题目内容

20．工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx（NO和NO2的混合物，假设不含N2O4），对生态环境和人类健康带来较大的威胁．
（1）工业上可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理如下：4xNH3+6NOx$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$（2x+3）N2+6xH2O
某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如：

①装置A中发生反应的化学方程式2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
②有同学认为去掉装置A也可以达到实验目的，其理由是浓氨水具有挥发性，NOx进入装置C中会带出氨气．
（2）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=2NaNO2+CO2       （I）
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2    （II）
①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是B（填字母）．
A．1.9B．1.3C．1.6
②将1mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO3ˉ、NO2ˉ两种离子的物质的量随x变化关系如图2所示：图中线段b表示NO3-离子随x值变化的关系；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250g．
③用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加40g，则NOx中的x值为$\frac{7}{4}$．

分析 （1）①氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件下发生反应生成氨气；
②浓氨水具有挥发性，可以产生氨气；
（2）①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，则n（NO2）≥n（NO），据此来回答；
②利用极限法和守恒法来解决问题即可；
③利用差量法计算NO、NO2的物质的量，再根据平均摩尔质量法计算x值．

解答 解：（1）①氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件下发生反应生成氨气，所以装置A的反应是：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O；
②C装置中浓氨水具有挥发性，可以产生氨气，去掉装置A也可以达到实验目的，
故答案为：浓氨水具有挥发性，NOx进入装置C中会带出氨气；
（2）①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$\frac{2+1}{2}$=1.5，因为混有NO，所以x最大值＜2，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：B；
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Ⅰ式反应，没有NO3-，线a应该表示NO2-，所有线b表示NO3-，
用守恒法：反应生成的NaNO3和NaNO2中氮元素与钠元素之比为1：1，所以1mol NOx被完全吸收至少需碳酸钠0.5mol，质量为53g，计算得碳酸钠溶液的质量为250g，
故答案为：NO3-；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
                        1mol△m=48g
                        amol    48ag
 NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 质量增加
                     1mol△m=32g
                     bmol     32bg      
a+b=1
48a+32b=40
解得
a=0.5mol
b=0.5mol
n（NO2）=0.5mol×2+0.25mol=1.5mol
n（NO）=0.5mol
x=$\frac{0.5mol×1+1.5mol×2}{0.5mol+1.5mol}$=$\frac{7}{4}$，
故答案为：$\frac{7}{4}$．

点评 本题以氮氧化物为载体考查了物质间的反应，明确物质的性质是解本题关键，难点是（2）题的计算，要结合方程式中各个物理量之间的关系式解答，会根据题给信息计算x值，难度中等．

练习册系列答案
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10．下列说法正确的是（　　）
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8．已知25℃时，有关弱酸的电离平衡常数如表，则下列有关说法正确的是（　　）
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15．以下是混合物的分离与提纯，在空格内填写实验操作方法或者仪器的名称．
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12．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1mol X气体和2mol Y气体，发生如下反应：
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