Question

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

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_____________________________。

（2）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(Ⅰ)

2NO₂＋Na₂CO₃=NaNO₂＋NaNO₃＋CO₂(Ⅱ)

①当NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收时，x的值不可能是________(填字母)。

A．1．9      B．1．7      C．1．2

②将1 mol NO_x通入Na₂CO₃溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO、NO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____________的物质的量随x值变化的关系；若用溶质质量分数为42．4%的 Na₂CO₃溶液吸收，则需要Na₂CO₃溶液至少________g。

③用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每产生22．4 L(标准状况)CO₂(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则NO_x中的x值为____________。

Answer

（1）①2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；②除去气体中含有的水蒸气；

（2）①A；②NO2-；125；③1.875。

【解析】

试题分析：（1）①在加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O；②碱石灰能吸收水分而作干燥剂，氨气属于碱性气体，所以能用碱石灰干燥，故答案为：除去气体中含有的水蒸气；

（2）①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，则n(NO2)≥n(NO)，当n(NO2)：n(NO)=1时x值最小，x最小值为=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Ⅰ式反应，没有NO3-，线a应该表示NO2-；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=125g，故答案为：NO2-；125；

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＝44，解得：a＝0.75mol ，b＝0.25mol

n(NO2)=0.75mol×2+0.25mol=1.75mol

n(NO)=0.25mol

x=＝=1.875，故答案为：1.875。

【考点定位】考查氮的氧化物的性质及其对环境的影响、化学计算

【名师点晴】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。化学计算过程中时要学会利用极限法、守恒法、差量法进行解题。