Question

4．大氣污染越來越成為人們關(guān)注的問題，煙氣中的NO_x必須脫除（即脫硝）后才能排放，脫硝的方法有多種．
完成下列填空：
Ⅰ直接脫硝
（1）NO在催化劑作用下分解為氮?dú)夂脱鯕猓��?0L密閉容器中，NO經(jīng)直接脫硝反應(yīng)時，其物質(zhì)的量變化如圖1所示．則0～5min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為0.015mol/（L•min）．

Ⅱ臭氧脫硝
（2）O₃氧化NO 結(jié)合水洗可完全轉(zhuǎn)化為HNO₃，此時O₃與NO的物質(zhì)的量之比為1：2．
Ⅲ氨氣脫硝
（3）實驗室制取純凈的氨氣，除了氯化銨外，還需要熟（消）石灰、堿石灰（填寫試劑名稱）．不使用碳酸銨的原因是（NH₄）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CO₂↑+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
（4）吸收氨氣時，常使用防倒吸裝置，圖2裝置不能達(dá)到此目的是d．

NH₃脫除煙氣中NO的原理如圖3：

（5）該脫硝原理中，NO最終轉(zhuǎn)化為N₂（填化學(xué)式）和H₂O．當(dāng)消耗1mol NH₃和0.25mol O₂時，除去的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L．

Answer 1

分析 （1）圖象得到NO物質(zhì)的量變化，計算得到氧氣物質(zhì)的量變化，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計算V=$\frac{△c}{△t}$；
（2）O₃氧化NO 結(jié)合水洗可完全轉(zhuǎn)化為HNO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：O₃+2NO+H₂O=2HNO₃；
（3）實驗室利用固體氯化銨和氫氧化鈣加熱反應(yīng)生成，氨氣是堿性氣體，干燥需要堿性干燥劑，不使用碳酸銨的原因是碳酸銨加熱生成氨氣同時會生成二氧化碳?xì)怏w；
（4）氨氣極易溶于水，在水溶液中易發(fā)生倒吸，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的知識進(jìn)行分析；
（5）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)的量計算．

解答 解：（1）在10L密閉容器中，NO經(jīng)直接脫硝反應(yīng)時，其物質(zhì)的量變化如圖1所示，NO在5min內(nèi)變化物質(zhì)的量8.0mol-6.5mol=1.5mol，NO在催化劑作用下分解為氮?dú)夂脱鯕猓?NO=O₂+N₂，生成氧氣物質(zhì)的量0.75mol，則0～5min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{0.75mol}{10L}}{5min}$=0.015mol/L•min，
故答案為：0.015；
（2）O₃氧化NO 結(jié)合水洗可完全轉(zhuǎn)化為HNO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：O₃+2NO+H₂O=2HNO₃，此時O₃與NO的物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：1：2；
（3）實驗室利用固體氯化銨和氫氧化鈣加熱反應(yīng)生成，氨氣是堿性氣體，干燥需要堿性干燥劑，實驗室制取純凈的氨氣，除了氯化銨外，還需要消（熟）石灰、堿石灰，不使用碳酸銨的原因是碳酸銨加熱生成氨氣同時會生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：消（熟）石灰、堿石灰；（NH₄）₂CO₃→2NH₃↑+CO₂↑+2H₂O；
（4）裝置abc中都有一個容積較大的儀器，它們能夠吸收較多的液體，從而不會使倒吸的液體進(jìn)入前面的裝置，可以防止倒吸，d中導(dǎo)氣管插入到水中，氨氣極易溶于水，易引起倒吸，不能防倒吸，應(yīng)是四氯化碳在下層，水在上層，防止倒吸且能吸收氨氣，故答案為：d；
（5）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，0.25mol O₂得到1mol電子，則NO轉(zhuǎn)化為N₂得到的電子為2mol，所以NO的物質(zhì)的量為1mol，其體積為22.4L；
故答案為：22.4L．

點評 本題考查了氮及其化合物性質(zhì)的分析、化學(xué)方程式書寫、實驗裝置的理解、氧化還原反應(yīng)電子守恒的計算等知識點，題目難度中等．