Question

【題目】硝酸工業(yè)生產(chǎn)中常用純堿溶液吸收排出的氮氧化物廢氣，廢氣中只含有NO、NO2兩種氣體。將一定量廢氣通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO3-、NO2-兩種離子的物質(zhì)的量與廢氣中NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x變化關(guān)系可用圖所示。已知溶液中可發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：

①NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2；

②2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2

下列說法正確的是

A.圖中線段a表示NO3－離子

B.隨x值增大，溶液中n(NO3-)＋n(NO2-)增大

C.x＝0.6時(shí)，反應(yīng)中可收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2 44.8 L

D.若測得所得溶液中n(NO3-)為0.5 mol，則x值為0.75

Answer 1

【答案】D

【解析】

由方程式和圖象可知，NO單獨(dú)不能被吸收：

①當(dāng)NO和NO2混合氣體被NaOH溶液恰好完全吸收，滿足n(NO2)：n(NO)=1，即x=0.5，此時(shí)只生成NO2-，n(NO3-)=0，n(NO2-)=2mol，所以a曲線表示NO2-離子、b曲線表示NO3-離子；

②當(dāng)氣體只有NO2時(shí)，即x=1，發(fā)生反應(yīng)2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此時(shí)生成n(NO3-)=n(NO2-)=1mol；

③由x=0.5和x=1可知，一定量廢氣中n(NO2)≥n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；

④反應(yīng)NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2和2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2均有n(N)=2n(C)，即n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，所以n(CO2)=1mol；

綜上可知：2mol廢氣通入到足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，即n(NO2)≥n(NO)，生成n(NO3-)+n(NO2-)=2mol；n(CO2)=1mol；a曲線表示NO2-離子、b曲線表示NO3-離子。

A．當(dāng)x=0.5時(shí)，只發(fā)生反應(yīng)NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2，n(NO3)=0，n(NO2)=2mol，所以a曲線表示NO2離子、b曲線表示NO3離子，故A錯(cuò)誤；

B．當(dāng)x=0.5時(shí)，只生成NO2，n(NO2)=2mol；當(dāng)x=1只發(fā)生反應(yīng)2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2，此時(shí)生成n(NO3)=n(NO2)=1mol，根據(jù)N原子守恒可知混合氣體的總的物質(zhì)的量為2mol，即溶液中n(NO3)+n(NO2)不變、始終等于2mol，故B錯(cuò)誤；

C．由于廢氣中n(NO2)n(NO)，并且n(NO2)+n(NO)=2mol，根據(jù)反應(yīng)①②可知n(NO2)+n(NO)=2n(CO2)=2mol，即n(CO2)=1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4L，故C錯(cuò)誤；

D．設(shè)n(NO2)=a，n(NO)=b，則a+b=2mol，發(fā)生反應(yīng)①余下NO2的物質(zhì)的量為(ab)mol，發(fā)生反應(yīng)②生成n(NO3)=0.5(ab)=0.5mol，即ab=1mol，聯(lián)立方程組解得a=1.5mol，b=0.5mol，廢氣中NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x=×100%=75%，故D正確；

答案選D。