Question

11．在實驗室中，氮氧化物廢氣（主要成分NO₂和NO）可以用NaOH溶液來吸收，以除去這些廢氣，其主要反應為：
2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O
NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O
（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，x的值可以為cd（填編號）．
a．1.1         b．1.2       c．1.5       d．1.8
若用純堿溶液處理氮氧化物廢氣，反應與上述類似，同時放出CO₂．
（2）請寫出純堿溶液吸收NO₂的化學方程式2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ．
（3）現(xiàn)有標準狀況下a升NO₂（其中N₂O₄體積分數(shù)為20%）和b升NO的混合氣恰好被200mL Na₂CO₃溶液完全收，則a、b應滿足的關系為：$\frac{a}$≥$\frac{5}{6}$；
（4）若在標準狀況下，2.016L氮氧化物的混合氣和0.896LO₂與1mol/LNa₂CO₃溶液50mL恰好反應生成NaNO₃，則混和氣體中N₂O₄與NO₂的體積比為1：5．

Answer 1

分析 （1）由方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，NO單獨不能被吸收，NO和NO₂混合氣體被NaOH溶液被完全吸收，滿足n（NO₂）：n（NO）≥1，當n（NO₂）：n（NO）=1時x值最小，計算x的最小值，因為混有NO，所以x最大值＜2，據(jù)此確定x取值范圍；
（2）純堿溶液處理氮氧化物廢氣，反應與上述類似，同時放出CO₂，所以二氧化氮與碳酸鈉反應生成NaNO₂、NaNO₃、CO₂；
（3）發(fā)生反應2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂，NO₂+NO+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂，從反應式就可以看出當n（NO₂）/n（NO）≥1，把N₂O₄折換成NO₂，計算a、b的關系；
（4）設2.016 L氮氧化物中含N₂O₄ x mol、NO₂y mol、NO z mol，分別利用氣體總物質(zhì)的量、電子守恒、鈉離子氮原子守恒列式求解．

解答 解：（1）由方程式可知，NO單獨不能被吸收，NO和NO₂混合氣體被NaOH溶液被完全吸收，滿足n（NO₂）：n（NO）≥1，當n（NO₂）：n（NO）=1時x值最小，x最小值為=1.5，因為混有NO，所以x最大值＜2，故x的取值范圍為1.5≤x＜2，
故選：cd；
（2）二氧化氮與碳酸鈉反應生成NaNO₂、NaNO₃、CO₂，反應方程式為：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ，
故答案為：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ；
（3）發(fā)生反應為：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ ，NO₂+NO+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂，從反應式就可以看出當n（NO₂）/n（NO）≥1，氣體就全部反應了，
aLNO₂，其中N₂O₄的體積分數(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：$\frac{1.2aL}{bL}$≥1，$\frac{a}$≥$\frac{5}{6}$，
故答案為：$\frac{a}$≥$\frac{5}{6}$；
（4）設：2.016 L氮氧化物中含N₂O₄ x mol、NO₂ y mol、NO z mol，
  x+y+z=$\frac{2.016L}{22.4L}$=0.09
  2x+y+3z=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$×4 （得失電子守恒）
  2x+y+z=0.05×2 （氮原子子守恒、鈉離子守恒） 
解得：x=0.01、y=0.05、z=0.03，
所以V（N₂O₄）：V（NO₂）=n（N₂O₄）：n（NO₂）=0.01：0.05=1：5，
答：混和氣體中N₂O₄與NO₂的體積比為1：5．

點評 本題考查了氮的氧化物的性質(zhì)、混合物反應的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的原理為解答關鍵，注意熟練掌握氮的氧化物的性質(zhì)及應用方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．