Question

8．煙氣中NO_x是NO和NO₂的混合物（不含N₂O₄）．
（1）根據(jù)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，1m³煙氣最高允許含400mgNO_x．若NO_x中NO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.85，則lm³煙氣中最高允許含NO0.25L（標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)化，測得反應(yīng)后氣體體積變?yōu)?03.952L（氣體體積均折算到標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?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(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?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(biāo)準(zhǔn)（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(jù)NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算NO的質(zhì)量，在根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算NO的物質(zhì)的量，根V=nV_m計算NO的體積；
（2）100L的廢氣中有NOx物質(zhì)的量為：$\frac{100×0.0672L}{22.4L/mol}$=0.3mol，物質(zhì)的量減少：$\frac{（110-103.952）L}{22.4L/mol}$=0.27mol，
設(shè)混合氣體中NO物質(zhì)的量為x，NO₂的物質(zhì)的量為y，根據(jù)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(jù)混合氣體中NO和NO₂的物質(zhì)的量之和為0.3mol、物質(zhì)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(jìn)行計算；
（3）根據(jù)c=$\frac{1000ω}{M}$計算碳酸鈉溶液物質(zhì)的量濃度；
（4）未被被吸收的NO_x的質(zhì)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(zhì)量為：400mg×0.85=340mg，標(biāo)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(zhì)的量為：$\frac{100×0.0672L}{22.4L/mol}$=0.3mol，物質(zhì)的量減少：$\frac{（110-103.952）L}{22.4L/mol}$=0.27mol，
設(shè)混合氣體中NO物質(zhì)的量為x，NO₂的物質(zhì)的量為y，根據(jù)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(jù)混合氣體中NO和NO₂的物質(zhì)的量之和為0.3mol、物質(zhì)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(zhuǎn)移的電子數(shù)：0.24×2+0.06×4=0.72mol，
將xy數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)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(zhì)的量相等，為0.24molNH₃，
故答案為：0.24；
（3）該碳酸鈉溶液物質(zhì)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(zhì)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(hù)為信息來考查學(xué)生對氧化還原反應(yīng)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(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注重了化學(xué)與生活的聯(lián)系，符合高考的導(dǎo)向．