[题目]工业制硝酸的关键是氨的催化氧化.与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物.假设不含N2O4)的处理与应用也是科学研究的热点.⑴工业上可用氨催化吸收法处理NOx.反应原理为4xNH3+6NOxN2+6xH2O.某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图所示:①装置A中发生反应的化学方程式为 .②装置D中碱石灰的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物，假设不含N2O4)的处理与应用也是科学研究的热点。

⑴工业上可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理为4xNH3+6NOx(2x+3)N2+6xH2O。某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图所示：

①装置A中发生反应的化学方程式为________。

②装置D中碱石灰的作用是________。

⑵工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx(已知：NO不能与Na2CO3溶液反应)。NO+NO2+ Na2CO3 = 2 NaNO2+ CO2；

2NO2+ Na2CO3 = NaNO2+ NaNO3+ CO2。

①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是________填选项字母。

A.1.4 B.1.6 C.1.8

②将1 mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO3－、NO2－两种离子的物质的量随x变化关系如图所示：

图中线段a表示________填化学式随x值的变化关系；若用溶质质量分数为21.2%的Na2CO3溶液吸收，则需要Na2CO3溶液至少________g。

用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44g，则NOx中的________。

⑶氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气的意义是________。

⑷尿素也可用于吸收处理NOx，其反应原理为NO+NO2+ H2O = 2HNO2、2HNO2+CO(NH2)2 = 3H2O + CO2↑+ 2N2↑。当混合气体中NO、NO2按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO):V(NO2)=5:1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气):V(NO)= ________ (空气中O2的体积含量约为20%)。

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑ +2H2O 除去气体中含有的水蒸气 A NO2－ 250 1.875 将有毒气体转化为无毒物质，防止有毒气体的污染：1

【解析】

⑴①A中氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水得到方程式。

②碱石灰为碱性干燥剂，可以干燥碱性气体和中性气体。

⑵①由方程式可知，NO单独不能被吸收，NO和NO2混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足n(NO2):n(NO)≥1，再进行计算最小值。

②根据极限法计算，NO和NO2物质的量比为1：1，只生成NO2－，再根据守恒法进行计算。

③先设未知数根据方程式进行计算，得到氮的物质的量和氧的物质的量，再计算NOx。

⑶氮氧化物有毒，因此用纯碱吸收氮氧化物能将有毒气体转化为无毒物质。

⑷若混合气体中V(NO):V(NO2)=5:1时，假设NO为5mol，NO2为1mol，为使气体被完全吸收，应满足NO为3mol，NO2为3mol，根据方程式要将NO转化为NO2，需要的氧气，再转化为空气。

⑴①A中氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水，方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑ +2H2O；故答案为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑ +2H2O。

②碱石灰为碱性干燥剂，氨气为碱性气体，所以可以用碱石灰干燥氨气；故答案为：除去气体中含有的水蒸气。

⑵①由方程式可知，NO单独不能被吸收，NO和NO2混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足n(NO2):n(NO)≥1，当n(NO2):n(NO)=1时x值最小，x最小值为，因为混有NO，所以x最大值，故x的取值范围为1.5≤x<2，所以x的值不可能是1.3；故答案为：A。

②用极限法：若x=1.5气体应为NO和NO2混合物，物质的量比为1：1，按NO+NO2+ Na2CO3 = 2 NaNO2+ CO2反应，没有NO3－，线a应该表示NO2－，由守恒法可知：反应生成的NaNO3和NaNO2中氮元素与钠元素之比为1：1，所以1molNOx被完全吸收至少需碳酸钠0.5mol，质量为53g，所以碳酸钠溶液的质量为，故答案为：NO2－；250。

③设由NO2和纯碱反应产生CO2为amol，

由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol，

2NO2+ Na2CO3 = NaNO2+ NaNO3+ CO2 质量增加Δm=48g

1mol 48g

Amol 48ag

NO+NO2+ Na2CO3 = 2 NaNO2+ CO2 质量增加Δm=32g

1mol 32g

bmol 32bg

a + b =1，48a + 32b = 44，解得a= 0.75mol，b = 0.25mol

n(NO2)=0.75mol×2 +0.25mol =1.75mol

n(NO)=0.25mol，

，故答案为：1.875。

⑶氮氧化物有毒，对环境有污染，用纯碱吸收氮氧化物能将有毒气体转化为无毒物质，防止有毒气体的污染，故答案为：将有毒气体转化为无毒物质，防止有毒气体的污染。

⑷若混合气体中V(NO):V(NO2)=5:1时，可设NO为5mol，NO2为1mol，为使气体被完全吸收，应满足NO为3mol，NO2为3mol，则需反应2molNO生成NO2，由方程式2NO +O2 =2NO可知，需要1mol O2，又空气中氧气的体积含量约为20%，则需要5mol空气，所以V(空气):V(NO)=5:5=1:1，故答案为：1：1。