Question

15．工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx（假設(shè)僅為NO和NO₂的混合物），影響生態(tài)環(huán)境．
Ⅰ．氮氧化物NO_x對(duì)環(huán)境主要影響有兩點(diǎn)酸雨、光化學(xué)煙霧．
Ⅱ．工業(yè)上可用氨催化吸收法處理NO_x，反應(yīng)原理為：NH₃+NOx$\stackrel{催化劑}{→}$N₂+H₂O
某化學(xué)興趣小組模擬該處理過程的實(shí)驗(yàn)裝置如圖．
（1）裝置A中發(fā)生的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）裝置C的作用有兩個(gè)：一個(gè)作用是通過氣泡產(chǎn)生的速率來控制反應(yīng)物的比例，另一個(gè)作用是使氨氣和一氧化氮混合均勻，裝置F的作用是吸收尾氣．
（3）反應(yīng)6NO₂+8NH₃$?_{加熱}^{催化劑}$7N₂+12H₂O可用于處理NO₂，當(dāng)轉(zhuǎn)移3.6mol電子時(shí)，消耗NO₂的物質(zhì)的量為0.9mol．
Ⅲ．工業(yè)上也常用NaOH溶液吸收法處理NOx：
NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O（Ⅰ）
2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O（Ⅱ）
（1）當(dāng)NOx被NaOH溶液完全吸收時(shí)，轉(zhuǎn)化為鹽，x的值可能是CD（填字母）．
A.1.0   B.1.3   C.1.5    D.2.0
（2）2240mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）NO和NO₂的混合氣體溶于200mLNaOH溶液中，恰好完全反應(yīng)，并無氣體放出，則NaOH溶液物質(zhì)的量濃度是0.5mol/L．
Ⅳ．除能防止有毒氣體的污染外，NaOH溶液吸收法還具有的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，產(chǎn)物為鹽，可回收作氮肥，其缺點(diǎn)是不經(jīng)濟(jì)．

Answer 1

分析 Ⅰ．酸雨是指PH＜5.6的雨水，氮氧化物NO_x可形成硝酸型酸雨；光化學(xué)污染是氮的氧化物和有機(jī)烴類在光作用下的一系列復(fù)雜變化，光化學(xué)污染與氮的氧化物有關(guān)；
Ⅱ．A裝置：制取氨氣，B裝置：制取一氧化氮，C裝置：一個(gè)作用是通過氣泡產(chǎn)生的速率來控制反應(yīng)物的比例，使氨氣和一氧化氮混合均勻，c中揮發(fā)的氨氣含有水蒸氣，進(jìn)入E加熱前應(yīng)進(jìn)行干燥，D裝置：干燥混合氣體，E裝置：2NH₃+2NO$\stackrel{催化劑}{→}$N₂+2H₂O，F(xiàn)裝置：用濃硫酸吸收尾氣氨氣．
（1）氯化銨固體和氫氧化鈣固體在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成氨氣；
（2）混合氣體通過濃氨水能進(jìn)行氣體均勻混合，同時(shí)通過逸出氣泡數(shù)量監(jiān)測反應(yīng)的速率；F裝置：用濃硫酸吸收尾氣氨氣；
（3）由方程式可知，反應(yīng)中NH₃→N₂氮元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，每轉(zhuǎn)移24mol電子消耗NO₂的物質(zhì)的量為6mol，據(jù)此計(jì)算轉(zhuǎn)移3.6mol電子時(shí)，消耗NO₂的物質(zhì)的量；
Ⅲ．（1）根據(jù)反應(yīng)：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，應(yīng)滿足n（NO₂）≥n（NO）即可；
（2）反應(yīng)產(chǎn)物NaNO₂、NaNO₃，根據(jù)Na和N原子守恒，n（NaOH）=$\frac{2240×1{0}^{-3}}{22.4}$mol=0.1mol，帶入c=$\frac{n}{V}$計(jì)算濃度；
Ⅳ．氮氧化物有毒，對(duì)環(huán)境有污染，與氨催化吸收法比較，操作簡便，產(chǎn)物為鹽，可回收作氮肥，缺點(diǎn)是消耗堿．

解答 解：Ⅰ．氮氧化物NO_x可形成硝酸型酸雨，光化學(xué)煙霧是城市大氣中的碳?xì)浠�合物（HC）和氮氧化合物（NOx）在陽光紫外線的作用下發(fā)生的一系列鏈?zhǔn)酱髿饣瘜W(xué)反應(yīng)生成以臭氧（O₃）為代表的刺激性二次污染物，氮氧化物NO_x，可形成光化學(xué)煙霧，
故答案為：酸雨；光化學(xué)煙霧；
Ⅱ．（1）氯化銨固體和氫氧化鈣固體在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成氨氣，所以裝置A的反應(yīng)是：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）C裝置：一個(gè)作用是通過氣泡產(chǎn)生的速率來控制反應(yīng)物的比例，使氨氣和一氧化氮混合均勻，F(xiàn)裝置：用濃硫酸吸收尾氣氨氣，
故答案為：使氨氣和一氧化氮混合均勻；吸收尾氣；
（3）由方程式可知，反應(yīng)中NH₃→N₂氮元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，每轉(zhuǎn)移24mol電子消耗NO₂的物質(zhì)的量為6mol，轉(zhuǎn)移3.6mol電子時(shí)，消耗NO₂的物質(zhì)的量為$\frac{3.6}{24}$×6=0.9mol，故答案為：0.9；
Ⅲ．（1）由方程式可知混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，應(yīng)滿足n（NO₂）≥n（NO），即x≥1.5，所以CD符合，
故答案為：CD；
（2）反應(yīng)產(chǎn)物NaNO₂、NaNO₃，根據(jù)Na和N原子守恒，n（NaOH）=$\frac{2240×1{0}^{-3}}{22.4}$mol=0.1mol，NaOH溶液物質(zhì)的量濃度c=$\frac{0.1mol}{0.2L}$=0.5mol/L，
故答案為：0.5mol/L；
Ⅳ．氮氧化物有毒，對(duì)環(huán)境有污染，用氫氧化鈉吸收氮氧化物能將有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，防止有毒氣體的污染，操作簡便，同時(shí)產(chǎn)物為鹽，可回收作氮肥，缺點(diǎn)是消耗強(qiáng)堿，生成鹽，不經(jīng)濟(jì)，
故答案為：操作簡便，產(chǎn)物為鹽，可回收作氮肥；不經(jīng)濟(jì)．

點(diǎn)評(píng) 本題通過以氮氧化物處理為載體考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，側(cè)重考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)，題目難度中等，明確氮及其化合物的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意掌握性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)中的比較法，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>