________________________________________________。

(2)Z为一种或两种气体:

①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是_____________________________

________________________________________________________________________。

②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是________________________________________________________________________。

(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________________________________________________________________。

(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)____________________________________。

[解析] 首先要注意框图中量的描述“过量”,然后做大致的推断,再根据具体的设问提供的信息具体分析。

大致猜想:“浓酸”和“两种气体”可推知“浓酸”可能为浓硫酸或浓硝酸,金属元素只有Fe、Cu,则溶液X可能为Fe2(SO4)3、CuSO4、Al2(SO4)3或Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、Al(NO3)3。两种气体可能为SO2、CO2或NO2、CO2,不可能为NO2、NO,因浓酸过量。Y中溶液定有Fe2+,还可能有Al3+。Y中固体定有Fe(前述过量Fe粉)、Cu。

(1)若有Al,则应有2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO,或AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO,有白色沉淀产生。“无明显变化”说明原混合物中无Al。

(2)①“若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液”,则Z为CO2,两种气体中一种与NaHCO3溶液反应生成CO2,应为SO2:SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2+H2O,则浓酸为浓硫酸。

②若Z为两种气体的混合物,a为适量水,则其中一种为NO2:3NO2+H2O===2HNO3+NO,气体Z为NO与CO2的混合气体,则浓酸为浓硝酸。

(3)Y中溶液中有大量的Fe2+,少量H+,固体为Fe、Cu,通入过量Cl2,并不断搅拌,则发生的反应有:Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl,Cl2+H2O===H++Cl+HClO,2H++Fe===Fe2++H2↑,HClO+H++Cu===Cu2++Cl+H2O,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。所以溶液中的阳离子有Fe3+、Cu2+、H+

(4)当消耗2 mol I时,共转移3 mol电子,且有红褐色沉淀[Fe(OH)3]生成。则I与Fe2+共同还原H2O2:4I+2Fe2++3H2O2===2I2+2Fe(OH)3↓。(这是一个新动向,氧化剂或还原剂不止一种的氧化还原反应离子方程式的书写!)

(5)通过前面的分析已知原样品中一定有CuO和C,一定无Al,Fe2O3、Fe是否存在不能确定。“另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Cu”,则一定不会发生Fe+Cu2+===Fe2++Cu,则原样品中无Fe,可能的组合有:CuO、C;CuO、C、Fe2O3

[答案] (1)Al

(2)①C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O

②NO、CO2 (3)Cu2+、Fe3+、H+

(4)2Fe2++3H2O2+4I===2Fe(OH)3↓+2I2

(5)CuO、C CuO、C、Fe2O3

 0  8714  8722  8728  8732  8738  8740  8744  8750  8752  8758  8764  8768  8770  8774  8780  8782  8788  8792  8794  8798  8800  8804  8806  8808  8809  8810  8812  8813  8814  8816  8818  8822  8824  8828  8830  8834  8840  8842  8848  8852  8854  8858  8864  8870  8872  8878  8882  8884  8890  8894  8900  8908  447348 

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