题目内容
【题目】SCR 和 NSR 技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的 NOx 排放。
(1)SCR（选择性催化还原）工作原理：
① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为 NH3 和 CO2，该反应的化学方程式：__________。
② 反应器中 NH3 还原 NO2 的化学方程式：__________。
③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中 SO2 在 O2 作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。 用化学方程式表示(NH4)2SO4 的形成：__________。
④ 尿素溶液浓度影响 NO2 的转化，测定溶液中尿素（M＝60 g·mol -1）含量的方法如下： 取 a g 尿素溶液，将所含氮完全转化为 NH3，所得 NH3 用过量的 V1 mL c1 mol·L-1 H2SO4 溶液吸收完全，剩余 H2SO4 用 V2 mL c2 mol·L-1 NaOH 溶液恰好中和，则尿素 溶液中溶质的质量分数是__________。
(2)NSR（NOx 储存还原）工作原理：NOx 的储存和还原在不同时段交替进行，如图 a 所示。
① 通过 BaO 和 Ba(NO3)2 的相互转化实现 NOx 的储存和还原。储存 NOx 的物质是__________。
② 用 H2 模拟尾气中还原性气体研究了 Ba(NO3)2 的催化还原过程，该过程分两步进行， 图 b 表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的 H2 与 Ba(NO3)2 的物质的量之比是__________。
③ 还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与 NO有关。在有氧条件下 15NO 与 NH3 以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：___________
____15NNO+___H2O
【答案】CO(NH2) 2＋H2O
CO2＋2NH3 8NH3＋6NO2=7N2＋12H2O 2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O＝2(NH4)2SO4 
BaO 8∶1 415NO＋4NH3＋3O2 4 6
【解析】
(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒配平书写化学方程式；
②反应器中NH3还原NO2生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式；
③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式；
④测定溶液中尿素的含量，取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，产物为(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，则参与吸收氨气的硫酸的物质的量为(c1V1
c2V2)×103mol，吸收氨气的反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，根据N元素守恒予以解答；
(2)①由图a可知储存NOx的物质是BaO；
②第一步反应中H2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价，生成氨气，结合得失电子数目相等计算；
③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO，由N元素守恒可知15NO与NH3应为1:1，结合电子得失相等配平。
(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，反应物为尿素和水，反应生成物为氨气和水，原子守恒书写化学方程式为：CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑；
②NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，反应的化学方程式为8NH3+6NO2
7N2+12H2O；
③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH4)2SO4；
④取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，产物为(NH4)2SO4，发生的反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，则参与吸收氨气的硫酸的物质的量为(c1V1c2V2)×103mol，根据反应关系，氨气的物质的量为n(NH3)=2×(c1V1c2V2)×103mol=(2c1V1c2V2)×103mol，根据N元素守恒，尿素的物质的量为n(尿素)=n(NH3)= 
×103mol，则尿素的质量为m=n(尿素)×M=×103mol×60g/mol=0.03×(2c1V1-c2V2)g，则尿素溶液中溶质的质量分数是w=
×100%=
×100%=×100%；
(2)①由图示可知BaO和NOx反应生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质为BaO；
②第一步反应中H2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价，生成氨气，则1molBa(NO3)2生成氨气转移16mol电子，参加反应的氢气的物质的量为
=8mol，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8:1；
③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO，由N元素守恒可知15NO与NH3应为1:1，可知反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2
415NNO+6H2O。
【题目】某化学兴趣小组利用如图装置进行铝热反应实验，发现生成的铁呈疏松的褐色硬块。小组成员推测主要原因是产物铁含杂质较多，并进一步探究该褐色硬块的组成。请回答下列问题：
（l）铝热反应原理____________（写化学方程式）；试剂A为_____（写化学式）。实验现象：_________、有褐色固体生成。
（2）将褐色硬块处理成粉未状，研究小组首先排除了含有单质Al杂质的可能性。
实验方法：首先取少量粉未加入_____溶液中；
实验现象：__________；实验结论是：粉末中含有Al2O3而没有Al。
（3）根据上述实验判断该褐色硬块的组成基本确定为Fe、Fe2O3、Al2O3。提出假设：
假设l：固体粉末中除Al2O3外还有Fe；
假设II：固体粉末中除Al2O3外还有Fe和Fe2O3。
设计方案并实验：
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①取少量黑色固体于试管中加稀盐酸 | 固体全部溶解，有气泡产生 | 假设I成立，假设II不成立 |
②再滴入几滴0.01mol/L KSCN 溶液 | 溶液不变色 |
你认为上述结论是否合理，_________，理由是_______________。
（4）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水溶液变红色。此时涉及的离子反应方程式为：_________________、____________。
