Question

氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾的重要物质，工业用多种方法来治理。某种综合处理含NH₄⁺废水和工业废气(主要含NO、CO、CO₂、SO₂、N₂)的流程如图：

已知：NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O      2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O

(1)固体1的主要成分有Ca(OH)₂、__________(填化学式)。

(2)若实验室需要配制3 mol·L^-1NaOH溶液1L进行模拟测试，需称取NaOH固体质量为__________g。

(3)用NaNO₂溶液处理含NH₄⁺废水反应的离子方程式为__________。

(4)验证废水中NH₄⁺已基本除净的方法是___________(写出操作、现象与结论)。

(5)气体1转化为气体2时空气不能过量的原因是__________。

(6)捕获剂捕获的气体主要是__________(填化学式)。

(7)流程中生成的NaNO₂因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO₂能发生如下反应：2NaNO₂+4HI=2NO↑+I₂+2NaI+2H₂O；I₂可以使淀粉变蓝。根据上述反应，选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验，以鉴别NaNO₂和NaCl。需选用的物质是__________(填序号)。

①水    ②淀粉碘化钾试纸    ③淀粉    ④白酒    ⑤白醋

A．①③⑤    B．①②④   C．①②⑤    D．①②③⑤

Answer

CaCO3 、CaSO3 120 NH4++NO2-=N2↑+2H2O 取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净 气体1转化为气体2时，其中NO:NO2物质的量之比为1：1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量 CO C

【解析】

工业废气(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2)用过量石灰乳吸收，CO2、SO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3、CaSO3，成为固体1的主要成分，此时气体1为NO、CO、N2；通入适量空气，主要与NO作用生成NO2，成为空气2的主要成分；通入NaOH溶液中，从产物NaNO2看，前面通入的空气，只能将一部分NO氧化为NO2，否则生成的NaNO2中会混入NaNO3；NO2-与NH4+发生氧化还原反应，生成N2和H2O，气体3为CO，被捕获剂捕获。

(1)从以上分析可知，固体1的主要成分有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3。答案为：CaCO3、CaSO3；

(2)若实验室需要配制3 mol·L-1 NaOH溶液1L进行模拟测试，需称取NaOH固体质量为3 mol·L-1 ×1L×40g/mol=120 g。答案为：120；

(3)用NaNO2溶液处理含NH4+废水时，NO2-与NH4+反应生成N2和H2O，反应的离子方程式为NH4++NO2-=N2↑+2H2O。答案为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O；

(4)验证废水中NH4+已基本除净，可加碱检测气体的性质，方法是取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净。答案为：取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净；

(5)由以上分析知，气体1转化为气体2时空气不能过量的原因是气体1转化为气体2时，其中n(NO):n(NO2)物质的量之比为1:1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量。答案为：气体1转化为气体2时，其中n(NO):n(NO2)物质的量之比为1:1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量；

(6)由以上分析可知，捕获剂捕获的气体主要是CO。答案为：CO；

(7)鉴别NaNO2和NaCl，需利用反应2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O，所以需加I-、淀粉、酸，从而确定选用的物质是①②⑤，故选C。答案为：C。