Question

15．工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx（假設僅為NO和NO₂的混合物），影響生態(tài)環(huán)境．
Ⅰ．氮氧化物NO_x對環(huán)境主要影響有兩點酸雨、光化學煙霧．
Ⅱ．工業(yè)上可用氨催化吸收法處理NO_x，反應原理為：NH₃+NOx$\stackrel{催化劑}{→}$N₂+H₂O
某化學興趣小組模擬該處理過程的實驗裝置如圖．
（1）裝置A中發(fā)生的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）裝置C的作用有兩個：一個作用是通過氣泡產(chǎn)生的速率來控制反應物的比例，另一個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6NO₂+8NH₃$?_{加熱}^{催化劑}$7N₂+12H₂O可用于處理NO₂，當轉移3.6mol電子時，消耗NO₂的物質的量為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NOx被NaOH溶液完全吸收時，轉化為鹽，x的值可能是CD（填字母）．
A.1.0   B.1.3   C.1.5    D.2.0
（2）2240mL（標準狀況）NO和NO₂的混合氣體溶于200mLNaOH溶液中，恰好完全反應，并無氣體放出，則NaOH溶液物質的量濃度是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)點是操作簡便，產(chǎn)物為鹽，可回收作氮肥，其缺點是不經(jīng)濟．

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；光化學污染是氮的氧化物和有機烴類在光作用下的一系列復雜變化，光化學污染與氮的氧化物有關；
Ⅱ．A裝置：制取氨氣，B裝置：制取一氧化氮，C裝置：一個作用是通過氣泡產(chǎn)生的速率來控制反應物的比例，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，進入E加熱前應進行干燥，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)生反應生成氨氣；
（2）混合氣體通過濃氨水能進行氣體均勻混合，同時通過逸出氣泡數(shù)量監(jiān)測反應的速率；F裝置：用濃硫酸吸收尾氣氨氣；
（3）由方程式可知，反應中NH₃→N₂氮元素化合價由-3價升高為0價，每轉移24mol電子消耗NO₂的物質的量為6mol，據(jù)此計算轉移3.6mol電子時，消耗NO₂的物質的量；
Ⅲ．（1）根據(jù)反應：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，應滿足n（NO₂）≥n（NO）即可；
（2）反應產(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=$\frac{n}{V}$計算濃度；
Ⅳ．氮氧化物有毒，對環(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，光化學煙霧是城市大氣中的碳氫化合物（HC）和氮氧化合物（NOx）在陽光紫外線的作用下發(fā)生的一系列鏈式大氣化學反應生成以臭氧（O₃）為代表的刺激性二次污染物，氮氧化物NO_x，可形成光化學煙霧，
故答案為：酸雨；光化學煙霧；
Ⅱ．（1）氯化銨固體和氫氧化鈣固體在加熱的條件下發(fā)生反應生成氨氣，所以裝置A的反應是：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：一個作用是通過氣泡產(chǎn)生的速率來控制反應物的比例，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，反應中NH₃→N₂氮元素化合價由-3價升高為0價，每轉移24mol電子消耗NO₂的物質的量為6mol，轉移3.6mol電子時，消耗NO₂的物質的量為$\frac{3.6}{24}$×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，應滿足n（NO₂）≥n（NO），即x≥1.5，所以CD符合，
故答案為：CD；
（2）反應產(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，對環(huán)境有污染，用氫氧化鈉吸收氮氧化物能將有毒氣體轉化為無毒物質，防止有毒氣體的污染，操作簡便，同時產(chǎn)物為鹽，可回收作氮肥，缺點是消耗強堿，生成鹽，不經(jīng)濟，
故答案為：操作簡便，產(chǎn)物為鹽，可回收作氮肥；不經(jīng)濟．

點評 本題通過以氮氧化物處理為載體考查了性質實驗，側重考查性質實驗方案的評價，題目難度中等，明確氮及其化合物的性質是解本題關鍵，注意掌握性質實驗方案的評價中的比較法，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．