Question

【題目】工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)混合氣體中的NOx含量進(jìn)行測(cè)定，其中一種方法的操作如下：①將200L氣樣通入酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化為NO，加水稀釋至100.00mL；②微微加熱，除去過(guò)量的H2O2；③量取20.00mL該溶液，加入20mL8.000×10-2mol·L-1FeSO4溶液（過(guò)量），充分反應(yīng)；④用5.000×10-3mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+，終點(diǎn)時(shí)消耗20.00mL。

（1）能使氣樣中的NOx更好地被H2O2溶液氧化的操作是___。

（2）NO被H2O2氧化為NO3-的離子方程式是___。

（3）若缺少步驟②，對(duì)混合氣體中NOx含量的測(cè)定結(jié)果將___（填“偏大”或“偏小”或“無(wú)影響”）。

（4）滴定過(guò)程中發(fā)生下列反應(yīng)（未配平）：

Fe2++NO+H+——NO↑+Fe3++H2O

Cr2O+Fe2++H+——Cr3++Fe3++H2O

則氣樣中NOx折合成NO2的含量為___mg·m-3。（保留4位有效數(shù)字）（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

【答案】將氣樣緩慢的通過(guò)H2O2溶液 2NO+3H2O2=2H++2NO+2H2O 偏大 383.3

【解析】

NO被H2O2氧化為NO，N元素的化合價(jià)升高，過(guò)氧化氫中O元素的化合價(jià)降低；加水稀釋硝酸至100.00 mL溶液時(shí)，需100mL容量瓶；滴定操作主要用到鐵架臺(tái)、酸式滴定管、錐形瓶等；由反應(yīng)結(jié)合電子守恒可知存在Cr2O72-～6Fe2+～2NO3-，以此計(jì)算。

(1)氣體成分中的氮氧化物被H2O2溶液氧化成為NO-進(jìn)行測(cè)定，后續(xù)的測(cè)定圍繞溶液成分展開(kāi)，氣體中的氮氧化物需要被完全吸收測(cè)定才更加準(zhǔn)確，可以將氣樣緩慢的通過(guò)H2O2溶液，從而增大接觸的時(shí)間，故答案為：將氣樣緩慢的通過(guò)H2O2溶液；

(2)配平過(guò)程中注意溶液是酸性環(huán)境，用H+配平，離子方程式為：2NO+3H2O2=2H++2NO+2H2O，故答案為：2NO+3H2O2=2H++2NO+2H2O；

(3)若缺少步驟②，過(guò)量的H2O2就沒(méi)有除去，當(dāng)加入FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，過(guò)量的H2O2也氧化了一部分Fe2+，使加入的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液偏少，測(cè)定結(jié)果偏大，故答案為：偏大；

(4)計(jì)算過(guò)程如下：

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中消耗的n(Cr2O72-)=5.000×10-3mol/L×20.00mL×10-3L/mL=1.000×10-4mol，由滴定時(shí)的反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，則n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.000×10-4mol=6.000×10-4mol，與NO3-反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量：n(Fe2+)=8.000×10-2mol/L×20.00mL×10-3L/mL-6.000×10-4mol=1.000×10-3mol，氣樣中NOx的物質(zhì)的量：n(NOx)=n(NO2)=n(NO3–)=，氣樣中NOx折合成NO2的質(zhì)量=m(NO2)==76.66mg，氣樣中NOx折合成NO2的含量==383.3mg·m-3，故答案為：383.3。