Question

2．工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NO_x（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）工业上也常用Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x．已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应，NO+NO₂+Na₂CO₃═2NaNO₂+CO₂；2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂．
当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，x的值不可能是A（填字母）．
A．1.3        B．1.6          C．1.8
（2）将1mol NO_x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NO₂^-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NO_x，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，试计算NO_x中x的值=1.875．

Answer 1

分析 （1）当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，则n（NO₂）≥n（NO），以此计算x；
（2）由图可知，xx=1.5，溶液中生成的NO₃^-、NO₂^-两种离子，a为最大，b为最小；由生成物化学式可知，NaNO₃和NaNO₂中氮元素与钠元素之比为1：1；
（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）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$\frac{1+2}{2}$=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：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═2NaNO₂+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1mol NO_x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$\frac{53g}{21.2%}$=250g，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
                        1mol△m=48g
                        amol    48ag
 NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂ 质量增加
                     1mol△m=32g
                     bmol     32bg       
$\left\{\begin{array}{l}{a+b=1}\\{48a+32b=44}\end{array}\right.$，
解得a=0.75mol，b=0.25mol，
n（NO₂）=0.75mol×2+0.25mol=1.75mol
n（NO）=0.25mol
x=$\frac{0.25mol×1+1.75mol×2}{0.25mol+1.75mol}$=1.875，
故答案为：1.875．

点评 本题考查混合物的计算，为高频考点，把握反应中物质的量关系、原子守恒、极限法等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度中等．