Question

治理硝酸工业中的尾气中的氮氧化物（NO、NO₂）的化学原理为：
2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O．
现有标准状况下的a LNO₂（其中N₂O₄的体积分数为20%）、b LNO的混合气体，恰好被200mL一定浓度的NaOH溶液完全吸收．
（1）根据上述条件可知，a：b的值应在

 

范围中．
（2）设生成的NaNO₃的物质的量为n₁，NaNO₂的物质的量为n₂．
①当产物全部为NaNO₂时，求n₂的值．

 

②当产物中兼有NaNO₃和NaNO₂时，求n₁和n₂的值．

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）由方程式可知，只有NO₂，气体可以完全被吸收，当NO₂与NO为1：1时，气体可以完全被吸收，故但NO₂与NO物质的量之比≥1：1时，气体能被完全吸收，将四氧化二氮折算成二氧化氮进行计算；
（2）①当产物全部为NaNO₂时发生反应NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，N₂O₄看作成2份NO₂，结合NO₂与NO物质的量之比为1：1确定a、b关系，计算混合气体中各组分的物质的量，再根据N元素守恒计算；
②两个反应都发生，根据方程式用n₁、n₂表示出NO₂与NO的物质的量，根据N原子守恒及NO的物质的量列方程计算．

解答： 解：（1）由方程式可知，只有NO₂，气体可以完全被吸收，当NO₂与NO为1：1时，气体可以完全被吸收，故但NO₂与NO物质的量之比≥1：1时，气体能被完全吸收，
将20%的N₂O₄看作成2份NO₂，即NO₂共有0.8aL+2×0.2aL=1.2aL，若气体恰好被吸收则1.2a：b≥1，整理得a：b≥5：6，
故答案为：≥5：6；
（2）①当产物全部为NaNO₂时发生反应NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，N₂O₄看作成2份NO₂，由（1）可知a：b=5：6，
将20%的N₂O₄看作成2份NO₂，即NO₂共有0.8aL+2×0.2aL=1.2aL，则其物质的量=

1.2a L

22.4L/mol

=

1.2a

22.4

mol，NO的物质的量=

bL

22.4L/mol

=

b

22.4

mol，产物全部为NaNO₂时，根据N元素守恒可知n₂=

1.2a

22.4

mol+

b

22.4

mol，结合a：b=5：6可知n₂=

1.2a

22.4

mol+

b

22.4

mol=

2.4a

22.4

mol=

2b

22.4

mol，
故答案为：

2.4a

22.4

mol或

2b

22.4

mol；
②当产物中兼有NaNO₃和NaNO₂时，则：
2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
2n₁ n₁ n₁
        NO₂+2NaOH+NO=H₂O+2NaNO₂
0.5（n₂-n₁）  0.5（n₂-n₁）  n₂-n₁
根据N原子守恒可知，n₂+n₁=

1.2a

22.4

mol+

b

22.4

mol
根据NO的物质的量可知，0.5（n₂-n₁）=

b

22.4

mol
联立方程，解得n₁=

1.2a-b

44.8

mol、n₂=

1.2a+3b

44.8

mol，
故答案为：n₁=

1.2a-b

44.8

mol、n₂=

1.2a+3b

44.8

mol．

点评：本题考查混合物计算、根据方程式计算，判断气体完全吸收满足的条件是关键，属于字母型计算，增大计算难度，为易错题目，难度中等．