Question

15．工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx（假设仅为NO和NO₂的混合物），影响生态环境．
Ⅰ．氮氧化物NO_x对环境主要影响有两点酸雨、光化学烟雾．
Ⅱ．工业上可用氨催化吸收法处理NO_x，反应原理为：NH₃+NOx$\stackrel{催化剂}{→}$N₂+H₂O
某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图．
（1）装置A中发生的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）装置C的作用有两个：一个作用是通过气泡产生的速率来控制反应物的比例，另一个作用是使氨气和一氧化氮混合均匀，装置F的作用是吸收尾气．
（3）反应6NO₂+8NH₃$?_{加热}^{催化剂}$7N₂+12H₂O可用于处理NO₂，当转移3.6mol电子时，消耗NO₂的物质的量为0.9mol．
Ⅲ．工业上也常用NaOH溶液吸收法处理NOx：
NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O（Ⅰ）
2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O（Ⅱ）
（1）当NOx被NaOH溶液完全吸收时，转化为盐，x的值可能是CD（填字母）．
A.1.0   B.1.3   C.1.5    D.2.0
（2）2240mL（标准状况）NO和NO₂的混合气体溶于200mLNaOH溶液中，恰好完全反应，并无气体放出，则NaOH溶液物质的量浓度是0.5mol/L．
Ⅳ．除能防止有毒气体的污染外，NaOH溶液吸收法还具有的优点是操作简便，产物为盐，可回收作氮肥，其缺点是不经济．

Answer 1

分析 Ⅰ．酸雨是指PH＜5.6的雨水，氮氧化物NO_x可形成硝酸型酸雨；光化学污染是氮的氧化物和有机烃类在光作用下的一系列复杂变化，光化学污染与氮的氧化物有关；
Ⅱ．A装置：制取氨气，B装置：制取一氧化氮，C装置：一个作用是通过气泡产生的速率来控制反应物的比例，使氨气和一氧化氮混合均匀，c中挥发的氨气含有水蒸气，进入E加热前应进行干燥，D装置：干燥混合气体，E装置：2NH₃+2NO$\stackrel{催化剂}{→}$N₂+2H₂O，F装置：用浓硫酸吸收尾气氨气．
（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）混合气体通过浓氨水能进行气体均匀混合，同时通过逸出气泡数量监测反应的速率；F装置：用浓硫酸吸收尾气氨气；
（3）由方程式可知，反应中NH₃→N₂氮元素化合价由-3价升高为0价，每转移24mol电子消耗NO₂的物质的量为6mol，据此计算转移3.6mol电子时，消耗NO₂的物质的量；
Ⅲ．（1）根据反应：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，应满足n（NO₂）≥n（NO）即可；
（2）反应产物NaNO₂、NaNO₃，根据Na和N原子守恒，n（NaOH）=$\frac{2240×1{0}^{-3}}{22.4}$mol=0.1mol，带入c=$\frac{n}{V}$计算浓度；
Ⅳ．氮氧化物有毒，对环境有污染，与氨催化吸收法比较，操作简便，产物为盐，可回收作氮肥，缺点是消耗碱．

解答 解：Ⅰ．氮氧化物NO_x可形成硝酸型酸雨，光化学烟雾是城市大气中的碳氢化合物（HC）和氮氧化合物（NOx）在阳光紫外线的作用下发生的一系列链式大气化学反应生成以臭氧（O₃）为代表的刺激性二次污染物，氮氧化物NO_x，可形成光化学烟雾，
故答案为：酸雨；光化学烟雾；
Ⅱ．（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；
（2）C装置：一个作用是通过气泡产生的速率来控制反应物的比例，使氨气和一氧化氮混合均匀，F装置：用浓硫酸吸收尾气氨气，
故答案为：使氨气和一氧化氮混合均匀；吸收尾气；
（3）由方程式可知，反应中NH₃→N₂氮元素化合价由-3价升高为0价，每转移24mol电子消耗NO₂的物质的量为6mol，转移3.6mol电子时，消耗NO₂的物质的量为$\frac{3.6}{24}$×6=0.9mol，故答案为：0.9；
Ⅲ．（1）由方程式可知混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，应满足n（NO₂）≥n（NO），即x≥1.5，所以CD符合，
故答案为：CD；
（2）反应产物NaNO₂、NaNO₃，根据Na和N原子守恒，n（NaOH）=$\frac{2240×1{0}^{-3}}{22.4}$mol=0.1mol，NaOH溶液物质的量浓度c=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L，
故答案为：0.5mol/L；
Ⅳ．氮氧化物有毒，对环境有污染，用氢氧化钠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，操作简便，同时产物为盐，可回收作氮肥，缺点是消耗强碱，生成盐，不经济，
故答案为：操作简便，产物为盐，可回收作氮肥；不经济．

点评 本题通过以氮氧化物处理为载体考查了性质实验，侧重考查性质实验方案的评价，题目难度中等，明确氮及其化合物的性质是解本题关键，注意掌握性质实验方案的评价中的比较法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．