Question

8．煙氣中NO_x是NO和NO₂的混合物（不含N₂O₄）．
（1）根據廢氣排放標準，1m³煙氣最高允許含400mgNO_x．若NO_x中NO質量分數(shù)為0.85，則lm³煙氣中最高允許含NO0.25L（標準狀況，保留2位小數(shù)）．
（2）若用氨氣除去廢氣中的氮氧化物（NO_x）：NO_x+NH₃→N₂+H₂O（l）．假如每升廢氣中含NO_x0.0672L（只含NO和NO₂），向100.000L廢氣中通入10.000L氨氣可使NO_x完全轉化，測得反應后氣體體積變?yōu)?03.952L（氣體體積均折算到標準狀況）．
①NO_x中的 x 值為1.2（保留1位小數(shù)）．
②除去廢氣中的NO_x，至少需氨0.24mol（保留2位小數(shù)）．
（3）工業(yè)上通常用溶質質量分數(shù)為0.150的Na₂CO₃水溶液（密度l.16g/mL）作為NO_x吸收劑，該碳酸鈉溶液物質的量濃度為1.64mol/L（保留2位小數(shù)）．
（4）已知：NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂           ①
2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂         ②
1m³含2000mgNO_x的煙氣用質量分數(shù)為0.150的碳酸鈉溶液吸收．若吸收率為80%，吸收后的煙氣不符合排放標準（填“符合”或“不符合”），
理由：吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據NO的質量分數(shù)計算NO的質量，在根據n=$\frac{m}{M}$計算NO的物質的量，根V=nV_m計算NO的體積；
（2）100L的廢氣中有NOx物質的量為：$\frac{100×0.0672L}{22.4L/mol}$=0.3mol，物質的量減少：$\frac{（110-103.952）L}{22.4L/mol}$=0.27mol，
設混合氣體中NO物質的量為x，NO₂的物質的量為y，根據化合價升降配平方程式xNO+yNO₂+$\frac{2x+4y}{3}$NH₃→$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$N₂+（x+2y）H₂O（l），
根據混合氣體中NO和NO₂的物質的量之和為0.3mol、物質的量減少：x+y+$\frac{2x+4y}{3}$-$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$=0.27，求出x、y，然后進行計算；
（3）根據c=$\frac{1000ω}{M}$計算碳酸鈉溶液物質的量濃度；
（4）未被被吸收的NO_x的質量為2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³．

解答 解：（1）lm³煙氣中含有的NO的最大質量為：400mg×0.85=340mg，標況下340mgNO的體積為：$\frac{0.34g}{30g/mol}$×22.4L/mol=0.25L，
故答案為：0.25；
（2）100L的廢氣中有NOx物質的量為：$\frac{100×0.0672L}{22.4L/mol}$=0.3mol，物質的量減少：$\frac{（110-103.952）L}{22.4L/mol}$=0.27mol，
設混合氣體中NO物質的量為x，NO₂的物質的量為y，根據化合價升降配平方程式xNO+yNO₂+$\frac{2x+4y}{3}$NH₃→$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$N₂+（x+2y）H₂O（l），
根據混合氣體中NO和NO₂的物質的量之和為0.3mol、物質的量減少：x+y+$\frac{2x+4y}{3}$-$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$=0.27（化簡 5x+7y=1.62），
混合氣體：x+y=0.3
解得：x=0.24，y=0.06，
所以轉移的電子數(shù)：0.24×2+0.06×4=0.72mol，
將xy數(shù)據帶入可得：0.24NO+0.06NO₂+0.24NH₃=0.27N₂+0.48H₂O 化簡得：8NO+2NO₂+8NH₃=9N₂+16H₂O，
①根據8NO+2NO₂+8NH₃=9N₂+16H₂O，可以知道N為10，O為12，所以為NO_1.2，即x=1.2，
故答案為：1.2；
②根據8NO+2NO₂+8NH₃=9N₂+16H₂O可知，除去廢氣中的NO_x至少需要氨氣與NO物質的量相等，為0.24molNH₃，
故答案為：0.24；
（3）該碳酸鈉溶液物質的量濃度為：$\frac{1000×1.16×0.15}{106}$mol/L=1.64mol/L，故答案為：1.64；
（4）未被被吸收的NO_x的質量為：2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³，故不符合，
故答案為：不符合；吸收后煙氣總體積減小，NO_x含量仍超過400mg/m³．

點評 本題以環(huán)境保護為信息來考查學生對氧化還原反應的分析，題目難度中等．明確元素化合價的變化及電子守恒來配平化學反應是解答本題的關鍵，注重了化學與生活的聯(lián)系，符合高考的導向．