Question

【題目】汽車尾氣中CO、NOx以及燃煤廢氣中的SO2都是大氣污染物，對它們的治理具有重要意義。

(1)氧化還原法消除NOx的轉(zhuǎn)化如下所示：NO NO2 N2

①反應(yīng)Ⅰ為NO＋O3===NO2＋O2，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L O2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 __________mol。

②反應(yīng)Ⅱ中，當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2時(shí)，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為____。

(2)使用“催化轉(zhuǎn)化器”可以減少尾氣中的CO和NOx，轉(zhuǎn)化過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋NOx→N2＋CO2(未配平)，若x＝1.5，則方程式中CO2和N2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為______。

(3)吸收SO2和NO，獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的流程圖如圖所示(Ce為鈰元素)。

裝置Ⅱ中，酸性條件下NO被Ce4+氧化的產(chǎn)物主要是NO3-和NO2-，請寫出生成等物質(zhì)的量的NO3-和NO2-時(shí)的離子方程式：________。

(4)已知進(jìn)入裝置Ⅳ的溶液中NO2-的濃度為a g·L－1，要使1 m3該溶液中的NO2-完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3，至少需向裝置Ⅳ中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣____L(用含a代數(shù)式表示，結(jié)果保留整數(shù))。

Answer 1

【答案】1 4∶3 3∶1 2NO＋3H2O＋4Ce4＋===NO3-＋NO2-＋6H＋＋4Ce3＋ 243a

【解析】

(1) ①根據(jù)化合價(jià)升高失電子數(shù)目進(jìn)行計(jì)算；

②根據(jù)化合價(jià)升降法配平，再利用方程式計(jì)算；

(2)利用得失電子守恒求解；

(3)利用化合價(jià)升降法配平；

(4) n（NO2-）：n（O2）=2：1，進(jìn)行計(jì)算。

(1) ①NO＋O3=NO2＋O2，反應(yīng)中N的化合價(jià)由+2變?yōu)?/span>+4，生成1mol氧氣時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L O2時(shí)，即0.5mol，轉(zhuǎn)移1mol電子；

②反應(yīng)Ⅱ中，6NO2+4CO(NH2)2＝4CO2+7N2+ 8H2O ，NO2中N的化合價(jià)由+4變?yōu)?/span>0，化合價(jià)降低生成還原產(chǎn)物，N原子個(gè)數(shù)為6；CO(NH2) 2 中N的化合價(jià)由-3變?yōu)?/span>0，化合價(jià)升高產(chǎn)物生成氧化產(chǎn)物，N原子個(gè)數(shù)為8，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為8：6=4：3；

(2) 若x＝1.5，N的化合價(jià)為+3，變?yōu)?/span>0價(jià)，得電子，C的化合價(jià)由+2變?yōu)?/span>+4，失電子，最小公倍數(shù)為6，則CO的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，N2的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，比值為3：1；

(3) NO被氧化的產(chǎn)物為NO3-和NO2-，且物質(zhì)的量相等時(shí)，化合價(jià)由+2變?yōu)?/span>+5、+3，失去4e-，Ce4+化合價(jià)降低為+3，得e-，最小公倍數(shù)為4，則離子方程式為2NO＋3H2O＋4Ce4＋=NO3-＋NO2-＋6H＋＋4Ce3＋；

(4) 1 m3 NO2-的濃度為a g·L－1溶液中m（NO2-）=a g·L－11000L=1000ag，則n（NO2-）=1000ag/46g/mol=500a/23mol，n（NO2-）：n（O2）=2：1，則n（O2）=250a/23mol，標(biāo)況下的體積為243aL。