题目内容

【题目】氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。

(1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收原理:

①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4·2H2O)碱法的吸收原理:将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式__________;

已知:

试剂

Ca(OH)2

NaOH

价格(元/kg)

0.36

2.9

和石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是__________;

(2)石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。

上述方法中,实现循环利用的物质是__________,请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理__________。

(3)一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:____________

(4)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

现有VL某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。

①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________mol·L-1。

②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=________。

【答案】SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 成本较高 NaOH CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH 6NO2+8NH37N2+12H2O (m+n)/V 3∶2

【解析】

(1)根据二氧化硫和氢氧化钠反应的生成物书写;根据表中数据分析判断;

(2)根据流程转化特点和物质的性质分析判断;

(3)氨气可将氮氧化物转化为无污染的物质,生成物应该是氮气和水,据此书写;

(4)①根据气体和氢氧化钠的关系计算;

②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式分析解答。

(1)将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中生成亚硫酸钠和水,对应的化学反应方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;根据表中数据可知氢氧化钠的成本高,则和石灰-石膏法相比其缺点是成本较高;

(2)根据流程图可知氧化钙溶于水生成氢氧化钙,氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠,氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫,则实现循环利用的物质是NaOH。根据上述分析可知在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理为CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2SO3=CaSO3↓+2NaOH。

(3)一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质,该物质是氮气和水,则氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式为6NO2+8NH37N2+12H2O;

(4)①根据方程式NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O可知只要是NO不过量,氮原子和氢氧化钠的关系是1:1,则完全吸收n mol NO2和m mol NO所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为(m+n)/V mol·L-1。

②根据方程式可知

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

m m 2m

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

(n-m) (n-m)/2 (n-m)/2

若所得溶液中c(NO3-):c(NO2-)=1:9,则(n-m)/2:(n+3m)/2=1:9,解得n:m=3:2,即原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为3:2。

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