Question

工业生产中常常需要对混合气体中的NO_x含量进行测定，其中一种方法的操作如下：①将200L气样通入酸化的H₂O₂溶液中，使NO_x完全被氧化为NO，加水稀释至100.00mL；②微微加热，除去过量的H₂O₂；③量取20.00mL该溶液，加入20mL8.000×10^-2mol·L^-1FeSO₄溶液（过量），充分反应；④用5.000×10^-3mol·L^-1K₂Cr₂O₇溶液滴定剩余的Fe²⁺，终点时消耗20.00mL。

（1）能使气样中的NO_x更好地被H₂O₂溶液氧化的操作是___。

（2）NO被H₂O₂氧化为NO₃^-的离子方程式是___。

（3）若缺少步骤②，对混合气体中NO_x含量的测定结果将___（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

（4）滴定过程中发生下列反应（未配平）：

Fe²⁺+NO+H⁺——NO↑+Fe³⁺+H₂O

Cr₂O+Fe²⁺+H⁺——Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O

则气样中NO_x折合成NO₂的含量为___mg·m^-3。（保留4位有效数字）（写出计算过程）

Answer

将气样缓慢的通过H2O2溶液 2NO+3H2O2=2H++2NO+2H2O 偏大 383.3

【解析】

NO被H2O2氧化为NO，N元素的化合价升高，过氧化氢中O元素的化合价降低；加水稀释硝酸至100.00 mL溶液时，需100mL容量瓶；滴定操作主要用到铁架台、酸式滴定管、锥形瓶等；由反应结合电子守恒可知存在Cr2O72-～6Fe2+～2NO3-，以此计算。

(1)气体成分中的氮氧化物被H2O2溶液氧化成为NO-进行测定，后续的测定围绕溶液成分展开，气体中的氮氧化物需要被完全吸收测定才更加准确，可以将气样缓慢的通过H2O2溶液，从而增大接触的时间，故答案为：将气样缓慢的通过H2O2溶液；

(2)配平过程中注意溶液是酸性环境，用H+配平，离子方程式为：2NO+3H2O2=2H++2NO+2H2O，故答案为：2NO+3H2O2=2H++2NO+2H2O；

(3)若缺少步骤②，过量的H2O2就没有除去，当加入FeSO4标准溶液时，过量的H2O2也氧化了一部分Fe2+，使加入的K2Cr2O7标准溶液偏少，测定结果偏大，故答案为：偏大；

(4)计算过程如下：

实验过程中消耗的n(Cr2O72-)=5.000×10-3mol/L×20.00mL×10-3L/mL=1.000×10-4mol，由滴定时的反应Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，则n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.000×10-4mol=6.000×10-4mol，与NO3-反应的Fe2+的物质的量：n(Fe2+)=8.000×10-2mol/L×20.00mL×10-3L/mL-6.000×10-4mol=1.000×10-3mol，气样中NOx的物质的量：n(NOx)=n(NO2)=n(NO3–)=，气样中NOx折合成NO2的质量=m(NO2)==76.66mg，气样中NOx折合成NO2的含量==383.3mg·m-3，故答案为：383.3。