题目内容
二氧化硫和氮氧化物（NOx）是大气的主要污染物，治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一．
（1）石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是：烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏（CaSO4?2H2O）．某电厂用煤300t（煤中含硫的质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化为二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则理论上可得到 吨石膏．
（2）用CH4催化还原NOx，主要产物为N2与CO2．现有1L NOx（含NO2、NO），用CH4将其还原成N2，消耗同温同压下的CH4 0.4L，则混合气体中NO2、NO的物质量之比为 ．
（3）乙二酸（H2C2O4）的制备有如下反应：C6H12O6+18HNO3→3H2C2O4+18NO2↑+12H2O，C6H12O6+6HNO3→3H2C2O4+6NO↑+6H2O，该反应产生的NOx用氧气和水吸收后生成硝酸循环利用，若尾气NOx中n（NO2）：n（NO）=2：1，且NOx的吸收转化率为90%．每生产9kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克？
（4）用碱液吸收法处理某工业尾气（含NOx：NO、NO2和N2O4）的反应为：2NO2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O；NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O．当N2O4体积分数为0.2时，处理1mol该NOx，计算生成NaNO3和NaNO2的物质的量（x可作为已知条件使用）．
（1）石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是：烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏（CaSO4?2H2O）．某电厂用煤300t（煤中含硫的质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化为二氧化硫，用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏，则理论上可得到
（2）用CH4催化还原NOx，主要产物为N2与CO2．现有1L NOx（含NO2、NO），用CH4将其还原成N2，消耗同温同压下的CH4 0.4L，则混合气体中NO2、NO的物质量之比为
（3）乙二酸（H2C2O4）的制备有如下反应：C6H12O6+18HNO3→3H2C2O4+18NO2↑+12H2O，C6H12O6+6HNO3→3H2C2O4+6NO↑+6H2O，该反应产生的NOx用氧气和水吸收后生成硝酸循环利用，若尾气NOx中n（NO2）：n（NO）=2：1，且NOx的吸收转化率为90%．每生产9kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克？
（4）用碱液吸收法处理某工业尾气（含NOx：NO、NO2和N2O4）的反应为：2NO2+2NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O；NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O．当N2O4体积分数为0.2时，处理1mol该NOx，计算生成NaNO3和NaNO2的物质的量（x可作为已知条件使用）．
考点：化学方程式的有关计算
专题：计算题
分析：（1）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4?2H2O；根据关系式S～SO2～CaSO4?2H2O来计算；
（2）令混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol，结合混合气体的体积及消耗的氧气的体积列方程计算；
（3）根据n=
计算乙二酸的物质的量，令反应生成NO2的乙二酸的物质的量为xmol，则反应生成NO的乙二酸的物质的量为（100-x）mol，根据方程式计算生成气体的物质的量，由氮元素守恒可知，损失的气体的物质的量等于需要补充的硝酸的物质的量，据此解答；
（4）依据混合气体的元素守恒结合化学方程式计算得到硝酸钠、亚硝酸钠物质的量．
（2）令混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol，结合混合气体的体积及消耗的氧气的体积列方程计算；
（3）根据n=
| m |
| M |
（4）依据混合气体的元素守恒结合化学方程式计算得到硝酸钠、亚硝酸钠物质的量．
解答：
解：（1）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO2+CaCO3═CaSO3+CO2，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO4?2H2O，反应方程式为：2CaSO3+O2+4H2O═2（CaSO4?2H2O），总反应为：2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2（CaSO4?2H2O）+2CO2；
S～SO2 ～CaSO4?2H2O
32 172
300t×2.5%×96% m
=
，解得m=38.7t，
故答案为：38.7；
（2）1L NO2、NO的混合气体的物质的量为
，4.48L的CH4的物质的量为
，发生的反应为：CH4+4NO→2N2+CO2+2H2O； CH4+2NO2→N2+CO2+2H2O
令混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol，则：
x+y=
y+
x=
解得：x=0.3，y=0.2，则混合气体中NO2、NO的物质量之比为3：2；
故答案为：3：2；
（3）9kg乙二酸的物质的量为
=100mol，令反应生成NO2的乙二酸的物质的量为xmol，则反应生成NO的乙二酸的物质的量为（100-x）mol，由方程式可知，
反应生成的n（NO2）=6x mol，n（NO）=2（100-x）mol，尾气NOx中n（NO2）：n（NO）=2：1，
故6x：2（100-x）=2：1，解得x=40，
故需要补充硝酸为[6x+2（100-x）]mol×（1-90%）=[240+120]mol×（1-90%）=36mol，
故需要加入硝酸溶液的质量为
=3600g=3.6kg，
答：需要加入硝酸溶液的质为3.6；
（4）设NO有amol，NO2有bmol a+b=1-0.2=0.8
=x
解得
a=1.6-0.8x
b=0.8x-0.8
根据方程式：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2 +H2O，带入NO的物质的量（a），计算求出NaNO2的物质的量=3.2-1.6x
此时剩余NO2的物质的量=0.4+b-a=0.4+0.8x-0.8-（1.6-0.8x）=1.6x-2，
根据方程式：2NO2 +2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，带入NO2剩余的物质的量，计算求出NaNO2的物质的量=NaNO3的物质的量=0.8x-1
n（NaNO2）=3.2-1.6x+0.8x-1=（2.2-0.8x）mol，n（NaNO3）=（0.8x-1）mol；
答：生成NaNO3和NaNO2的物质的量分别为（0.8x-1）mol，（2.2-0.8x）mol．
S～SO2 ～CaSO4?2H2O
32 172
300t×2.5%×96% m
| 32 |
| 300t×2.5%×96% |
| 172 |
| m |
故答案为：38.7；
（2）1L NO2、NO的混合气体的物质的量为
| 1L |
| 22.4L/mol |
| 0.4L |
| 22.4L/mol |
令混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol，则：
x+y=
| 1 |
| 22.4 |
| 1 |
| 4 |
| 1 |
| 2 |
| 0.4 |
| 22.4 |
解得：x=0.3，y=0.2，则混合气体中NO2、NO的物质量之比为3：2；
故答案为：3：2；
（3）9kg乙二酸的物质的量为
| 9000g |
| 90g/mol |
反应生成的n（NO2）=6x mol，n（NO）=2（100-x）mol，尾气NOx中n（NO2）：n（NO）=2：1，
故6x：2（100-x）=2：1，解得x=40，
故需要补充硝酸为[6x+2（100-x）]mol×（1-90%）=[240+120]mol×（1-90%）=36mol，
故需要加入硝酸溶液的质量为
| 36mol×63g/mol |
| 63% |
答：需要加入硝酸溶液的质为3.6；
（4）设NO有amol，NO2有bmol a+b=1-0.2=0.8
| a+2b |
| a+b |
解得
a=1.6-0.8x
b=0.8x-0.8
根据方程式：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2 +H2O，带入NO的物质的量（a），计算求出NaNO2的物质的量=3.2-1.6x
此时剩余NO2的物质的量=0.4+b-a=0.4+0.8x-0.8-（1.6-0.8x）=1.6x-2，
根据方程式：2NO2 +2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，带入NO2剩余的物质的量，计算求出NaNO2的物质的量=NaNO3的物质的量=0.8x-1
n（NaNO2）=3.2-1.6x+0.8x-1=（2.2-0.8x）mol，n（NaNO3）=（0.8x-1）mol；
答：生成NaNO3和NaNO2的物质的量分别为（0.8x-1）mol，（2.2-0.8x）mol．
点评：本题考查化学方程式的计算，利用所学知识结合习题中的信息即可解答，数据分析是解答本题的关键，较好的考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．
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| B、a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 |
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| D、a、b两电极都逸出无色无味气体 |