Question

4．氮的氧化物（用NO_x表示）是大气污染物，必须加以处理．
（1）汽车尾气中的CO、NO_x采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体．反应化学方程式可表示为：2xCO+2NO_x $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2xCO₂+N₂．
（2）工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH₃与NO_x反应生成无毒的物质．某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程．
提供的装置：

①所提供的装置中能快速、简便制取NH₃的装置是：H（填仪器序号）．

试剂组合序号	固体试剂（g）		NH3体积（mL）
a	12.0g Ca（OH）2 （过量）	10.8g NH4Cl	2688
b		10.8g （NH4）2SO4	2728
c	12.0g NaOH （过量）	10.8g NH4Cl	3136
d		10.8g （NH4）2SO4	3118
e	12.0g CaO （过量）	10.8g NH4Cl	3506
f		10.8g （NH4）2SO4	3584

②若采用C装置制取氨气（控制实验条件相同），情况如表：
分析表中数据，实验室制NH₃产率最高的是：f（填序号），其它组合NH₃产率不高的原因是：因为用NH₄Cl和NaOH或Ca（OH）₂作反应物生成氨气的同时产生的水较多，则吸收溶解的NH₃较多．
模拟尾气的处理
（3）选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：

①A中反应的离子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
②D装置作用有：使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是：防止氨气溶解（或防止倒吸）．
③D装置中的液体可换成c（填序号）．
a．CuSO₄溶液   b．H₂O  c．CCl₄      d．浓H₂SO₄
④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是：未反应的NO无法处理，会污染环境．

Answer 1

分析 （1）CO和NO_x在催化剂的条件下反应生成参与大气循环的无毒气体应为CO₂和N₂；
（2）①制备氨气可采用加热NH₄Cl和Ca（OH）₂或浓氨水加热的方法或者浓氨水滴加到生石灰中制备；
②根据NaOH或Ca（OH）₂作反应物产生的水较多易溶解生成的氨气来分析；
（3）①稀硝酸具有强氧化性，与铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO等；
②氨气难溶于饱和氨水，可防止倒吸；
③氨气为极性分子，不溶于非极性溶剂；
④缺少尾气处理装置，过量的NO会污染空气．

解答 解：（1）CO和NO_x在催化剂的条件下反应生成参与大气循环的无毒气体应为CO₂和N₂，反应的化学方程式为2xCO+2NO_x $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2xCO₂+N₂，
故答案为：2xCO+2NO_x $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2xCO₂+N₂；
（2）①制备氨气可采用加热NH₄Cl和Ca（OH）₂或浓氨水加热的方法或者浓氨水滴加到生石灰中制备，其中能快速、简便制取NH₃的装置可用浓氨水滴加到生石灰中制备，用H装置，故答案为：H；
②因为用NH₄Cl和NaOH或Ca（OH）₂作反应物生成氨气的同时产生的水较多，则吸收溶解的NH₃较多，所以由表中数据可以看出，f制NH₃产率最高，
故答案为：f；因为用NH₄Cl和NaOH或Ca（OH）₂作反应物生成氨气的同时产生的水较多，则吸收溶解的NH₃较多；
（3）①稀硝酸具有强氧化性，与铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO等，反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②D装置使气体混合均匀、调节气流速度，另外，氨气难溶于饱和氨水，可防止倒吸，
故答案为：防止氨气溶解（或防止倒吸）；
③氨气可溶于硫酸铜溶液、水以及硫酸中，可产生倒吸，氨气为极性分子，不溶于非极性溶剂，可用CCl₄代替饱和氨水，
故答案为：c；
④缺少尾气处理装置，过量的NO会污染空气，故答案为：未反应的NO无法处理，会污染环境．

点评 本题考查氮的氧化物的性质以及对环境的影响，题目难度中等，做题时注意实验的原理和目的，牢固掌握实验方法和实验基本操作为解答该类题目的前提．