Question

6．硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣以及汽車排放出的尾氣中含有氮氧化物（NOx）．
（1）汽車尾氣凈化裝置里裝有Pd等過渡元素的催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機(jī)理如圖所示．尾氣凈化裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂
（2）用3%的H₂0₂溶液吸收尾氣中的NOx生成HN0₃，再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HNO₃．可以測(cè)定NO_x在汽車尾氣中的體積分?jǐn)?shù)，若通人3%的H₂0₂溶液的汽車的尾氣體積為VL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），滴定時(shí)消耗濃度為cmol．L-1標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液amL，則NOx的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{22.4ac}{V}×1{0}^{-3}$．
（3）用氨可以和NOx在一定的條件下轉(zhuǎn)化為N₂和H₂0，若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下5L NOx與4L NH₃恰好完全作用，則x為1.2．
（4）硝酸工業(yè)尾氣中的N0x可用純堿溶液吸收，有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)為：
2N0₂+Na₂C0₃═NaN0₂+NaN0₃+C0₂
NO+N0₂+Na₂C0₃═2NaN0₂+C0₂
現(xiàn)用0.5L 2mol．L^-1的純堿溶液恰好吸收一定量硝酸工業(yè)尾氣中的N0x，吸收液質(zhì)量增加44g（設(shè)CO₂全部排出）．則NO₂和NO的體積比為7：1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)根據(jù)2NO+O₂=2NO₂，2NO₂+4C0 $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂，可得總反應(yīng)；
（2）硝酸與NaOH等物質(zhì)的量反應(yīng)生成硝酸鈉，根據(jù)氫氧化鈉的物質(zhì)的量求出硝酸的物質(zhì)的量，由N原子守恒可以求出NO_x的物質(zhì)的量，再求出其體積和體積分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)原子守恒配平方程式，再根據(jù)體積比等于計(jì)量數(shù)之比求出x；
（4）根據(jù)二氧化碳?xì)怏w體積和溶液質(zhì)量增加的量列方程組解出一氧化氮和二氧化氮的體積，從而得出其體積之比．

解答 解：（1）①2NO+O₂=2NO₂ 、②2NO₂+4C0$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂，①+②可得：2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂；
故答案為：2NO+O₂+4CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$4CO₂+N₂；
（2）滴定時(shí)消耗濃度為cmol．L^-1標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液amL，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量為ca×10^-3mol，則硝酸的物質(zhì)的量為ca×10^-3mol，由N原子守恒可以求出NO_x的物質(zhì)的量ca×10^-3mol，則NO_x的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{22.4×ac×1{0}^{-3}}{V}$=$\frac{22.4ac}{V}×1{0}^{-3}$；
故答案為：$\frac{22.4ac}{V}×1{0}^{-3}$；
（3）用氨可以和NOx在一定的條件下轉(zhuǎn)化為N₂和H₂0，若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下5L NO_x與4L NH₃恰好完全作用，其反應(yīng)方程式為：NO_x+$\frac{2x}{3}$NH₃=$\frac{3+2x}{6}$N₂+xH₂0，
由參加反應(yīng)的氣體的體積比等于計(jì)量數(shù)之比得5：4=1：$\frac{2x}{3}$，解得x=1.2；
故答案為：1.2；
（4）2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，△m=48g；NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₃+CO₂，△m=32g；結(jié)合反應(yīng)方程式，知吸收NOx的物質(zhì)的量為2mol，形成的鈉鹽中Na～N，同時(shí)產(chǎn)生1 mol CO₂，0.5L 2mol/L的純堿的物質(zhì)的量是1mol，設(shè)NO的物質(zhì)的量是x，NO₂的物質(zhì)的量是y，則x+$\frac{y-x}{2}$=1mol，32x+24（y-x）=44，解得：x=$\frac{1}{4}$mol，Y=$\frac{7}{4}$mol，即一氧化氮和二氧化氮的物質(zhì)的量之比=1：7，所以相同條件下，二氧化氮和一氧化氮的體積之比是7：1，
故答案為：7：1．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了氮氧化物相關(guān)知識(shí)、物質(zhì)含量的測(cè)定、有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力和計(jì)算能力，掌握氮的氧化物的化學(xué)性質(zhì)是解答的關(guān)鍵．