Question

18．煙氣中含有氮氧化物（NO_x），必須除去（即脫硝）后才能排放．

（1）C₂H₄可用于煙氣脫硝．圖1為在其他條件一定時(shí)，溫度、催化劑中Cu²⁺負(fù)載量對(duì)NO_x去除率的影響．為達(dá)到最高的NO_x去除率，應(yīng)選擇的反應(yīng)溫度和Cu²⁺負(fù)載量分別是350℃左右、3%．
（2）臭氧也可用于煙氣脫硝．O₃氧化NO結(jié)合水洗，可產(chǎn)生HNO₃和O₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3O₃+2NO+H₂O═2HNO₃+3O₂．
（3）圖2是用NH₃脫除煙氣中NO的原理．
①該脫硝原理中，NO最終轉(zhuǎn)化為N₂（填化學(xué)式）和H₂O．
②當(dāng)消耗2mol NH₃和0.5mol O₂時(shí)，除去的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為44.8 L．
（4）用堿液脫硝是目前研究的課題之一．
①將NO、NO₂通入石灰乳中可制備重要的工業(yè)原料Ca（NO₂）₂．該工藝需控制NO和NO₂物質(zhì)的量之比接近1：1．若n（NO₂）：n（NO）＞1：1，則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品Ca（NO₂）₂中Ca（NO₃）₂含量升高；若n（NO₂）：n（NO）＜1：1，則會(huì)導(dǎo)致放出的氣體中NO含量升高．
②將氫氧化鈉溶液脫硝得到的NaNO₂、NaNO₃的混合液和NaOH溶液分別加到圖3所示的電解槽中進(jìn)行電解．A室NO發(fā)生的電極反應(yīng)是2NO₂^-+6e^-+4H₂O=8OH^-+N₂↑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象找出NO去除率最高時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度和催化劑中Cu²⁺負(fù)載量；
（2）①O₃氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO₃和O₂，結(jié)合原子守恒和得失電子守恒寫(xiě)出反應(yīng)方程式；
②酸性條件下，水在陽(yáng)極失電子生成臭氧；
（3）①由圖3可知反應(yīng)物為氧氣、一氧化氮和氨氣最終生成物為氮?dú)夂退��?br />②根據(jù)氨氣失去的電子的物質(zhì)的量等于NO和氧氣得到的電子總物質(zhì)的量計(jì)算；
（4）①若n（NO）：n（NO₂）＞1：1，則一氧化氮過(guò)量，若＜1：1，則二氧化氮過(guò)量；
②通過(guò)A室產(chǎn)生了N₂，可知A極的電解質(zhì)溶液為NaNO₃和NaNO₂的混合溶液，NO₂^-在A極放電為N₂，則A為陰極；則B極為陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，OH^-在B極放電，據(jù)此分析．

解答 解：（1）由圖1可知在350℃左右，催化劑中Cu²⁺負(fù)載量為3%時(shí)，NO去除率最高；
故答案為：350℃左右、3%；
（2）①O₃氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO₃和O₂，其反應(yīng)方程式為：3O₃+2NO+H₂O═2HNO₃+3O₂；
故答案為：3O₃+2NO+H₂O═2HNO₃+3O₂；
②酸性條件下，水在陽(yáng)極失電子生成臭氧，生成1mol臭氧轉(zhuǎn)移6mol電子，則電極方程式為：3H₂O-6e^-═O₃↑+6H⁺；
故答案為：3H₂O-6e^-═O₃↑+6H⁺；
（3）①由圖3可知反應(yīng)物為氧氣、一氧化氮和氨氣最終生成物為氮?dú)夂退�，所以NO最終轉(zhuǎn)化為N₂和H₂O；
故答案為：N₂；
②氧氣、一氧化氮和氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，反�?yīng)中氨氣失去的電子的物質(zhì)的量等于NO和氧氣得到的電子總物質(zhì)的量，2mol NH₃轉(zhuǎn)化為N₂失去6mol電子，0.5mol O₂得到2mol電子，則NO轉(zhuǎn)化為N₂得到的電子為4mol，所以NO的物質(zhì)的量為2mol，其體積為44.8L；
故答案為：44.8L；
（4）①若n（NO）：n（NO₂）＜1：1，則二氧化氮過(guò)量，二氧化氮可與石灰乳反應(yīng)生成Ca（NO₃）₂，若n（NO）：n（NO₂）＞1：1，則一氧化氮過(guò)量，排放氣體中NO含量升高；
故答案為：產(chǎn)品Ca（NO₂）₂中Ca（NO₃）₂含量升高；放出的氣體中NO含量升高；
②NO₂^-在陰極得電子被還原為氮?dú)�，結(jié)合B室的溶液是中性溶液，故放電的方程式為：2NO₂^-+6e^-+4H₂O=8OH^-+N₂↑，
故答案為：2NO₂^-+6e^-+4H₂O=8OH^-+N₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、電解原理的應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)、圖象的分析與應(yīng)用等，考查了學(xué)生的分析能力以及對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，題目難度中等．