Question

【題目】I．利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣（含NO、NO2）反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO2)2，其部分工藝流程如下：

（1）一定條件下，NO與NO2存在下列反應：NO(g) + NO2(g) N2O3(g)，其平衡常數(shù)表達式為K = ____。

（2）吸收時，尾氣從吸收塔底進入，石灰乳從吸收塔頂噴淋，好處是____。

（3）為提高Ca(NO2)2的產(chǎn)率及純度，則n(NO)∶n(NO2)應控制為____。

（4）生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，其反應的離子方程式為___。

II．鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應用日趨廣泛。

（1）真空碳熱還原—氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁，相關的熱化學方程式如下：

Al2O3(s) + AlCl3(g) + 3C(s) =3AlCl(g) + 3CO(g) △H = a kJ·mol—1

3AlCl (g)=2Al(l) + AlCl3(g) △H = bkJ·mol—1

則Al2O3(s) + 3C(s) =2Al(l) + 3CO(g) △H = __kJ·mol—1（用含a、b的代數(shù)式表示）。

（2）鋁電池性能優(yōu)越，Al—AgO電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。該電池反應的化學方程式為____。

Answer 1

【答案】c(N2O3)/[c(NO)·c(NO2)] 使尾氣中NO、NO2被充分吸收 1：1 3NO2-- + 2H+ =NO3-- + 2NO ↑+ H2O a+b 2Al+3AgO+2NaOH= 2NaAlO2 +3Ag + H2O

【解析】

I．由流程可知，石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應，生成Ca(NO2)2，過量的石灰乳以濾渣存在；

(1)結合反應及在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值表示K；

(2)可增大反應物的接觸面積，提高吸收率；

(3)若n(NO)：n(NO2)＞1：1，則一氧化氮過量，若n(NO)：n(NO2)＜1：1，則Ca（NO2）2中混有Ca（NO3）2；

(4)根據(jù)NO2-被還原成NO，說明還有NO2-被氧化成NO3-，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒書寫離子方程式；

II．(1)根據(jù)蓋斯定律，將題中所給兩熱化學方程式相加即可；

(2)該電池中鋁做負極，失電子被氧化，在堿性溶液中生成NaAlO2，AgO做正極，得電子被還原為Ag，據(jù)此書寫方程式。

I．由流程可知，石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應，生成Ca(NO2)2，過量的石灰乳以濾渣存在；

(1)化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，則反應NO(g)+NO2(g)N2O3(g)的平衡常數(shù)表達式為K= c(N2O3)/[c(NO)·c(NO2)]；

(2)吸收時，尾氣從吸收塔底進入，石灰乳從吸收塔頂噴淋，使尾氣中NO、NO2與石灰乳充分接觸，NO、NO2被充分吸收；

(3)若n(NO)：n(NO2)＞1：1，則一氧化氮過量，排放氣體中NO含量升高，產(chǎn)率低；若n(NO)：n(NO2)＜1：1，則還會有二氧化氮與石灰乳生成Ca(NO3)2的反應，影響產(chǎn)品純度，故為提高Ca(NO2)2的產(chǎn)率及純度， n(NO)∶n(NO2)應控制為1:1；

(4)反應物是NO2-和H+，生成物是一氧化氮，NO2-被還原成NO，說明還有NO2-被氧化成NO3-，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒，反應的離子方程式為3NO2-+2H+=NO3-+2NO↑+H2O；

II．(1)已知：①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H=akJmol-1

②3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H=bkJmol-1

根據(jù)蓋斯定律，①+②得Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g) △H=(a+b)kJmol-1；

(2)鋁做負極，失電子被氧化，在堿性溶液中生成NaAlO2，AgO做正極，得電子被還原為Ag，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，所以其電池反應式為：2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O。