Question

在實(shí)驗(yàn)室中，氮氧化物廢氣（主要成分NO₂和NO）可以用NaOH溶液來吸收，除去這些廢氣，其主要反應(yīng)為：
2NO₂+2NaOH→NaNO₂+NaNO₃+H₂O   NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O．（回答下列問題題）
（1）NO和NO₂的混合氣體的組成可表示為NO_X ，該混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，x的值可以為

 

（填編號(hào)）．a(chǎn)．1.1         b．1.2       c．1.5       d．1.8
（2）若用純堿溶液處理氮氧化物廢氣，反應(yīng)與上述類似，同時(shí)放出CO₂．2molNO和2.4molNO₂混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，生成的NaNO₂ 是

 

mol；生成的NaNO₃是

 

mol．
（3）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.016 L氮氧化物的混合氣和0.896LO₂與1mol/LNa₂CO₃溶液50mL恰好反應(yīng)生成NaNO₃，則混和氣體中N₂O₄與NO₂的體積比為

 

．
（4）現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下a升NO₂（其中N₂O₄體積分?jǐn)?shù)為20%）和b升NO的混合氣恰好被200mL Na₂CO₃溶液完全吸收，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系為：

 

；該Na₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L（用含a、b的代數(shù)式表示）．請寫出純堿溶液吸收NO₂的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,氮的氧化物的性質(zhì)及其對環(huán)境的影響,有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）由方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，NO單獨(dú)不能被吸收，NO和NO₂混合氣體被NaOH溶液被完全吸收，滿足n（NO₂）：n（NO）≥1，當(dāng)n（NO₂）：n（NO）=1時(shí)x值最小，計(jì)算x的最小值，因?yàn)榛煊蠳O，所以x最大值＜2，據(jù)此確定x取值范圍；
（2）2molNO和2.4molNO₂混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收，生成物為NaNO₂和NaNO₃，根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算；
（3）設(shè)2.016 L氮氧化物中含N₂O₄ x mol、NO₂ y mol、NO z mol，分別利用氣體總物質(zhì)的量、電子守恒、鈉離子及氮原子守恒列式求解；
（4）發(fā)生反應(yīng)2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ，NO₂+NO+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂，從反應(yīng)式就可以看出當(dāng)n（NO₂）/n（NO）≥1，把N₂O₄折換成NO₂，計(jì)算a、b的關(guān)系；
恰好反應(yīng)溶液溶質(zhì)為NaNO₂、NaNO₃，由N元素守恒可知n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=n（NO₂）+2n（N₂O₄）+n（NO），由Na元素可知2n（Na₂CO₃）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃），計(jì)算n（Na₂CO₃）代入c=

n

V

計(jì)算碳酸鈉的濃度；
反應(yīng)與NO₂和NaOH反應(yīng)相似，二氧化氮與碳酸鈉反應(yīng)生成NaNO₂、NaNO₃、CO₂．

解答： 解：（1）由方程式可知，NO單獨(dú)不能被吸收，NO和NO₂混合氣體被NaOH溶液被完全吸收，滿足n（NO₂）：n（NO）≥1，當(dāng)n（NO₂）：n（NO）=1時(shí)x值最小，x最小值為

2+1

2

=1.5，因?yàn)榛煊蠳O，所以x最大值＜2，故x的取值范圍為1.5≤x＜2，故選：cd；
（2）2molNO和2.4molNO₂混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收，
  NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O
1mol 1mol       2mol
2mol 2mol       4mol
反應(yīng)后剩余0.4molNO₂，
   2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O
   2mol        1mol  1mol
   0.4mol      0.2mol 0.2mol
則生成的NaNO₂的物質(zhì)的量為4mol+0.2mol=4.2mol、NaNO₃物質(zhì)的量為0.2mol，
故答案為：4.2mol；0.2mol；
（3）設(shè)2.016 L氮氧化物中含N₂O₄ x mol、NO₂ y mol、NO z mol，
  x+y+z=

2.016

22.4

=0.09
  2x+y+3z=

0.896

22.4

×4 （得失電子守恒）
  2 x+y+z=0.05×2 （氮原子子守恒、鈉離子守恒） 
解得：x=0.01（mol），y=0.05（mol），z=0.03（mol）
∴V（N₂O₄）：V（NO₂）=n（N₂O₄）：n（NO₂）=0.01：0.05=1：5，
故答案為：1：5；
（4）發(fā)生反應(yīng)2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ，NO₂+NO+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂，從反應(yīng)式就可以看出當(dāng)n（NO₂）/n（NO）≥1，氣體就全部反應(yīng)了，aLNO₂，其中N₂O₄的體積分?jǐn)?shù)是20%，把N₂O₄折換成NO₂，NO₂的體積總共為aL×（1-20%）+aL×20%×2=1.2aL，所以

1.2aL

bL

≥1，即

a

b

≥

5

6

；
由Na元素可知2n（Na₂CO₃）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃），由N元素守恒可知n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=n（NO₂）+2n（N₂O₄）+n（NO）=

aL(1-20%)

22.4L/mol

+

aL×20%×2

22.4L/mol

+

bL

22.4L/mol

=

1.2a+b

22.4

mol，所以2n（Na₂CO₃）=

1.2a+b

22.4

mol，故n（Na₂CO₃）

1.2a+b

44.8

mol，該Na₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度為

1.2a+b 44.8 mol

0.2L

=

1.2a+b

8.96

mol/L，
二氧化氮與碳酸鈉反應(yīng)生成NaNO₂、NaNO₃、CO₂，反應(yīng)方程式為2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ，
故答案為：

a

b

≥

5

6

；

1.2a+b

8.96

；2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ．

點(diǎn)評：本題考查閱讀獲取信息的能力、混合反應(yīng)的計(jì)算等，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與利用信息、基礎(chǔ)知識(shí)分析解決問題的能力，發(fā)現(xiàn)化學(xué)方程式中隱含的關(guān)系和規(guī)律是解題關(guān)鍵，難度較大．